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1、全球3D打印产业发展分析1全球3D打印产业总体状况1.1产业发展历程1984年3D打印机诞生CharlesHull,3DSystem联合创始人,发明了“快速成型”技术一个立体物品可以被3D数字建模。1992年快速成型零部件世界上第一个快速成型机器由3DSystem公司制造。这个部件看起来像一个由固体蜂蜜一层层叠加起来的东西，虽然不完美,但却证明了：高度复杂的零件，可以在一夜之内被3D打印出来。1999年再生器官世界上第一个实验室培养的器官植入人体，一个年轻人接受了用3D合成的膀胱。这项技术开启了再生器官一一的探索之路。这些器官用患者自己的细胞制成，基本没有排斥反应的风险。2002年第一个正常运
2、转的3D肾WakeForest研究所的科学家在一个动物体内模拟制造了一个3D打印的肾脏：能够过滤血液、稀释尿液。2005年3D打印开源实验室Bath大学的AdrainBowyer博士创办了RepRap实验室，一个制造3D打印机的开源实验室。RepRap的愿景是，让制造变得民主化，让制造欲的人们可以用低廉的价格自己造东西。2006年实现多种材料3D打印3D打印机制造商和材料供应商Objet,创造了一台能打印多种材料的3D打印机，允许单一物体内同时使用不同密度的材料共同打印。2008年第一台可“打印自己”的3D打印机RepRap实验室推出了；达尔文；，第一台可以打印自己几乎每一个部件的3D打印机，
3、允许使用者打印出更多物品分享给朋友。2009年从细胞到血管生物打印创新者Organovo,用GaborForgacs博士的器官打印技术和一台3D生物打印机，打印出第一条血管。2010年,太尔时代推出了UP!Plus,成为当时世界上首款桌面型3D打印机。2011年第一架3D打印的飞机Southampton大学的工程师设计和制造了世界上第一架3D打印飞机。这台无人驾驶机花费了5000英镑、7天时间制造。3D打印让机翼呈现流畅的椭圆形，有助于提高空气动力效率，最大程度地减少了阻力。2012年首家3D打印店MakerBot在纽约曼哈顿开出了第一家3D打印店。在店里，你可以了解3D打印的工作原理，带走打
4、印好的产品。2012年11月，OnlOte3D作为世界上第一家3D打印照相馆在日本东京原宿区试营业。2012年12月31日，中国首家3D打印照相馆也在西安面向公众开放。1.2 行业发展态势2013年2月，美国总统奥巴马在国情咨文演讲中重点强调了3D打印技术的重要性，从而掀起了全世界的3D打印行业发展热潮。“3D打印”俗称“增材制造”，是一种三维立体成型技术，即一种累积制造技术，以一种3D数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。据统计，2013年全球3D打印市场规模约40亿美元，我国约3亿美元；预计三年内我国3D打印市场规模将达到
5、100亿元人民币以上。目前由工信部主持的国家增材制造发展推进计划已初步制订完成，计划将在年内出台。国家对3D打印的发展目标包括：到2017年初步建立3D打印（增材制造）技术创新体系，培育5-10家年产值超过5亿元人民币、具有较强研发和应用能力的3D打印（增材制造）企业，并在全国形成一批研发及产业化示范基地等。此外，国家将支持3D打印企业境内外上市、发行非金融企业债等融资工具，征求意见稿拟定了金属材料增材制造、非金属材料增材制造、医用材料增材制造、设计及工艺软件、3D打印（增材制造）装备关键零部件五大3D产业重点发展方向。预计今年中国3D打印的产值可以再翻一番，有望达到40亿-50亿元人民币。我
6、国也设定了加快3D产业化进程，工信部将推3D打印技术路线图。工业和信息化部副部长苏波在2012年增材制造技术国际论坛暨第六届全国增材制造技术（即“3D打印”）学术会议上表示，工信部将推动“3D打印”产业化，“3D打印”发展路线图和中长期发展战略即将制定，加强顶层设计和统筹规划，组织研究制定增材制造技术路线图、增材制造业中长期发展战略，推动完善增材制造技术规范与标准制定。1.3 行业发展周期根据生命周期理论的销售增长率划分法：销售增长率大于10%为成长期，0.1%T0%为投入期或成熟期，小于0则为衰退期。生命周期理论认为，行业的生命周期一般有一百年到几百年的时间，最短的也有60年左右，由于3D打
