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3D打印行业发展现状分析 多方合力布局专利技术

时间:2018-11-06 来源:前瞻产业研究院

摘  要:
3D打印,又称为“增材制造”,属于快速成型技术的一种,是一种以数字模型为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过使用打印设备将材料进行逐层添加从而制造出三维物体的技术。之所以称其为“打印”是因为其参照了普通打印机的技术原理,分层加工的过程与喷墨打印十分相似。

关键词: 3D打印 

  3D打印技术发展概况分析

  3D打印,又称为“增材制造”,属于快速成型技术的一种,是一种以数字模型为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过使用打印设备将材料进行逐层添加从而制造出三维物体的技术。之所以称其为“打印”是因为其参照了普通打印机的技术原理,分层加工的过程与喷墨打印十分相似。

  随着科学技术的迅猛发展,传统的模具制造方法愈发暴露出效率低、成本高、周期长、精度提高空间有限等缺陷,特别是对一些形状复杂、材料特殊的模具,制造起来就更加困难,有时甚至无法制造。20世纪90年代,增材制造技术发展得十分迅猛,衍生出多种技术分支。增材制造技术的出现为制造业带来了新思路,利用该技术可以直接制造产品,并能获得任意复杂的外形,这能够在一定程度上解决以往传统加工方法难以解决甚至无法解决的一些问题。经过二十几年的发展,增材制造技术创造了一片新天地,在机械制造领域占有了独特的地位。

  全球3D打印技术发展现状分析

  随着3D打印技术专利已经到期或即将到期,出货量占比最大3D打印设备与系统部分增长快速平稳,将保障行业规模同步增长。据前瞻产业研究院发布的《3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》统计数据显示,2011年全球3D打印市场规模仅仅为17亿美元。截止到2017年全球3D打印市场规模突破80亿美元,达到了83.12亿美元,预计到2023年全球3D打印市场规模将达到353.6亿美元,预测期(2018-2023年)的年复合增长率为27.29%。

  作为全球最主要的两家增材制造公司,3Dsystems和Stratasys在市场占有率、出货量、产品种类、专利布局等方面均在行业领先。笔者在CNABS、VEN和DWPI数据库中分别对申请人为3Dsystems和Stratasys的相关专利进行了检索,并将数据合并,本文中含同族专利的以项计数,检索截止日期为2018年9月20日。

  3Dsystems公司在1984年到2017年间共提交专利申请345项,涉及的主要领域有工艺(IPC分类号为B29)、硬件(IPC分类号为G03)和软件(IPC分类号为G06),近几年比较重视附加功能(IPC分类号为B33)领域的研究,例如多色产品的加工制造。该公司提交专利申请的目的国家/地区主要有美国和欧洲等,中国排在第4位。3Dsystems在中国提交的专利申请量每年不超过10件,近几年的申请量逐渐减少。目前,3Dsystems公司在增材制造领域的专利布局覆盖了增材制造的整个产业链,包括工艺、材料、硬件及软件等方面。

  行业发展伴随着企业间的并购,增材制造领域的并购浪潮始于2012年,标志性事件是Objet和Stratasys合并。增材制造行业大部分并购交易是由3Dsystems和Stratasys这两家增材制造企业发起的,特别是3DSystems,参与了30宗并购交易,通过大量的并购获得了更多的专利权。Stratasys公司也收购了6家企业。

  两位行业巨头均在近几年加大了对附加功能(IPC分类号为B33)领域的研究和专利布局,并且相比较而言,Stratasys公司在近几年更重视在中国的专利布局。值得注意的是,3Dsystems公司也着力与我国企业开展合作,例如在2017年12月14日,3Dsystems公司与北京三维天下科技股份有限公司签署了战略合作协议。

  中国3D打印技术发展现状分析——多方合力布局专利技术

  目前,我国增材制造关键技术不断取得突破,已有一批具有一定竞争力的骨干企业成长起来。在2013年至今的5年里,我国已形成了若干产业集聚区,成立了多个增材制造研究院,例如西安增材制造国家研究院有限公司、北京增材制造技术研究院有限公司、上海市增材制造研究院有限公司、南京增材制造(3D打印)研究院、大连市增材制造知识产权运营中心有限公司等,这些研究院基本都以政策为导向,利用了当地高等院校的技术资源,实现了技术研发上的“抱团取暖”。

  与前几年各高校、研究院以及企业单打独斗式的发展模式相比,近些年来,联合成立的多个研究中心无疑是将技术优势凝聚在一起,开始了一种新的发展方式,该模式有利于综合发挥产业链上各个环节的技术优势。

  需要注意的是,也许是由于成立时间尚短,这些新成立的研究中心在专利布局方面还没有跟上脚步。目前国外增材制造行业巨头尚未在中国形成完善的专利布局,面对这样的发展间隙,虽然国内已经开始着手实现产学研的联合,但是如何拧成一股绳来有效地抵御国外行业巨头还需要各方共同努力。

  首先,在某个或某些技术点上把劲往一处使,站住脚跟,再在其他技术点上取得更多突破。其次,除了自身积极进行技术研发外,还应该多多利用国外企业在他国布局而未在中国布局的专利技术,多方形成合力,共同促进我国增材制造技术的快速发展。

关键词:3D打印 
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