英国政府报告揭示3D打印普及困境：认知不足成中小企业最大障碍

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2025年9月3日，英国政府发布的一份名为《影响中小企业采用3D打印的因素：以大曼彻斯特为例》的政府报告，基于调查数据、对五家公司的访谈以及对区域机构的分析，发现该地区的中小企业在采用3D打印方面仍然受到制约。研究表明，即使区域基础设施和政府项目扩大了设备和培训的可及性，成本压力、技术技能短缺、材料限制和监管漏洞仍然限制着3D打印的普及。

△部分地区受访企业3DP采用率

调查揭示：成本非主要障碍

大曼彻斯特地区增材制造应用率位居英国第二，仅次于伦敦。这个地区六分之一以上的中小企业使用3D打印技术，而全国范围内这一比例略高于十分之一。大多数企业表示3D打印技术使用率有限，近五分之四的企业表示3D打印使用率较低或中等。在全国范围内，只有17%的企业表示采用了该技术，这使得3D打印技术落后于人工智能和机器人技术。

调查结果显示，认知度和适用性是比成本更大的障碍。超过一半的大曼彻斯特中小企业表示，3D打印与它们的业务无关，几乎与全国平均水平相同。略超过五分之一的受访者表示没有遇到任何障碍，但仍未采用，这表明激励措施仍不明确。不到百分之五的受访者认为成本是障碍，而同样比例的受访者则指出缺乏熟练的员工。较少的受访者提到了技术不成熟、数据不可靠、法律限制或安全隐患。

在现有用户中，采用增材制造技术的动机更为具体。大曼彻斯特地区近三分之二采用增材制造技术的公司表示，他们这样做是为了提升产品或服务质量。近一半的公司旨在扩大产品范围，约五分之二的公司表示是为了改进流程或更新过时的系统。四分之一的公司将自动化列为采用增材制造技术的原因，而该地区没有人将疫情作为驱动因素。在全国范围内，只有极少数（3.7%）的公司将采用增材制造技术与疫情干扰联系起来。

△部分地区受访企业3DP采用率

试点项目作为催化剂
“3D Printers on the Road”项目的案例研究展示了五家中小企业在不同阶段如何应用3D打印机。参与该项目的条件是，所有公司事先均未将3D打印机完全集成到企业制造流程中。其中两家公司正处于评估阶段。M1是一家成立于2015年的医疗设备初创公司，它评估了通过3D打印技术在内部生产特定组件的可行性。C1是一家成立于2020年、拥有七名员工的建筑公司，它测试了使用增材制造法生产用于营销的房屋单元比例模型。
其余三家公司处于初始实施或设置阶段。F1是一家拥有50年历史、约50名员工的家具制造商，最近购买了一台打印机，并招聘了一位技术娴熟的工程师以加速3D打印应用。A1是一家拥有12名员工的农业食品科技公司，拥有设备，但缺乏具备有效操作专业知识的人员。C2是一家成立于2021年的瓷砖公司，拥有三名员工，之前使用的旧款打印机未能达到预期效果，因此考虑进行升级或优化。

在每个案例中，参与试点都发挥了推动作用。大学研究人员提供了设备和专业工程师，提高了人们对3D打印技术的认识，允许企业测试应用，并为未来的应用建设了能力。参与者发现了明显的经济优势。C2报告称，将简单组件外包给第三方，每件成本在33至40英镑之间，而且会造成延误，而内部打印对于小批量零件来说效率更高。另一位参与者表示，内部打印“让我的生活轻松多了”。C1指出了回收材料的潜力，而F1则强调了原型制作时间的节省。

△英国西北地区（与英国其它地区相比）中小企业采用3DP的动机

多方助力推动3D打印深度融合

不同案例的推动因素各不相同。C2项目利用来自Green天使投资公司、英国创新局（Innovate UK）和Henry Royce研究所准入计划的资金，将简易设备升级为专业级打印机。M1项目受益于HealthBIC（一个提供技术和网络访问权限的区域孵化器）的支持。F1等拥有接受过计算机辅助设计培训员工的公司发展速度更快。试点项目中的大学合作加速了所有参与者的学习，使他们能够测试应用程序并论证新投资的合理性。