7、印产品与人类的物质文化生活息息相关，所以至少能够肯定造3D打印业的生命周期将会是很长的。由于我们无法得知未来该行业的发展情况，况且生命周期理论是一种事后分析，我们也不好肯定该行业的成熟期到何时结束，即延续多长时间。需要说明的是：由于行业生命周期曲线忽略了具体产品的差异，因此尽管整个行业已开始由成长期向成熟期转变，但若细分行业中某个产品，则其所处的生命周期阶段可能不一致。也即是说尽管3D打印行业已经进入了成熟期，但是某些产品或品种可能还是处在成长期阶段。其次，行业的生、灭、兴、衰是客观存在，而生命周期阶段的划分纯粹为理想化抽象的过程。在现实中有的行业的生命周期曲线可能相当复杂，没什么规律性，可能
8、并非完全似理论上所认为的那样。譬如有些行业在进入成熟期后可能又会回到成长期。再有，一个国家的需求结构、资源禀赋、要素供给、政府政策等因素也会对行业的发展产生重大影响，而这些因素很难定量地反映到行业生命周期之中。1. 4产业规模状况近年来，3D打印市场高速发展，个人3D打印市场也已开启。从1994年到2011年，全球3D打印机市场规模一直保持高速增长态势，复合增长率达到了17.6%02011年全球个人3D打印设备销售量呈现爆发式增长，销售量从5987台猛增至23265台，增幅接近300%,大幅超过商用3D打印设备增速。1.5 产业排名状况3D打印技术的出现激起了人们无比的热情并勾起了人们无限的遐
9、想。它带来的不仅仅差异化生产成本的下降，也不仅仅只是引发制造业的革命，而是从根本上改变了人们日常看待世界的方式一一我们眼中的物体不再是由一个个组件和部分构成，而是由一个个粒子构成。因而3D打印也被认为是未来30年最具发展潜力的新型技术之一。1.6 市场消费调查全球领先的信息技术研究和顾问公司Gartner日前发布最新预测，2015年全球3D打印机出货量将达21.7万台，高于2014年的10.8万台。2015至2018年期间，3D打印机出货量每年均将成倍增长，预计到2018年将超过230万台。Gartner研究副总裁PeteBaSiIiere表示：“3D打印机市场正处于转折点，自30年前3D打印
10、机被发明以来，单位出货量每年的增长率都停留在个位数到十位数的低水平，但2015年起将可望大幅增长。这些预测数据看起来激进，但须知即使2018年销售量如我们预期般达到了230万台，亦只是全球消费、商用以及政府采购相关市场潜力的一小部分而已J3D打印机市场由7大技术构建而成。2018年之前材料挤制成型技术将带领市场增长，主要因为100O美元以下的3D打印机开始广为全球消费者所采用消费级”3D打印机市场的主要增长驱动力来自于低廉的价格、提升的性能以及在全球各地都能买得到。而“企业级”3D打印机市场的主要增长驱动力则是可通过3D打印技术进行原型设计并生产成品,再加上3D打印机成本下降、品质提升，且可用
11、材料日益多元。Basiliere进一步指出：“挤制成型材料的出货量大幅增长是推动3D打印机相关预测上调的主要因素。新的供应商纷纷进军该市场，有的是直接投资，有的则是通过众筹项目，这些几乎每天都在发生。这些供应商利用早期挤制成型技术专利到期的契机，生产出低成本、低价格的设备，目标瞄准一般消费大众。”最终用户在3D打印机上的支出随技术与出货量而有所不同，但其他的市场因素也会产生一定的影响。全球各地大量初创型与小型公司利用现有低技术门槛打入500美元以下消费3D打印机市场，对挤制成型材料的支出产生影响。这些初创型与小型公司的营收是否足以支付生产与日常管理成本，以及服务、销售、渠道拓展、研发、业主利润
12、等仍有待观察。由于市场对相关设备的需求增加，诸如定向能量沉积及粉床融合等技术的供应商，未来反而能够随着对其设备需求提升而稳住价格，并以各种方式提升价值，不必付出高昂代价大打价格战以吸引并留住企业客户。根据Gartner预测，终端使用者在挤制成型材料方面的支持将从2015年的7.89亿美元增加到2018年的约69亿美元。整体来说，最终用户在3D打印机方面的支出可望从2015年的16亿美元增加至2018年的134亿美元。光聚合固化技术、材料喷涂成型等技术将是带动增长的主要来源，在消费与企业级市场的接受度将会越来越高。产品平均售价也随着技术与市场因素而有所不同。每个市场状况不尽相同,包括设备组合、价
