不平凡的2014年 3D打印迎來(lái)材料技術(shù)之爭(zhēng)

       3D打印技術(shù)，屬于新一代綠色高端制造業(yè)，甚至有人將它與智能機(jī)器人、人工智能并稱為數(shù)字化制造的三大關(guān)鍵技術(shù)，3D打印技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是全球正在興起新一輪數(shù)字化制造浪潮的重要基礎(chǔ)。通過(guò)近些年的新聞分析，美國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)已然認(rèn)識(shí)到3D打印的重要性，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬甚至將這一技術(shù)加入到《國(guó)情咨文》中進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，全世界范圍內(nèi)的3D打印熱潮已然興起。

        3D打印產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，有利于國(guó)家在全球科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中占領(lǐng)高地，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)向工業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。眾所周知，目前我國(guó)3D打印技術(shù)雖然取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，與美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家基本處于同一水平，甚至在金屬構(gòu)件打印方面已經(jīng)超過(guò)美國(guó)。

       但與世界各國(guó)相比，我國(guó)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)重視和規(guī)劃不夠。一是主導(dǎo)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、公共技術(shù)平臺(tái)尚未確立，缺乏產(chǎn)學(xué)研一體化機(jī)構(gòu)，技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用還處于無(wú)序狀態(tài)；二是產(chǎn)業(yè)規(guī)�；�程度低，產(chǎn)業(yè)鏈尚未有效形成，產(chǎn)業(yè)整合度較低；三是缺乏市場(chǎng)機(jī)制，技術(shù)進(jìn)步主要在國(guó)家項(xiàng)目資助下開(kāi)展，企業(yè)的主體作用不明顯；四是教育培訓(xùn)和社會(huì)推廣乏力，3D打印相關(guān)課程尚未列入機(jī)械、材料、信息技術(shù)等工程學(xué)科的教學(xué)必修課程體系，企業(yè)對(duì)3D打印技術(shù)的前景認(rèn)識(shí)不到位導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)需求不足。

       3D打印材料之戰(zhàn)已然打響，眾所周知兵馬未動(dòng)糧草先行，研究出的3D打印技術(shù)可說(shuō)是根本無(wú)用，這類產(chǎn)品最核心的熱然是3D打印產(chǎn)品所使用的材料，有機(jī)材料品種多樣價(jià)格低廉，對(duì)于個(gè)人級(jí)用戶和中小型工作組來(lái)說(shuō)意義重大，而金屬材料更是國(guó)防科工的重中之重。



       在發(fā)布全球首款彩色多材料的3D打印機(jī)之后，3D 打印的領(lǐng)先企業(yè)stratasys再推出級(jí)模擬聚丙烯材料—Endur，后者可以應(yīng)用家用電器、日用消費(fèi)品、汽車(chē)部件和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的原型制作。stratasys在中國(guó)約有10個(gè)核心經(jīng)銷(xiāo)商，服務(wù)于整個(gè)大陸地區(qū)，2012年stratasys在中國(guó)銷(xiāo)售約300臺(tái)3D打印機(jī)，2013年約450-470臺(tái)。

       即便如此，由于3D打印火爆，資本市場(chǎng)上的熱錢(qián)加速灌入，現(xiàn)有的3D打印產(chǎn)品制造商必然迎來(lái)強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者。今年3月底，2D打印巨頭惠普宣布，本財(cái)年底將進(jìn)入3D打印機(jī)市場(chǎng)�；萜者@一決策的主要緣由是，Stratasys的3D打印部分核心專利已經(jīng)過(guò)期或?qū)⒃谝荒陜?nèi)過(guò)期，這將為這一行業(yè)向競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)發(fā)展提供條件。

       在過(guò)去的2013年中，據(jù)市場(chǎng)調(diào)研惠普在打印市場(chǎng)份額接近40%占比穩(wěn)居第一，通過(guò)已然成熟的2D打印技術(shù)，惠普現(xiàn)在進(jìn)入3D打印機(jī)市場(chǎng)將無(wú)需花費(fèi)大量時(shí)間和金錢(qián)開(kāi)發(fā)新技術(shù)，而通過(guò)傳統(tǒng)的經(jīng)銷(xiāo)商，惠普將快速的占領(lǐng)全球的3D打印市場(chǎng)。

