3D打印势不可挡 市场应用加速拓展

3D打印技术是近两年全球制造业中的一个热门话题。根据市场研究机构Statista的统计预测，到2013年底，全球3D打印市场的整体规模约为22亿欧元(约30亿美元)，2018年全球3D打印市场的规模将达到45亿欧元(约61亿美元)，到2023年则继续上升至77亿欧元(约105亿美元)。实际上，3D打印技术的正式名称为增材制造，它基于数字化三维CAD设计数据，使用塑料和金属粉末等作为原材料来生产各种零件模型。

   3D打印所采用的制造技术和原材料多种多样，从目前的市场应用情况来看，FDM型(熔融层积)3D打印机是市场的主流，这种打印机在2D打印机的基础上加入了Z轴的概念，使用可热熔固态耗材成形完成3D塑形，耗材与整机的售价都较低，但同时也存在耗材热稳定性不足、打印精度不高的缺点。除此之外，SLA型光固化3D打印机通过激光将光敏树脂液体耗材固化，规避了原有的固体耗材热胀冷缩的问题，大幅提升了打印精度，因而成为许多厂商开发的重点之一。而在高端工业级3D打印应用中，近年来SLS金属激光烧结3D打印技术也取得了迅猛的发展。

全球3D打印市场规模预测(金额单位：十亿欧元) Source：Statista

商业应用仍占主流

   以3D打印技术制造产品原型一直都是该技术自发展以来最重要的用途，它能够让使用单位在研发阶段降低或缓和因产品设计、造型和功能等因素所带来的风险，还能支持新的制造流程，缩短产品研发周期。

   例如在模具制造业中，Stratasys公司的3D打印解决方案被运用在车载应用供水与供暖系统制造商Whale公司的加工制造过程中，成功将原型部件注塑模具工具的交付周期缩短了97%左右。Whale公司3D技术服务部负责人JimSargent表示，公司现在使用Objet350Connex多材料3D打印机，在24小时内就能打印出3D注塑模具工具，且只需花费制造金属工具成本的一小部分。“过去，我们生产金属工具的交付周期为4—5周，且生产成本十分高昂；现在，凭借3D打印机，可以在白天完成工具的设计，夜间进行3D打印，次日早晨利用一系列最终产品材料对其进行测试。这一全新的加工方法显著节省了我们的时间和成本。”

   利用3D打印技术制造医疗器材是另一个令人振奋的发展方向。以较为成熟的齿科应用为例，3D打印技术运用计算机辅助设计(CAD)文件数据，为每位患者逐层创建出专用的塑料制品，满足了定制化、以及大批量生产这两项要求，并且协助提升了手术的精准度，因此在牙科治疗和美容手术中受到了欢迎。另外，在骨科应用中，3D打印技术同样也能够以优良的单位成本优势实现定制化生产骨科植入物或其它医疗器械的目标。

   对于大众消费类市场而言，尽管有关机构表示，由于生产技术和产品价格等因素，3D打印技术在这一领域中仍需5到10年才能达到成熟期，但一些行业领导企业已经开始积极布局这一市场。在3DSystems近期公布的2014下半年战略重点中，其中之一就是继续拓展3D打印产品与技术的消费级应用，例如通过与消费领域的领先企业如：好时(Hershey)、孩之宝(Hasbro)、史泰博(Staples)和美泰(Mattel)等公司联手，进一步推动消费级3D打印市场的容量。此外，据称，3DSystems将于今年秋天在洛杉矶推出世界上第一家数字面包店，该面包店将有助于促进其开发的糖果ChefJet系列3D打印机的市场推广力度。

   3D打印机市场格局初现

   越来越多的OEM厂家正加入到3D打印机供应商的行列中。根据Gartner的预测，2014年全球3D打印机的出货量将达到9.9万台左右，2015年这一数值将成倍增长；同时，2014年全球市场对3D打印机的支出将同比增长62%，达到6.69亿美元，其中企业支出将为5.36亿美元，消费类支出约为1.33亿美元。