13、格与买房需求，都会影响任何一个技术领域中所有3D打印机的平均价格。Basiliere认为：“头几年里3D打印机制造商将尽全力推出新功能并提升性能，而不会采取降价的策略。因此，多种技术的平均售价可望提升，或是在2014及2015年价格上升后逐渐下降。采用定向能量沉积技术的3D打印机价格最高,其次为粉床融合技术。材料挤制成型打印机与光聚合固化打印机的平均售价可望下降，这是因为越来越多厂商进入市场，利用这两项技术推出价格区间较低的产品J以价格区间来区分出货量则要看采用的是哪种3D打印机技术。特别值得留意的包括价格最低的1到1000美元区间，还有多半采用材料挤制成型技术的1001至2500美元价格区间
14、。2014年，价格低于1000美元的3D打印机占整体价格区间的11.6%,但到了2018年，它在1至2500美元价格区间的占比将增加至28.l%o由于消费与企业用市场逐渐采用3D打印机，GartnCr预测，随着越来越多企业组织采用低端和中端打印机来进行测试与实验，像这样价格区间增长速度大不相同的情况将逐渐弱化。展望未来，“即插即印”功能将自2015年起推动3D打印机市场增长。生态系统仍将维持复杂态势，但制造入门级材料挤制成型打印机的厂商，开始在产品中纳入相对简单的“即插即印功能。像同步材料OCked-inmaterials）这类往往只见于特定品牌2D打印墨盒的功能，让材料顺利运作的可能性达到最
15、高。还有自动平台校正与加热建构槽技术，都能让安装与运行更为简便，消费者可轻松启动打印功能，成功制造出3D物品。因此，到2016年，1000美元以下3D打印机市场将有10%的产品具备即插即印功能。BaSiIiere认为，这股趋势将加速发展，原本市场是以习惯使用开源方式且不受单一厂商束缚的早期采用者为主，将逐渐演化成以一般消费者为主流。这些早期采用者将对3D打印机利用开源的初衷发生变化而大感不满，绝大部分的主流消费者只需要“即插即印”功能所提供的简单一致的操作功能就能满足。1.7 产业发展变化世界各国正在不断加强3D打印技术的研发及应用。欧盟和美国引领着世界3D打印技术的发展，并在该技术的应用和推
16、广领域获得先机。美国将“3D打印”研发中心作为新建的15个国家制造创新中心之首，政府直接投资3000万美元进行支持；近日，美国国家航空航天局和洛克达因公司共同完成了3D打印火箭发动机喷射器的测试，工时和成本骤降，全尺寸3D打印零件将是未来美国开发的重点方向；欧洲也十分重视对3D打印技术的研发应用，英国经济学人杂志是最早将3D打印称为“第三次工业革命的引擎”的媒体；2013年10月份，欧洲航天局公布了“将3D打印带入金属时代”的计划，旨在为宇宙飞船、飞机和聚变项目制造零部件，最终的目标是采用3D打印技术实现由一整块金属构成、不需要焊接或熔合的整颗卫星的整体制造；澳大利亚在2013年制定了金属3D
17、打印技术路线,并于2013年6月揭牌成立“中澳轻金属联合研究中心（3D打印）；德国将“选择性激光熔结技术”列入“德国光子学研究”；日本着力推动3D打印产业链后端，不断尝试将本国已取得的技术成果在工业中进行推广和应用；南非政府将目光投向大型3D打印机设备的研制和开发，将核心激光设备研制与扶持激光技术协同发展；我国地方政府也非常重视3D打印产业，珠海、青岛、四川双流、南京等地先后建立了多个3D打印技术产业创新中心和科技园。全球3D打印产业的权威研究机构一一美国沃勒斯公司发布的全球3D打印产业报告显示，2012年全球3D打印市场总收入为22亿美元，其中包括设备和服务。美国的产业收入一马当先，大约占全
18、球总收入的60%,传统的制造业强国一一德国和日本比较重视制造技术的革新，3D打印产业收入各约占全球的10%,中国作为未来巨大的应用市场，产业收入已约占全球总收入的10%,有望成为世界3D打印产业的一极。据美国消费者电子协会最新发布的年度报告显示,3D打印服务的社会需求量将逐年增长,其产值到2017年有望增长至50亿美元。2. 3D打印用材料发展现状有专家指出，3D打印的核心是它对传统制造模式的颠覆，因此，从某种意义上说，3D打印最关键的不是机械制造，而是材料研发。3D打印对原材料的要求比较苛刻，满足激光工艺的适用性要求所选的材料需要以粉末或丝棒状形态提供。材料融化后在软件程序驱动下，自动按设计
