四、3D打印業(yè)態(tài)分析 

3D打印的產(chǎn)業(yè)鏈包括５個(gè)環(huán)節(jié)，分別為“軟件、材料、裝備、制造和應(yīng)用”。軟件開發(fā)：通過實(shí)物掃描、逆向分析和計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)，構(gòu)建三維數(shù)據(jù)模型。材料研制和生產(chǎn)：開發(fā)金屬、高分子、無機(jī)等3D打印專用材料，滿足不同類型產(chǎn)品的性能要求。裝備研制和生產(chǎn)：進(jìn)行激光、電子束等高能離子束加工部件，以及整機(jī)的開發(fā)，滿足不同生產(chǎn)工藝要求。生產(chǎn)制造：基于三維數(shù)據(jù)模型，通過材料層層疊加的方式生產(chǎn)產(chǎn)品，并通過后處理和產(chǎn)品檢測，使產(chǎn)品性能及尺寸達(dá)標(biāo)。應(yīng)用推廣：進(jìn)行航空航天、生物醫(yī)療、創(chuàng)意產(chǎn)品等應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品推廣和使用（見圖5）。

5個(gè)環(huán)節(jié)中所涉及的重要技術(shù)需求包括開發(fā)專用的3D打印材料，對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)工藝，以及相關(guān)的高端3D打印裝備。在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條當(dāng)中，還有另外3個(gè)非常重要的部分始終貫穿其中，分別為：數(shù)字鏈路、科技服務(wù)和可持續(xù)發(fā)展。不間斷的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈路將可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工制造、到最終裝配、檢測全流程的自動(dòng)化、智能化，是“數(shù)字化制造”的核心。科技服務(wù)將為3D打印相關(guān)企業(yè)提供所需的配套服務(wù)，包括教育培訓(xùn)、咨詢、售后、宣傳等等，促進(jìn)3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。材料的回收、能源高效利用、從源頭保護(hù)生 態(tài)環(huán)境等，將實(shí)現(xiàn)3D打印產(chǎn)品和系統(tǒng)全生命周期的綠色低碳、和諧協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

雖然3D打印包括了５個(gè)環(huán)節(jié)，但產(chǎn)業(yè)的發(fā)展實(shí)際上是由裝備環(huán)節(jié)主導(dǎo)的，這些裝備制造廠商形成了3D打印產(chǎn)業(yè)的第１種主流企業(yè)類型。這是由于3D打印產(chǎn)品的好壞需要通過裝備將原材料加工成產(chǎn)品之后，才能檢查出來。因此，初期的3D打印企業(yè)都是 依靠裝備起家的。但另一方面，3D打印產(chǎn)品的性能又很大程度上取決于材 料的選擇和軟件的優(yōu)化。所以，這些裝備廠商為了提高用戶體驗(yàn)度，逐步將業(yè)務(wù)擴(kuò)展到原材料制造環(huán)節(jié)，并進(jìn)一步在不同程度上向軟件、制造和應(yīng)用環(huán)節(jié)拓展。

目前，大部分3D打印企業(yè)的主營業(yè)務(wù)都為裝備制造。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，這些企業(yè)占據(jù)了全球3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的半壁江山，2014年收入將近20億美元。預(yù)計(jì)這一特征在短期之內(nèi)不會(huì)有所改變，其他環(huán)節(jié)的3D打印企業(yè)很難脫穎而出，成為該行業(yè)的領(lǐng)軍廠商。和3D打印產(chǎn)業(yè)相關(guān)的另外一種企業(yè)為傳統(tǒng)制造業(yè)巨頭。這些企業(yè)并非處于3D打印產(chǎn)業(yè)鏈之中，而是與之存在橫向交叉。這些巨頭對(duì)制造本身具有深入的理解，并占有全球制造業(yè)龐大的市場和資源。它們?cè)噲D將3D打印這種先進(jìn)制造技術(shù)融入到現(xiàn)有的制造工藝體系中，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品的改進(jìn)和升級(jí)。

顯然，這是新興的專業(yè)3D打印企業(yè)無法做到的，但對(duì)于3D打印產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展來說至關(guān)重要。換句話說，這些傳統(tǒng)制造業(yè)巨頭的介入程度將很大程度上影響3D打印在各應(yīng)用領(lǐng)域的滲透程度，因此它們成為該領(lǐng)域的另外一種企業(yè)類型。 還有一種類型的企業(yè)隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展興起——3D打印云平臺(tái)企業(yè)。這些平臺(tái)一方面是3D打印產(chǎn)品的電商交易平臺(tái)。客戶通過“線上下單，線下制造”的方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的按需定制。另一方面，云平臺(tái)還匯聚了世界各地的3D打印從業(yè)人員。3D打印設(shè)計(jì)師可以將自己的創(chuàng)意設(shè)計(jì)上傳到云平臺(tái)，并打印生產(chǎn)，最后售賣給喜歡這些創(chuàng)意產(chǎn)品的普通用戶。這些3D打印云平臺(tái)借助互聯(lián)網(wǎng)匯集遍布全球的3D打印愛好者，構(gòu)建起極為龐大的社區(qū)。 

