3d打印区块链;3d打印产业链分析

3D打印与区块链：融合创新下的3D打印产业链分析

一、引言

3D打印技术作为一种变革性的制造技术，正逐渐改变着传统的生产模式。而区块链技术以其去中心化、不可篡改等特性，为众多行业带来了新的可能性。当3D打印与区块链相结合时，产生了一系列创新的成果，同时也对3D打印产业链产生了深远的影响。

二、3D打印技术概述

（一）3D打印的技术原理

3D打印，又称增材制造，是通过三维建模软件对零部件形状进行建模，再通过软件对三维模型进行切片，最终计算机输出数字信号控制专用3D打印机进行打印得到最终产品。这种技术与传统的减材制造（如铸造、锻压、焊接等）形成鲜明对比，它具有灵活性高、复杂结构友好、低损耗、加快产品研发等众多优势。

（二）3D打印产业链的上游

3D打印产业链的上游主要涵盖了三维扫描设备、三维软件、原材料以及3D打印设备零部件制造等企业。其中，原材料是3D打印的基础，包括粉末状金属、塑料等可粘合材料，并且还在不断有新型材料如高性能金属合金、生物可降解材料等出现，这拓宽了3D打印的应用领域。

（三）3D打印产业链的中游

中游是以3D打印设备生产厂商为主。这些厂商大多还提供打印服务业务以及原材料供应，在整个产业链中占据主导地位。以金属3D打印设备为例，我国在航空航天需求爆发的背景下，金属3D打印设备快速放量，从2012 - 2021年，金属3D打印设备的销量从200余台增加到了2300余台，年复合增长率约为31%。我国3D打印设备产业在国际上已进入第一梯队，2021年中国3D打印设备装机数量占全球11%，位列第二。

（四）3D打印产业链的下游

下游是3D打印的应用领域，目前其已广泛应用于航空航天、汽车工业、医疗健康、文化创意等众多领域。在航空航天领域，可用于制造复杂零部件，如发动机叶片、机翼结构件等，大大减少零部件重量和制造周期；在医疗领域，能够定制个性化的医疗器械、人体组织和器官模型等，为精准医疗提供支持。

三、区块链技术在3D打印中的应用

（一）保障数字供应链安全：生产可信

在当前的供应链体系中，存在着诸如假冒零件、缺乏清晰追溯记录、监管和合规困难等问题，尤其是在分布式3D打印模式下，零部件可能由多个地点生产，这些问题更为突出。区块链技术的不可篡改数字账本能够很好地解决这些问题。它能够记录供应链中零部件的完整生命周期，从最初的数模到生产完成的每一步都被详细记录。例如在航空航天领域，3D打印的零件必须严格符合标准，航空公司可以利用区块链确认某个涡轮叶片确实是在授权工厂按照规范生产的，从而防止假冒零件流入系统；汽车制造商也可以利用区块链追踪零件，确保每个生产环节的品质统一。

（二）代币化制造：连接物理和数字世界

代币化制造是区块链与3D打印结合的一个创新概念。它通过区块链上的数字代币来代表物理的3D打印零件，这些代币就像数字化的“身份证”，能够证明零件的真实性和所有权。制造商可以借此通过区块链上的智能合约自动完成对设计版权的更高效管理，例如轻松授权某家工厂使用设计，甚至转让所有权。比如一家公司可以为一个3D打印的医疗设备生成一个数字代币，确保只有获得授权的机构才能下载设计图并生产零件，同时这种模式还能支持“按次付费”的制造方式，并且利用加密货币可以实现快速、安全的跨境支付，简化交易流程。

四、3D打印与区块链结合的机遇与挑战

（一）机遇

1. 提高供应链的透明度和安全性。区块链技术使得3D打印产业链中的各个环节都能被清晰地追踪和溯源，大大降低了假冒伪劣产品混入供应链的风险。

2. 防止假冒零件和设计侵权。数字代币和区块链的记录不可篡改特性，能够有效地保护设计版权，防止未经授权的生产和复制。

3. 支持分布式生产和新的商业模式。如智能合约下的自动交易、按次付费模式等，为3D打印行业带来了更多的商业可能性。

（二）挑战

1. 对于中小型企业来说，区块链技术的实施存在技术复杂度和成本问题。这包括区块链技术本身的学习成本、相关软件和硬件的购置成本等。

2. 如何让区块链系统与现有的制造系统兼容是一个亟待解决的问题。企业往往已经有了一套成熟的生产管理系统，将区块链技术融入其中需要进行系统改造和整合。

五、3D打印与区块链结合对各主体的影响

（一）对制造商的影响

制造商可以利用区块链技术更好地管理生产流程，保护知识产权，拓展业务模式。例如，通过代币化制造，制造商可以更灵活地进行生产授权，增加收入来源。

（二）对消费者来说

消费者可以得到更可靠、高质量的产品。在区块链的保障下，消费者可以清楚了解产品的生产过程和真伪情况。

（三）对于整个行业而言

这种结合推动了3D打印行业朝着更安全、高效、可持续的方向发展，促进了3D打印技术在全球范围内的推广和应用。

六、未来展望

尽管目前3D打印与区块链的结合还面临一些技术和成本上的障碍，但随着技术的不断发展和成本的逐步降低，这种融合有望在更多的行业和领域得到推广。在需要高精度和高可靠性的领域，如航空航天和汽车制造，区块链与3D打印的结合潜力将得到更广泛的应用。去中心化、高效且安全的生产生态系统将逐渐成为现实，这不仅会改变3D打印行业的生产和商业模式，还将为整个社会经济的发展带来新的动力。