19、工艺完成各切片的凝固，使材料重新结合起来，完成成型。由于整个过程涉及材料的快速融化和凝固等物态变化，对适用的材料性能要求极高，从而材料成本居高不下。比如，即使打印一个手机大小的产品，整个耗材价格至少要150元以上。基于此，未来3D打印产业需要不懈追求的目标仍将是:“研发出更多种类的材料”、“使材料获得与工艺更匹配的性能”、“实现更高的制备工艺精度和更廉的原材料价格”以及“将3D打印的直接制造技术应用到更多更广的领域二3D打印技术包括“快速原型制造技术”和“金属构件直接制造技术”2大类。目前公众所了解的3D打印成果和案例大多属于“快速原型制造技术”范畴。其实快速原型制造的范畴比较广，除了3D打印
20、还有“熔融沉积造型”、“选择性激光烧结”、“立体印刷”、“叠层实体造型”等多种方式。因此，3D打印并不能完全涵盖“快速原型制造”，而只是实现快速原型制造的路径之一。另外一个分支是高性能的金属零件直接制造，这一领域可谓意义重大，但难度也更大，对材料和设备的要求极其苛刻，是3D打印技术的制高点。（1）快速原型制造用材料快速原型制造即通常所说的快速成型，近年来应用不断拓展，发展极为迅速，已成为工业模型设计与制作中的一项关键技术。最早主要是做树脂、石蜡、纸等原型件，用途集中在新产品的快速设计方面，通过该技术可以简便、快速地实现设计的优化和产品的评估，由于其“所见即所造”的特点，能够省去大量生产准备环节
21、，从而显著缩短新产品的研发周期，最终使新产品的研发成本显著降低。我国3D打印目前2亿元/a的产值基本来源于此。近年快速成型加入选择性激光烧结工艺，使3D打印在保持高效率的同时，制造精度也得到显著提升。目前3D打印快速成型用特种粉体材料大多是设备工艺厂商针对各自设备特点定制的，优点是与专属设备的适用性好、研制难度相对小，缺点是材料的产业通用性差、产品成型过程的精度有待提高、产品成型后的强度较低。可见,制品表面精度受粉末原材特性的制约明显，工艺对材料依赖性不容忽视。(2)高性能金属构件直接制造技术用材料高性能金属构件直接制造技术起步于20世纪90年代初，工艺难度比较大，主要采用高功率的能量束如激光
22、或电子束作为热源，使粉末材料进行选区熔化,冷却结晶后形成严格按设计制造的堆积层,堆积层连续成型,形成最终产品。到目前为止，工业上的小型金属构件直接制造相对容易，体积较大的金属构件的直接制造难度非常大，对材料和工艺控制的要求很高。这将是增材制造产业推动相关工业发展的重点方向，也将是一项关键技术。其最大的难度在于材料和成型工艺。以钛合金为例，激光熔化后的材料凝固会造成钛合金体积收缩，造成巨大的材料热应力，内应力对小型构件影响不大，但随着零件尺寸的增加，成型变得非常困难，即使能够成型也会由于大的内应力严重影响材料强度。第二个难题是材料冷却结晶过程复杂，材料结晶过程很难定量控制，一旦出现晶体粗大、枝晶
23、等必将造成材料成型后的力学性能不佳等问题，最终结果就是关键构件没办法获得实际应用。高性能金属构件直接制造技术自问世伊始，就与配套材料的发展密不可分。近年来，金属构件直接制造所使用的高性能特种粉体材料备受关注。欧美等国已经比较成熟地实现了小尺寸不锈钢、高温合金等零件的激光直接成形，未来高温合金、钛合金材质大型金属构件的激光快速成形作将成为主要技术的攻关方向。我国北京航空航天大学团队在这一领域走在了世界前列，他们通过激光直接制造成套装备的研制和对大型钛合金金属结构件成形原理的探究，已掌握高性能金属构件直接制造核心技术，其成果已应用于多种型号飞机的研制中。但国内用于金属构件直接制造的材料主要依赖进口
24、，国产化的同类材料。目前还存在着氧含量高、球形度差、成分均匀性差以及粒度分布不佳等问题，这在一定程度上限制着我国高端3D打印产业的进一步发展。合金粉末内部的组织结构对3D打印最终产品的影响较大，组织粗大的粉末熔覆性能较差。高性能金属构件直接制造用特种粉末要求低氧含量和高球形度，行业内主要由气雾化和真空气雾化工艺制备。合金粉末的制备方法主要有水雾化、气雾化和真空雾化等,其中真空雾化制备的粉末具有氧含量低、球形度高、成分均匀等特点，应用效果最佳。高性能金属构件直接制造所用材料主要是钛及钛合金粉末材料和银基或钻基的高温合金类粉末材料。钛及钛合金粉末材料采用粉末冶金法制造零部件是少切削或无切削的近净成
25、型工艺，金属的利用率接近100%,是降低钛及钛合金零件使用成本的最佳方式。目前钛及钛合金粉末制备方法主要有等离子旋转电极、单棍快淬、雾化法等，其中旋转电极法因其动平衡问题，主要制备20目左右的粗粉；单棍快淬法制备的粉末多为不规则形状、杂质含量高，而气体雾化法制备的粉末具有氧及其他杂质含量低、球形度好、粒度可控、冷却速度快、细粉收得率高等优点，是高品质钛及钛合金粉末的主要制备工艺。国外钛及钛合金粉末的研究由来已久，技术相对成熟，美国在1985年发表了水冷铜用烟惰气雾化法的专利,在1988年建立起年产IIt的粉末研制线；而日本在1990年已建立年产60t的惰气雾化粉末生产线，并实现规模化生产；而国
