簡(jiǎn)介:3D打印技術(shù)屬于新一代綠色高端制造業(yè)。甚至有人把它和智能機(jī)器人、人工智能一起稱為數(shù)字制造的三大關(guān)鍵技術(shù)。3D打印技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是全球新一輪數(shù)字化制造浪潮的重要基礎(chǔ)。
3D打印
3D打印技術(shù)屬于新一代綠色高端制造業(yè)。甚至有人把它和智能機(jī)器人、人工智能一起稱為數(shù)字制造的三大關(guān)鍵技術(shù)。3D打印技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是全球新一輪數(shù)字化制造浪潮的重要基礎(chǔ)。通過(guò)近幾年的新聞分析，美國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)家已經(jīng)意識(shí)到了3D打印的重要性，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬甚至在國(guó)情咨文中加入了這項(xiàng)技術(shù)，以強(qiáng)調(diào)世界范圍內(nèi)的3D打印熱潮已經(jīng)興起。
3D打印迎來(lái)材料技術(shù)之爭(zhēng)。
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)制高點(diǎn)，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，中國(guó)的3D打印技術(shù)雖然有了很大的進(jìn)步，但與美歐等發(fā)達(dá)國(guó)家基本處于同一水平，甚至在金屬構(gòu)件的打印上已經(jīng)超過(guò)了美國(guó)。
但與世界其他國(guó)家相比，中國(guó)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的重視和規(guī)劃還不夠。一是主導(dǎo)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和公共技術(shù)平臺(tái)尚未建立，缺乏產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。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)模化程度低，產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有有效形成，產(chǎn)業(yè)整合程度低；三是缺乏市場(chǎng)機(jī)制，技術(shù)進(jìn)步主要是在國(guó)家項(xiàng)目支持下進(jìn)行的，企業(yè)的主體作用不明顯；第四，教育、培訓(xùn)和社會(huì)宣傳薄弱。3D打印相關(guān)課程尚未納入機(jī)械等工科學(xué)科教學(xué)必修課程體系， 材料和信息技術(shù)。企業(yè)對(duì)3D打印技術(shù)前景認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)需求不足。
3D打印材料之戰(zhàn)已經(jīng)打響。眾所周知，兵馬未動(dòng)糧草先行，發(fā)達(dá)的3D打印技術(shù)可以說(shuō)是一點(diǎn)用都沒(méi)有。這類產(chǎn)品的核心是3D打印產(chǎn)品所用的材料，有機(jī)材料的品種多種多樣。價(jià)格低成本對(duì)個(gè)人用戶和中小工作群體意義重大，金屬材料是國(guó)防科技的重中之重。
3D打印的發(fā)令槍已經(jīng)吹響。
在全球首款彩色多材料3D打印機(jī)發(fā)布后，3D打印領(lǐng)先企業(yè)stratasys推出了—Endur，這是一種一級(jí)模擬聚丙烯材料，可用于家用電器、消費(fèi)品、汽車零部件和實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的原型制作。Stratasys在中國(guó)約有10家核心經(jīng)銷商，服務(wù)整個(gè)大陸。2012年，stratasys在中國(guó)銷售了約300臺(tái)3D打印機(jī)，2013年約為450-470臺(tái)。
即便如此，由于3D打印的普及和資本市場(chǎng)熱錢(qián)的加速流入，現(xiàn)有的3D打印產(chǎn)品制造商勢(shì)必會(huì)遇到強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。今年3月底，2D打印巨頭惠普宣布將在本財(cái)年結(jié)束前進(jìn)入3D打印機(jī)市場(chǎng)。惠普做出這一決定的主要原因是，Stratasys的3D打印的一些核心專利已經(jīng)到期或?qū)⒃谝荒陜?nèi)到期，這將為這一行業(yè)發(fā)展成為競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)提供條件。