網(wǎng)絡(luò)眾包、異地協(xié)同設(shè)計(jì)等新型商業(yè)模式在這里得到真實(shí)體現(xiàn)，推動(dòng)3D打印從生產(chǎn)向服務(wù)轉(zhuǎn)變。 最后一種類型的企業(yè)目前數(shù)量很少，在整個(gè)3D打印產(chǎn)業(yè)所占的份額也微乎其微，但卻潛力巨大，這些企業(yè)的主業(yè)為3D生物打印。如果說3D打印屬于制造技術(shù)當(dāng)中的黑科技，那么3D生物打印則是3D打印技術(shù)當(dāng)中的黑科技。

未來3D打印人工器官將是解決移植器官短缺問題的可行技術(shù)之一，并對(duì)醫(yī)學(xué)研究和藥物研發(fā)產(chǎn)生推進(jìn)作用。這將給目前的生物醫(yī)學(xué)行業(yè)帶來巨大的變革。 從某種意義上講，專業(yè)3D打印企業(yè)和傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)分別從技術(shù)發(fā)展和市場需求2個(gè)方向推動(dòng)了3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展。而3D打印云平臺(tái)企業(yè)是通過信息的互聯(lián)、人的互聯(lián)、機(jī)器的互聯(lián)構(gòu)建出全球的3D打印互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。3D生物打印企業(yè)則開啟了制造活體組織的大門，成為“生物制造”的基石。這4種企業(yè)正從不同的方向改變著傳統(tǒng)制造業(yè)，推動(dòng)生產(chǎn)向智能化、服務(wù)化的方向發(fā)展。 

1.3D打印裝備制造企業(yè) 

國際方面，3D打印裝備制造企業(yè) 以美國3D Systems和Stratasys公司為代表。這2家3D打印巨頭均在納斯達(dá)克上市，占全球3D打印產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的1/3。2014年，3D Systems公司實(shí)現(xiàn)收入6.5億美元，比2012年增長27%。該公司的創(chuàng)立者Charles Hull發(fā)明了著名的3D打印光固化工藝（SLA），并于2014年進(jìn)入美國發(fā)明家名人堂。

該公司向客戶提供“一站式”全套3D打印解決方案，包括裝備、材料、工藝、軟 件、教育培訓(xùn)和應(yīng)用支持，其解決方案涉及模具、醫(yī)療、教育、珠寶、建筑等行業(yè)。Stratasys公司2014年實(shí)現(xiàn)收入7.5 億美元，比2013年增長55%。該公司是應(yīng)用最為廣泛的3D打印工藝技術(shù)——熔融沉積式工藝（FDM）的鼻祖，同時(shí)也是該工藝的最大生產(chǎn)制造商，至今還在引領(lǐng)該工藝的發(fā)展。同時(shí)，該公司擁有業(yè)界最為全面的材料組合，包括數(shù)百種光聚合物和熱塑性塑料。 排在第3位的德國EOS公司2014年收入約為2.2億美元。

該公司是選擇性激光燒結(jié)工藝的（SLS）領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，主要業(yè)務(wù)集中在航空航天、醫(yī)療和汽車行業(yè)高端精密零部件的制造。客戶涵蓋了空客、波音、保時(shí)捷、大眾等眾多頂尖制造商。其他的知名3D打印裝備公司還包括瑞典ArcamAB、德國ExOne、德國SLM solutions、德國Voxeljet等，這些公司2014年的收入都在2000萬～4000萬美元之間。國內(nèi)方面的情況基本上和國際情況一致，北京太爾時(shí)代科技有限公司、西安瑞特快速制造工程研究有限公司、西安鉑力特激光成形技術(shù)有限公司、北京隆源自動(dòng)成型系統(tǒng)有限公司等3D打印裝備企業(yè)占據(jù)了行業(yè)主流位置。個(gè)別優(yōu)秀企業(yè)的產(chǎn)值達(dá)到億元規(guī)模，但大部分企業(yè)的產(chǎn)值仍處在千萬量級(jí)或百萬量級(jí)。

2.傳統(tǒng)制造業(yè)巨頭 

布局3D打印的傳統(tǒng)制造業(yè)巨頭以美國通用、波音等公司為代表。通用公司早在2012年奧巴馬宣布實(shí)施“再工業(yè)化”戰(zhàn)略之后，就提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念，并開展了一系列的布局。“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”是指通過智能機(jī)器間的連接并最終將人機(jī)連接，結(jié)合軟件和大數(shù)據(jù)分析，重構(gòu)全球工業(yè)、激發(fā)生產(chǎn)力，讓世界更清潔且更經(jīng)濟(jì)。這其中，3D打印成為智能工廠中重要的組成部分。

通用公司2011年就成立了增材制造實(shí)驗(yàn)室，并于2012年收購了Morris Technologies和Rapid Quality Manufacturing２家專業(yè)3D打印公司。同時(shí)，對(duì)阿拉巴馬州的奧本工廠投入1.25億美元擴(kuò)大3D打印制造能力。目前，該廠已經(jīng)開始生產(chǎn)新一代LEAP噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)所需的3D打印燃料噴嘴，未來３年內(nèi)計(jì)劃累計(jì)產(chǎn)量將達(dá)到2萬個(gè)。2014年，又投入3 200萬美元在美國賓州匹茲堡再建一個(gè)新的3D打印工廠，主要用于開發(fā)3D打印技術(shù)并將其用于實(shí)際制造。2015年，公司首款3D打印的商業(yè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)零部件--高壓壓氣機(jī)溫度傳感器（T25）外殼通過美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）認(rèn)證。這種拳頭大小的3D打印零件將用于對(duì)400臺(tái)波音777的 GE90-94B噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造（見圖6）。 

(責(zé)任編輯：admin)

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