26、内在雾化设备及粉末制备工艺方面，主要为移植和仿研，高性能制粉设备仍以进口为主,在水冷铜川崩制备技术、底注式雾化方式等方面仍和国外差距较大;在粉末制备方面，目前粉末的粒度主要集中于：40300目之间，杂质元素如钙、氢、氧等也高于国外同类产品水平，如国内制备的真空钛合金钎焊料由于杂质含量高，在使用过程中存在润湿性差、焊缝质量不均匀、焊接强度低等问题。银基或钻基的高温合金粉末的制备方法主要有雾化法、旋转电极法、还原法等。雾化法主要有二流雾化、离心雾化等方法。气雾化（含真空雾化）属于二流雾化，具有环境污染小、粉末球形度高、氧含量低以及冷却速率大等优点。经历近200年的发展，气雾化已经成为生产高性能金属
27、及合金粉末的主要方法。不过，雾化合金粉末易也出现一些缺陷，例如夹杂物、热诱导孔洞、原始粉末颗粒边界物。对于3D打印技术来说，粉体材料中夹杂物和热诱导孔洞都会对成型部件产生影响。2全球3D打印行业发展格局分析2.5 产业区域格局2014年全球3D打印市场规模约70亿美元，相比2013年几乎翻了一番。其大体分布概况是欧洲约17亿美元,美国约28亿美元,中国所占份额约7亿美元。面向工业的3D打印机设置台数按国家进行统计的话，美国占38%,位居第一，其次是日本占9.7%,第三位德国占9.4%,第四位中国占&7%O2.6 2市场企业格局3DSystems和Stratasys两家龙头企业可看做3D打印行业
28、发展的风向标。目前，3D打印市场基本处于欧美龙头企业领跑的局面，3DSystems和StrataSyS在2012年的产值占全球3D打印行业收入规模的25.81%；从工业级打印机的出货量看，Stratasys（加上最近合并的Solidspace和Objet）3Dsystem等的出货量占比高达75%02.7 应用领域格局目前3D打印仍以工业级为主，但消费级呈爆发态势。近年来，3D打印在工业应用下游行业不断拓展，直接零部件制造的占比也逐年提高；个人消费市场虽起步较晚，但近年来呈现快速爆发趋势。据WohlersAssociates统计，3D打印技术的行业应用主要分布于消费电子、汽车、医疗、航空航天、建
29、筑、科研等领域。3D打印技术在消费电子产品开发上优势明显。3D打印技术在电子领域主要应用在产品模具和工具的设计制造以及微电路的封装制造两个方面。3D打印技术在样件设计制造上优势明显，省去模具制造的过程，可大幅提升研发速度，同时降低了研发失败的成本。举例来说，一传统的电子元件加工固定装置传统制造技术需要1个月左右的加工周期，而3D打印工艺仅需48小时，开发周期大大缩短。3D打印技术未来在微电路的封装上有望逐渐应用。使用3D打印技术制造的铜线电路，由于电路整体的厚度很小，因此，加工时间较短，存在规模制造的可能性。未来3D打印技术有望实现多层电路一次成型的整合制造，速度优势会更加明显。以色列的Cam
30、tek公司致力于设计、开发和制造自动光学检测系统，在印制电路板领域也处于领先地位。近来，公司宣称其正在研制的商用电子电路板3D打印机已经接近完成，很可能在2014年年初就投入市场。3D打印适用于汽车设计制造的原型制造和模具开发等环节。现阶段，3D打印技术在汽车行业的应用主要在三个方面：1）提高产品设计的速度和性能：包括用于功能性测试的样件生产，以及生产过程中应用模具的开发制造；2）在维修环节的筌部件直接制造；3）个性化和概念汽车部件的直接制造。在汽车部件的直接制造方面，未来可能较快发展起来的是汽车维修和零部件更换。1.ocalMotors是一家基于网站社区平台建立的汽车制造企业。LOCalMo
31、tOrS主要面向个性化的小众汽车市场，公司定下的销售上限是每种车型的销售量不会超过2000辆。公司运行方式类似于Shapeways和Kickstarter网站，成品开发完成后会在网上发布，并接受预订，购买者可以更改部分细节以满足自身的个性需求。公司开发并销售的RalIyFighter车型，售价75000美元。开发时间仅18个月，开发成本300万美元，远低于传统汽车制造企业。3D打印技术在航空航天领域空间极大。3D打印技术可主要应用包括：1）无人飞行器的结构件加工；2）生产一些的特殊的加工、组装工具；3）涡轮叶片、挡风窗体框架、旋流器等零部件的加工。波音（Boeing）公司是率先将3D打印技术应