   尽管市场空间仍然有限，但最近一两年3D打印机的销售增长速度有目共睹。有行业人士指出，一旦市场容量达到100万台的水平，一些资金、技术实力雄厚的大型供应商将在行业中占据更为重要的位置，并主导重新定义该行业的标准和业务模式，而那些小公司则会逐渐退出市场竞争或是被收购。

   在顶级3D打印机供应商的名单中，3DSystems和Stratasys公司是两大代表，他们目前的研发重点也是行业的主流趋势之一，那就是如何令到3D打印设备的价格能够被更广泛的市场所接受。在过去，主要用于工业应用的3D打印机的价格至少要在10万美元以上，而如今，3D打印机的目标价位是要降至1300美元左右。特别是对于小型公司而言，成功的关键在于能否满足1300美元范围内的市场需求，以适应大批量生产和销售，或者是否拥有一些专利技术，以求被收购。总之，未来3~5年内，大多数规模较小的3D打印机公司将遇到严峻的考验。

   与此同时，那些领先的3D打印机制造厂商还在不断的发展壮大之中，他们通常采用企业收购行为，进一步刺激业务增长率并引入更先进的技术，以巩固自己在行业中的领导地位。例如，去年年中，Stratasys收购了桌面型3D打印设备厂商Makerbot；3DSystems并购了金属粉末SLS3D打印机生产厂商PhenixSystems。今年四月，Stratasys同意以2.95亿美元收购北美最大的3D打印、模具、注塑建模和快速成型服务提供商SolidConcepts，以及另一家3D打印公司HarvestTechnologies。而为了进军医疗行业，今年3DSystems宣布收购定制化医疗设备和个体化手术治疗公司MedicalModeling、仿真手术设备公司Simbionix等多家企业。

   传统(2D)打印机厂商同样是一股不可忽视的势力，许多商业化3D技术都是由2D打印机厂商所开发的，其中包括佳能、惠普、京瓷、理光和富士施乐等。毫无疑问的是，这些2D打印机制造商一直都在等待3D市场的成熟和出货量的起飞，目前他们正利用已有的自身品牌积累，积极作好进军3D打印市场的准备。

   中国3D打印产业迎来重要“窗口”期

   作为全球重要的制造业大国，3D打印技术在中国同样获得了政策面和产业面的高度重视。世界3D打印技术产业联盟秘书长罗军在今年6月举行的2014年3D打印技术产业大会上指出，未来三到五年是中国3D打印发展的重要“窗口”期，到2020年3D打印产业有望实行全面产业化。

   在桌面级设备方面，今年8月，珠海西通电子有限公司发布了国内首款采用SLA光固化技术的3D打印机，打印精度最高可达0.025mm，打印速度可实现每小时15mm，产品定价约为2万元左右，大幅提升了产品的品质和性价比。此外，在主流的FDM熔融层积打印机市场上，珠海西通电子、杭州先临三维科技股份有限公司、深圳武腾科技有限公司等都是目前本土重要的供应厂商。

   在工业级开发上，西安铂力特激光成形技术有限公司以西北工业大学凝固技术国家重点实验室为技术依托，主要从事高性能致密金属零件的激光立体成形制造，以及金属零件的激光修复再制造。目前采用铂力特的金属3D打印技术，仅用25天即成功制造出大型民用客机翼身组合体大部段中的关键零部件钛合金上、下翼缘条，大大缩短了航空关键零部件的研发周期。今年三月，空中客车公司与铂力特签署了合作协议，共同开发激光3D打印技术在航空领域的应用。

   对于国内3D打印产业的未来前景，罗军认为，中国企业仍然需要从技术研发、产品成熟度、市场开发、材料开发等多个层面加大投入力度，走集群发展的道路，引导科研单位与传统产业的转型升级相结合，同时还要加强与国际市场的对话合作，力争走在全球3D打印产业的技术前沿。（智慧网）