在剛剛過(guò)去的2013年，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，惠普以近40%的份額位居打印市場(chǎng)第一。隨著2D打印技術(shù)的成熟，惠普現(xiàn)在將進(jìn)入3D打印機(jī)市場(chǎng)，而無(wú)需花費(fèi)大量的時(shí)間和金錢(qián)來(lái)開(kāi)發(fā)新技術(shù)，但通過(guò)傳統(tǒng)經(jīng)銷商，惠普將迅速占領(lǐng)全球3D打印市場(chǎng)。
這個(gè)無(wú)效專利基本屬于stratasys。到今年年底，應(yīng)該可以了公司一些FDM專利也將到期，但筆者了解到還有很多核心技術(shù)專利屬于stratasys。競(jìng)爭(zhēng)將有利于市場(chǎng)培育。根據(jù)英國(guó)市場(chǎng)調(diào)查公司JuniperResearch預(yù)測(cè)，到2018年，家用3D打印機(jī)的全球銷量將超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)，業(yè)界認(rèn)為今年的銷量只能達(dá)到4.4萬(wàn)臺(tái)；市場(chǎng)調(diào)查公司易觀國(guó)際還預(yù)測(cè)，全球3D打印市場(chǎng)將從去年的25億美元增長(zhǎng)到2014年的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，即將到期的專利技術(shù)無(wú)疑會(huì)推動(dòng)更多資本進(jìn)入這一市場(chǎng)。
2014專利大戰(zhàn)
去年，荷蘭3D打印公司Shapeways的設(shè)計(jì)專家DuannScott預(yù)測(cè)，高端打印技術(shù)將會(huì)掀起3D打印設(shè)備的大爆炸。價(jià)格會(huì)急劇下降。激光燒結(jié)是一種三維快速成型技術(shù)，它以激光為熱源，甚至可以將高熔點(diǎn)金屬和陶瓷粘接在一起。此外，它還是一種成本相對(duì)較低的3D打印技術(shù)，打印出來(lái)的產(chǎn)品分辨率高，與市面上的成品非常接近。
但需要注意的是，采用激光燒結(jié)技術(shù)的3D打印機(jī)是工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，與我們偶爾看到的臺(tái)式3D打印機(jī)不同。我們常見(jiàn)的桌面3D打印機(jī)使用的是熔融擠壓成型(FDM)技術(shù)，一般使用熱塑性材料，而激光燒結(jié)3D打印機(jī)使用的材料范圍很廣，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)降低。但很難說(shuō)它們的價(jià)格是否會(huì)在短期內(nèi)大幅下降。可以肯定的是，會(huì)有一批人開(kāi)始研究激光3D打印機(jī)，制造他們的產(chǎn)品。如果他們只是打算處理一些低熔點(diǎn)的熱塑性材料，可以使用功率相對(duì)較低的小型激光器，在密封空間的保證下，安全問(wèn)題不大。但如果你想做激光燒結(jié)3D打印機(jī)，恐怕會(huì)遇到一個(gè)很大的問(wèn)題:它需要一個(gè)大功率的激光器，可以隨時(shí)熔化金屬，達(dá)到上千度的高溫，比FDM方案復(fù)雜得多。這種工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品，一般人是沒(méi)有的。無(wú)論是什么樣的激光3D打印機(jī)廠商，都需要一定的研發(fā)時(shí)間，不是一朝一夕就能完成的。
以我們熟悉的臺(tái)式3D打印機(jī)為例，它主要使用FDM技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的專利被解除后，創(chuàng)業(yè)者用了5年多的時(shí)間，將使用FDM技術(shù)的3D打印機(jī)價(jià)格從1萬(wàn)多美元拉到了現(xiàn)在的幾千元人民幣。此外，即使這些專利明年到期，為了維護(hù)自身利益，激光3D打印制造商也不愿意很快價(jià)格向下。即使有許多新的企業(yè)。公司進(jìn)入這個(gè)行業(yè)，這些制造商更愿意讓市場(chǎng)逐漸通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)。價(jià)格調(diào)整。專利過(guò)了之后，可以賣很多年的高價(jià)。樂(lè)高的專利也過(guò)了，你也沒(méi)見(jiàn)它降價(jià)。
材料這一關(guān)鍵因素，專利即將到期，技術(shù)專利的爆發(fā)，促使3D打印行業(yè)在2014年出現(xiàn)井噴發(fā)展。3D打印已經(jīng)不僅僅停留在材料和技術(shù)的斗爭(zhēng)中，更停留在背后資本市場(chǎng)的博弈中。