1、技术上的瓶颈困难

 这也是国外3D打印技术面临的共同难题,国内表现得更加突出。目前,3D打印技术在工艺稳定性、加工精度、重复加工的效果一致性方面,与传统加工制造技术相比还有一定差距。3D打印技术在支撑工艺、激光扫描算法程序、复杂数据处理、RPM软件标准化和二次开发等方面,也存在许多不足。由于受到3D打印技术设备自身的体积限制,加工产品的尺寸大小也受到很大局限。许多3D打印技术设备对加工材料的质量特性要求过高,限制了其应用的领域范围。

2、3D打印材料的局限

 目前3D打印技术使用的材料达到300余种,但相对于广泛的应用领域仍显十分不足。3D打印使用的材料主要有三大类:金属材料(如钛合金、铜铝合金、镍铬合金等);高分子材料(如ABS、PLA、PC、PVC、尼龙粉、石膏粉、光敏树脂等);无机非金属材料(如陶瓷、硅粉等)。

 中国在3D打印材料的研发和生产方面处于劣势。目前国内专门从事3D打印材料专业化生产的企业不多,主要依赖于进口。3D打印材料的专用性非常强,不同类型的3D打印技术设备对材料的密度、颗粒分布、氧含量要求等等都不相同,常常是与特定公司的特定型号3D打印设备捆绑销售。国内使用的多数3D打印材料就是由3D打印设备制造公司直接提供,还没有采取和实现第三方供应模式。有些3D打印材料国内还没有生产,或是生产的材料精度和强度都较低,难以满足实际应用需要,只能依靠进口。进口依赖导致成型材料领域利润非常高,多数关键材料都被美国公司所垄断。

3、技术应用成本过高

 制约中国3D打印技术产业化的重要因素之一是应用成本居高不下。尽管3D打印技术应用减少了切削、模具、成型、组装等方面的制造成本,却增加软件、设计、材料、服务等环节的成本,其中材料成本的影响作用较大。由于中国3D打印技术企业生产规模不大,3D打印技术设备售价很高,每台在4000~20000美元不等,限制了中小企业和私人用市场的扩展。3D打印技术设备往往需要特殊的能源动力如激光,而激光系统(包括激光器、冷却器、电源和外光路)的价格及维护费用昂贵,致使成型件的成本较高,相对于传统加工制造相同的零件产品,耗电量多出10余倍。

 3D打印技术应用特征之一是满足个性化生产需求,材料的专用性较强,规模化生产材料的难度大。虽然3D打印设备价格在2万~10万元,而材料的价格却从每千克几百元到4万元不等。少数的大企业如军工、航天、医疗、科研等方面的应用,可以消化材料的高成本,其他的大多数用户

却很难承受3D打印应用成本代价。

4、市场“峡谷”的存在

 每一项突破性的新技术的产业化过程,都会遇到市场的各种阻力,其中重要的潜在应用者的观望和等待是关键性因素。美国学者Geoffrey

A.Moore(1990)根据潜在客户对新技术应用的风险的态度,选择不同的时间周期阶段采用新技术,将技术采用过程的各个时期阶段的进入者,划

分为创新者、有远见者、实用主义者、保守主义者及落后者五个阶段类型。通过对五类各个阶段的采用者进行了分析研究,Moore发现技术采用过程轨迹并不是平滑连续的,有远见者和实用主义者之间的差异最大,他将这种从有远见者向实用主义者过渡的“间距现象”定义为“峡谷”,也称做技术采用峡谷或市场峡谷(见图)。市场峡谷表示新技术还没有被关键的用户采用,技术产业化还处于初期阶段的关键时期。

 高群和郑家霖对国内的3D打印技术采用情况进行了实证研究。他们根据2014年中国制造业企业500强中的前200家企业的公开资料,对其采用3D打印技术的情况进行了调查统计,得出采用企业用户为34家,占调查总数的17%，进而得出我国3D打印技术的产业化,处于技术采用生命周期的“峡谷”阶段。我国目前阶段采用了3D打印技术的公司、部门或个人,属于有创新精神和远见信念的使用者,他们喜欢3D打印技术带来的挑战和坚信3D打印技术的“前景”。但“有远见的”技术采用者在市场中所占的比例还很小,3D打印技术产业化还需要稳健的、理智的、注重实际利润的“实用主义者”,他们决定和标志着3D打印新技术的市场应用的成熟性。只有越过了市场“峡谷”,3D打印技术产业化才能初步成形。