随后，三家公司将增材制造融入常规运营。M1将3D打印融入研发工作流程。F1将打印技术嵌入设计流程，实现定制化产品线。A1将3D打印技术的应用扩展到农业系统的原型设计和可视化。其中一家公司目前运营着两台机器，并计划进一步扩展，展示了短期投入如何转化为永久产能。

技术和环境障碍依然存在。塑料是最易获取的材料，但参与者指出，打印件通常缺乏强度、耐热、耐湿性或色彩稳定性。彩色PLA打印件被认为质量低劣。扩展到金属、陶瓷、玻璃和木材的努力面临着挑战，包括热性能不匹配和后处理选项有限。供应商稀缺赋予了原材料供应商强大的谈判能力，从而推高了成本。建筑行业的公司指出，机械臂的操作范围有限，并且在生产大型部件时存在组装缺陷的风险。

能源消耗是另一个障碍。报告指出，生产一件同等重量的3D打印物品所消耗的能源是注塑成型的50到100倍。中小企业广泛使用的熔融沉积成型技术在初始预热阶段需要大量电力消耗，这使得3D打印在大批量生产中效率低下。与会者还强调了重复原型制作产生的塑料废弃物：虽然这些废弃物可回收利用，但体积庞大，难以管理。企业报告称，根据英国排放交易体系，碳排放成本更高，且回收材料使用受到限制，这限制了可持续生产方式的实施。

△3D打印的历史和3D打印聚合物的发展

政策与机构协同发力，填补3D打印标准与技能鸿沟
监管与标准领域的缺失正持续阻碍着增材制造技术的进一步应用。这种阻碍体现在多个方面：在医疗保健领域，缺乏针对个性化3D打印药物的国际指南，迫使从业者沿用传统规范；在日用领域，3D打印餐具可能因结构空隙滋生细菌，却尚无专门法规加以约束。同时，标准控制的缺失导致打印部件在尺寸与质量上存在波动，严重影响航空航天和医药等行业所需的可重复性。此外，知识产权风险也引发担忧——有企业选择放弃法律保护转而聚焦高端市场，另一些则更忧虑设计文件管理与IT集成中的安全隐患。
区域机构致力于弥合这些差距。曼彻斯特城市大学的PrintCity机构已投资300万英镑用于聚合物基打印机和扫描设备，自2020年以来，已通过原型设计和咨询服务为200多家中小企业提供了支持。Henry Royce研究所是英国国家先进材料研究中心，提供涵盖聚合物、金属、陶瓷和生物打印领域的实验室，并为小型企业提供补贴。Hackspace Manchester是位于市中心的社区运营工作室，提供低成本的3D打印机和制造工具，支持早期创业公司和个人创新者。
政策支持进一步增强了发展势头。“制造更智能”项目已在英格兰西北部试点，提供咨询服务、培训和配套资金。自2019年以来，该项目已拨款710万英镑，撬动了2520万英镑的商业投资，支持了379个科技项目，创造了1729个就业岗位，并提升了3000多个岗位的技能。虽然只有一小部分项目直接涉及增材制造，但此项目降低了风险，并提高了制造业中小企业的数字化准备程度。
与大型企业相比，小型企业面临的限制仍然更为严峻。中小企业通常面临议价能力较弱、规划周期较短以及数字系统集成受限等问题。它们依赖即时现金流和外部资金，而非长期研发预算，因此即使效益显而易见，也会推迟采用。对现有供应链的依赖以及有限的市场影响力，使得它们难以获得设备或材料的优惠条件。
综上所述，以英国大曼彻斯特地区为例，影响中小企业采用3D打印技术的关键因素可归纳为以下几点：成功应用有赖于与区域资源形成匹配、持续进行技能培训、制定分阶段政策以及开展行业应用示范。具体而言，该地区通过充分利用PrintCity和Henry Royce研究所等机构资源，来应对技能短缺与监管不足的双重挑战。案例研究（C1, M1, C2, A1, F1）表明，企业正逐步从技术评估走向生产整合，但3D打印技术若要获得广泛推广，仍取决于持续的投资、劳动力素质的提升以及更明确的标准与规范。