32、用于飞机设计和制造领域国际航空制造公司。2012年一季度，波音公司使用3D打印技术制造的零部件约200件。通用电气（GE）公司前期收购了MorriesTechnologies等3D打印公司，其宣称从2016年起，将开始生产第一个增材组件一燃油喷嘴。西门子（SiemenS）宣布从2014年1月起将在发电和维修部门运用三维打印生产备件和汽油涡轮。3D打印技术适用于个性化需求。在医疗行业，特别是修复性医学领域，个性化需求十分明显。用于治疗个体的产品，基本上都是定制化的，不存在标准的量化生产。而3D打印技术的引入，降低了定制化生产的成本。其主要应用有：1）修复性医学中的人体移植器官制造，假牙、骨骼、肢
33、体等；2）辅助治疗中使用的医疗装置，如齿形矫正器和助听器等；3）手术和其他治疗过程中使用的辅助装置。最具有想象空间是3D生物打印技术。3D生物打印技术可以生产出功能性的人体器官。它利用干细胞为材料，按3D成型技术进行制造。一旦细胞正确着位，便可以生长成器官，“打印”的新生组织会形成自给的血管和内部结构。在这一领域领军的OrganoVo公司，已经成功研发打印出心肌组织，肺脏，动静脉血管等。虽然目前这一技术的应用尚处于试验阶段，但未来有望逐步应用于器官移植手术中。3美国3D打印产业发展探析3.1全球地位状况随着美国研发3D打印武器的组织DefenseDistributed宣布已获准制造和销售枪支，
34、并可以展开3D打印武器的生意，3D打印这个突然火起来的热词再一次刺激了人们的兴奋神经。美国企业在3D打印领域占据着领先地位，对3D打印的“吹捧”也最卖力，甚至美国总统奥巴马都在今年2月发表国情咨文演讲时强调3D打印技术“有可能革命化我们制造几乎所有产品的方式二在中国，3D打印也热潮涌动，普通大众对3D打印越来越耳熟能详的同时,不少企业和创业者更是积极试水，将其视为潜力可观的未来金矿。相比美国3D打印业务已实现盈利，国内的商业化应用还处于刚起步阶段，市场非常稚嫩。然而不能否认，国内市场的萌动频率正在加速，未来充满诱惑。目前，全球范围内3D打印机的总销售额不到2亿美元，国际知名的3D打印机厂商，如
35、StrataSyS和3DSystems等，尚未在中国设立直销公司，只通过代理进入中国市场。有业内人士估计，中国3D打印市场的年增长率可达两位数,但迄今还没有人对国内3D打印机和打印服务的市场规模进行过统计，大家只是公认相关产品尚在导入期。同时，3D打印面向大众普及的进程也在加快，北京、西安等地都出现了3D打印体验馆、3D照相馆。一位正在打拼的从业者充满信心地说：“总有一天，3D打印店会像现在大街上普通的照相馆那样遍地开花。”或许，人们还要等待一段时间才能见到这种景象，不过谁也无法否认3D打印正在开启一场深刻的变革,你将无法想象它能激发出多少个性化的创意制作。有专业人士总结道，3D打印可以为创业
36、企业提供很多机遇，包括开发小众工艺品市场、为3D打印开发更多种类的耗材、进行医学领域的合作、建立专业交流社区等。也有分析认为，3D打印是“数字化制造”的缩影，具有降低成本、提高效率等优势，它可能会使中国制造的竞争力下降，带来挑战，因为“个人制造”的商业模式已经拉开序幕。中国应该认真对待3D打印技术，抓紧时间提升技术和3D打印的普及度。虽然目前3D打印尚未从概念期的模糊影像中完全走出来，投资领域对于3D打印企业的支持也不是非常热情,但是有理由相信，从业者的努力和大众的关注,会让3D打印在中国尽快从萌动走向成熟。3. 2鼓励政策状况美国是3D打印技术的主要推动者。主要原因是美国将网络化制造视为其核
37、心竞争力，而3D打印技术是美国网络化制造的关键支撑技术。美国政府对3D打印技术的推动作用主要体现在国家战略层面、路线图、研究计划及执行3个层面。在国家战略层面，2011年，奥巴马总统出台了“先进制造伙伴关系计划”（AMP）,2012年2月，美国国家科学与技术委员会发布了先进制造国家战略计划，2012年3月，奥巴马又宣布实施投资10亿美元的“国家制造业创新网络计划（NNMI）,在这些战略计划中，均将添加制造技术列为未来美国最关键的制造技术之一。2012年8月，作为NNMl计划的一部分，奥巴马宣布联邦政府投资3000万美元成立添加国家制造创新研究所（NAMH）,加上地方州政府配套的4000万美元，