       此次失效的專利基本歸屬于stratasys。到了今年年底，該公司的FDM部分專利也將到期，但通過(guò)筆者了解到，還有很多的核心技術(shù)專利仍屬于stratasys。競(jìng)爭(zhēng)將有利于市場(chǎng)培育。據(jù)英國(guó)市場(chǎng)研究公司JuniperResearch預(yù)測(cè)，到2018年全球家用3D打印機(jī)的銷(xiāo)售量將超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)，而業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，今年的銷(xiāo)量只能達(dá)到4.4萬(wàn)臺(tái)；市場(chǎng)研究公司易觀國(guó)際同樣預(yù)測(cè)，2014年全球3D打印市場(chǎng)交易額將從去年的25億美元增長(zhǎng)到38億美元，到2018年，將激增至162億美元。面對(duì)如此大的市場(chǎng)預(yù)期，即將失效的專利技術(shù)無(wú)疑會(huì)促使更多的資本進(jìn)入到這一市場(chǎng)中。




       去年，荷蘭3D打印公司Shapeways的設(shè)計(jì)專家Duann Scott預(yù)測(cè)高端打印技術(shù)將掀起一輪3D打印設(shè)備的大爆發(fā)，3D打印機(jī)的價(jià)格會(huì)大幅下降。激光燒結(jié)是3D快速成型技術(shù)的一種，其以激光為熱源，甚至可以實(shí)現(xiàn)高熔點(diǎn)金屬和陶瓷的黏結(jié)。另外它也是一個(gè)成本相對(duì)較低的3D打印技術(shù)，而且打印出來(lái)的產(chǎn)品具有很高的分辨率，非常接近上市成品。

       不過(guò)需要說(shuō)明的是，采用激光燒結(jié)技術(shù)的3D打印機(jī)屬于工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品，跟我們偶爾能看到的桌面式3D打印機(jī)是不同的。我們常見(jiàn)的桌面式3D打印機(jī)使用的是熔融擠出成型(FDM)技術(shù)，一般采用熱塑性材料，而激光燒結(jié)的3D打印機(jī)使用的材料要廣泛，包括高熔點(diǎn)的金屬。

       隨著這些專利技術(shù)的失效，激光3D打印機(jī)的制造成本自然會(huì)有所降低。但它們的售價(jià)短期內(nèi)是否會(huì)大幅度下降，這并不好說(shuō)�？梢钥隙ǖ氖�，會(huì)有一批人開(kāi)始研究激光3D打印機(jī)，并把產(chǎn)品打造出來(lái)。如果他們只打算處理一些低熔點(diǎn)的熱塑性材料，可以采用功率相對(duì)低一點(diǎn)的小激光，加上密封空間的保障，安全問(wèn)題并不大。但是如果要做激光燒結(jié)3D打印機(jī)的話，恐怕會(huì)遇到很大的問(wèn)題：它需要一個(gè)足以把金屬燒融的高功率激光，隨時(shí)可以達(dá)到上千度的高溫，這遠(yuǎn)比FDM方案要復(fù)雜得多，這種工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品不是一般老百姓玩得來(lái)的。不管創(chuàng)客們做哪種激光3D打印機(jī)，都需要一定的研發(fā)時(shí)間，并不是一夜之間能弄出來(lái)的。

       就拿我們熟悉的桌面式3D打印機(jī)來(lái)說(shuō)，它們主要采用FDM技術(shù)。這種技術(shù)專利解禁后，創(chuàng)業(yè)者花費(fèi)了5年多的時(shí)間，才把使用FDM技術(shù)的3D打印機(jī)的售價(jià)從1萬(wàn)多美元拉到現(xiàn)在幾千塊人民幣。另外，哪怕這些專利明年到期，為了維護(hù)的自身利益，激光3D打印廠商也不愿意迅速把價(jià)格往下調(diào)。就算有很多新的創(chuàng)業(yè)公司融入這個(gè)行業(yè)，這些廠商更更愿意通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)的方式，讓市場(chǎng)逐步把價(jià)格調(diào)整。專利過(guò)了還有很多年可以賣(mài)高價(jià)，樂(lè)高的專利也過(guò)了，你也沒(méi)看到它在降價(jià)。

       材料的關(guān)鍵因素，專利的即將過(guò)期，技術(shù)專利的爆發(fā)這三方面的原因，促使2014年3D打印產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了井噴式的發(fā)展，3D打印已不僅停留在材料和技術(shù)的爭(zhēng)斗上，更多的是在其背后的資本市場(chǎng)的博弈。

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