38、共计投入7000万美元，该研究机构实质上是一个由产、学、研三方成员共同组成的公-私合作伙伴关系，致力于添加制造技术和产品的开发，保持美国领先地位。路线图层面,美国曾分别于1998年和2009年两度发布添加制造技术路线图。在2009年的添加制造技术研发路线图研讨会上，给出的关键建议是建立美国国家测试床中心（NationaITestBedCenter,NTBC）,撬动未来该领域的设备和人力资源发展，并展示制造研究概念。在执行层面上，基于2009路线图，北美焊接和材料结合工程技术领导组织爱迪生焊接研究所（ECliSOnweIdingInstitute,EWI）成立了添加制造联盟（AMC）,在美国添加
39、制造界机构之间建立重要伙伴关系。AMC目前至少有33个企业成员与合作组织，涉及产、学、研、官各机构。AMC的主要目标是提高添加制造技术的成熟度，并以国家为基础，倡导资助添加制造技术，将其从目前的新兴技术层面推到主流制造技术层面。此外，2009和2010年，美国空军和海军分别举行了以任务为导向的添加制造技术研讨会。2011年，材料与过程工程促进会（SAMPE）也召开了多方参与的研讨会，专注直接零部件制造。2012年2月，橡树岭国家实验室与科学技术情报委员会合作举办了添加制造技术研讨会，讨论该技术的最新发展。美国制造工程师协会举办面向企业界的RAPlD会议和展览会，德克萨斯大学举办的年度固体无模成
40、型研讨会则主要面向学术界。由此可见，美国各利益相关方都在积极推动3D打印技术政策的实施。3. 3发展经验借鉴美国是当今世界能够制造高精尖装备的大国之一，也是现在3D打印技术的发源地。无论是产业发展上，还是技术上，目前美国都处于遥遥领先的地位。美国3D打印产业发展的成功经验具有如下几个方面：4. 充分的市场竞争当前，美国的3D打印技术工艺包括立体光刻、选择性激光烧结、三维打印及熔融沉积制造等，这些技术均掌握于美国企业。当前，全球的3D打印市场竞争十分激烈，美国企业要想获得市场份额也必须通过市场竞争。也正是通过参与激烈的市场竞争从而使美国诞生了3Dsystelns公司和Stratasys公司两大巨
41、头。5. 完善的配套产业3D打印产业的发展离不开配套产业的支撑，尤其是3D打印所需的CAD软件和打印材料。美国3D打印的配套产业非常发达，不仅能够提供3D打印机，而且基本上都能够为客户提供一体化的3D打印解决方案。美国的CAD软件产业以及热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末等打印材料都比较发达，从而为美国的3D打印企业提供了有力的支撑。3、强大的政府资助3D打印技术及其产业展现出其对传统制造业的革命性突破，美国联邦政府对此给予了高度重视和大力的财政支持。2012年3月，美国总统奥巴马批准，以10亿美元投资设立国家制造业创新网络(简称为NNMLTheNationalNetworkfor:Manufac
42、turingInnovation)o15个不同地区的制造业创新研究所构成的国家制造业创新网络，采取“官产学”方式进行合作，以实现加强美国制造业的创新，提升美国在全球的竞争力。NNMl首当其冲纳入考虑的范畴即是增材制造，2012年8月,美国建立国家增材制造创新研究所(NAMII,NationalAdditiveManufaeluringInnovationInstitute)o美国俄亥俄州的扬斯敦商业孵化器是首个获得NAMIl资格的机构，国家航空和航天局、国防部、商务部、能源部和国家科学基金会五家联邦机构总共投入300万美元，西弗吉尼亚州、宾夕法尼亚州和俄亥俄州政府及工业界配套投入400万美元。
43、西弗吉尼亚州、宾夕法尼亚州和俄亥俄州技术带总共有32000家制造业企业，是全美的第三大制造业中心(仅次于德克萨斯州和加尼弗利亚州)，成为斯敦商业孵化器的辐射范围。4、协会的长期推动全美制造工程师学会(TheSocietyofManufacturingEngineers,SME)在很大程度上推动了美国3D打印技术的应用和产业化。该学会作为全球3D打印技术的年度盛会RAPID的组织者，快速技术和增材制造(RapidTechnologicandAdditiveManufacturing,RTAM)团体就是由其在20世纪80年代中期开始建立，并开始积极推动3D打印技术的应用和产业化。5、健全的技术标准
44、基于美国测试和材料协会(AmeriCanSocietyforTestingandMaterial,ASTM)的基础，ASTMInternational逐步发展起来，成为全球自愿达成的工业标准的主要制定者。2009年，ASTMInternatiOnaI设立一个委员会，被称为F42委员会，TC261是其在国际标准组织150的对应机构，目的是专门针对增材制造技术。2011年，合作协议由ASTM和150签署，表示D打印技术的国际标准工作由双方共同来推动。近两年来，在双方的合作下，3D打印的技术标准得到不断完善，成为推动3D打印技术应用和产业化规范发展的重要推动力量。6、发达的金融支撑强大的风险投资基金
45、和发达的金融支持是美国创新的重要组成部分，也是推动3D打印产业不断发展和壮大的重要原因。3D打印产业的形成和发展都得到了美国风险投资基金的支持，一是在StrataSyS成立伊始，创始人通过向风险资本出售35%的公司股权，获得了120万美元的风险投资，对企业发展发挥了重要的推动作用。二是2011年3DSystems购买了一家公司的全部股权，并斥资1.37亿美元收购另外一家公司，2013年又收购了3D模型设计公司的软件企业。7、强大的市场需求3D打印设备是当前31）打印技术中一种常见的终端应用产品，融合了许多高精尖技术，初期在生产规模比较小的时候，单个打印设备的价格比较高，市场需求也比较小，除了少
46、部分打印机用于科学研究、科普展览等领域外，大多数的买家主要是一些大型制造企业。如StrataSyS公司在刚成立时，由于找不到适合的市场，于是专门为通用汽车、3M、Prat&Whitney等大客户量身定做了3D打印设备，使得企业才开始有了起步的动力，由此开辟了3D打印设备的市场。由此可见，大型制造企业的强大市场需求是美国3D打印设备能够实现产业化的重要推动力。8、整合的技术路线3D打印设备要能够正常的工作，需要许多与之相配套的产业，这就需要及时对相关的技术和产业进行整合，从而不断提高3D打印设备的技术水平和功能。比如美国，在开发3D打印技术的过程中，既有专业的3D打印技术企业如trata
47、sys和3Dsystems,也有一大批掌握了这项技术的大型制造企业。在这种情况下，就需要通过购买股权等方式对不同的技术路线进行有效的整合。4其他国家/地区3D打印的发展4.1 德国3D打印机在市场上已经比较普遍。消费者可以通过多种渠道买到，一是专门销售3D打印机的网店，既有打印机，也有各种配件；二是eBay、亚马逊等综合性网上交易平台；三是德国大型电器连锁店。产品价格多在1000欧元到2000欧元，有的打印机只售499欧元。德国柏林一家3D打印产品专卖店负责人斯戴凡告诉记者，现在的购买者主要是专业人士和时尚追求者，普通消费者购买得很少。德国不少机构也开始使用3D打印技术：博物馆使用它“复印”文
48、物和艺术品；医疗机构打印血管、气管等“人体器官&建筑公司则打印建筑模型。德国市场上的3D打印机多是“德国制造”。事实上，在德国有一大批3D打印企业。2002年成立的EnViSionTEC公司，已是全球快速成型和快速制造设备的领先品牌，产品涉及工业制造、珠宝首饰、医疗、牙科、助听器定制、生物科技等领域。该公司在英国和美国建有销售服务中心和培训中心。与EnvisionTEC公司有所不同，位于德国卡尔斯鲁厄地区的Nanoscribe更注重高尖端技术。该公司此前在美国一个展会上发布了一款迄今为止最高速的纳米级别微型3D打印机PhotonicProfessionalGT,可以在一根头发上打印出一个含有1
49、0个字母的公司名称。4.2 日本在亚洲日本的3D打印规模甚至超越了中国，但是最最主要的3D打印技术及龙头企业仍集中在欧美。为此日本政府也采取了相应的政策来支持3D打印产业,以防在未来制造业中落伍。1、日本新增45亿日元预算促进“3D打印机”研发近日，日本政府决定新增45亿日元财政预算，促进新一代“3D打印机”的研究开发。据悉，8月26日，日本经济产业省确定了2014年度预算的概算要求政策框架。为促进“3D打印机”研发，日本政府将新增45亿日元财政预算。日本2014年度预算的概算总额为1兆7470亿日元，比2013年度最初预算增加22%。作为成长战略的支柱，日本在健康长寿领域的财政概算为174亿日元；致力于人工多功能干细胞量产技术实用化事业的概算为2
