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不平凡的2014年 3D打印迎来材料技术之争

发表于:2019-07-12 10:53 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  3D打印技术,属于新一代绿色高端制造业,甚至有人将它与智能机器人、人工智能并称为数字化制造的三大关键技术,3D打印技术及产业的发展是全球正在兴起新一轮数字化制造浪潮的重要基础。通过近些年的新闻分析,美国、日本、荷兰等国已然认识到3D打印的重要性,美国总统奥巴马甚至将这一技术加入到《国情咨文》中进行重点强调,全世界范围内的3D打印热潮已然兴起。

  3D打印迎来材料技术之争

  3D打印产业的快速发展,有利于国家在全球科技创新和产业竞争中占领高地,进一步推动我国向工业强国转变。众所周知,目前我国3D打印技术虽然取得了长足进展,与美欧等发达国家基本处于同一水平,甚至在金属构件打印方面已经超过美国。

  但与世界各国相比,我国对这项技术重视和规划不够。一是主导的技术标准、公共技术平台尚未确立,缺乏产学研一体化机构,技术研发和推广应用还处于无序状态;二是产业规模化程度低,产业链尚未有效形成,产业整合度较低;三是缺乏市场机制,技术进步主要在国家项目资助下开展,企业的主体作用不明显;四是教育培训和社会推广乏力,3D打印相关课程尚未列入机械、材料、信息技术等工程学科的教学必修课程体系,企业对3D打印技术的前景认识不到位导致产业需求不足。

  3D打印材料之战已然打响,众所周知兵马未动粮草先行,研究出的3D打印技术可说是根本无用,这类产品最核心的热然是3D打印产品所使用的材料,有机材料品种多样价格低廉,对于个人级用户和中小型工作组来说意义重大,而金属材料更是国防科工的重中之重。

  3D打印的发令枪已然响起

  在发布全球首款彩色多材料的3D打印机之后,3D打印的领先企业stratasys再推出级模拟聚丙烯材料Endur,后者可以应用家用电器、日用消费品、汽车部件和实验室设备的原型制作。stratasys在中国约有10个核心经销商,服务于整个大陆地区,2012年stratasys在中国销售约300台3D打印机,2013年约450-470台。

  即便如此,由于3D打印火爆,资本市场上的热钱加速灌入,现有的3D打印产品制造商必然迎来强有力的竞争者。今年3月底,2D打印巨头惠普宣布,本财年底将进入3D打印机市场。惠普这一决策的主要缘由是,Stratasys的3D打印部分核心专利已经过期或将在一年内过期,这将为这一行业向竞争市场发展提供条件。

  在过去的2013年中,据市场调研惠普在打印市场份额接近40%占比稳居第一,通过已然成熟的2D打印技术,惠普现在进入3D打印机市场将无需花费大量时间和金钱开发新技术,而通过传统的经销商,惠普将快速的占领全球的3D打印市场。

  此次失效的专利基本归属于stratasys。到了今年年底,该公司的FDM部分专利也将到期,但笔者通过了解到,还有很多的核心技术专利仍属于stratasys。竞争将有利于市场培育。据英国市场研究公司JuniperResearch预测,到2018年全球家用3D打印机的销售量将超过100万台,而业内人士认为,今年的销量只能达到4.4万台;市场研究公司易观国际同样预测,2014年全球3D打印市场交易额将从去年的25亿美元增长到38亿美元,到2018年,将激增至162亿美元。面对如此大的市场预期,即将失效的专利技术无疑会促使更多的资本进入到这一市场中。

  2014年专利之战

  去年,荷兰3D打印公司Shapeways的设计专家DuannScott预测高端打印技术将掀起一轮3D打印设备的大爆发,3D打印机的价格会大幅下降。激光烧结是3D快速成型技术的一种,其以激光为热源,甚至可以实现高熔点金属和陶瓷的黏结。另外它也是一个成本相对较低的3D打印技术,而且打印出来的产品具有很高的分辨率,非常接近上市成品。

  不过需要说明的是,采用激光烧结技术的3D打印机属于工业级的产品,跟我们偶尔能看到的桌面式3D打印机是不同的。我们常见的桌面式3D打印机使用的是熔融挤出成型(FDM)技术,一般采用热塑性材料,而激光烧结的3D打印机使用的材料要广泛,包括高熔点的金属。

  随着这些专利技术的失效,激光3D打印机的制造成本自然会有所降低。但它们的售价短期内是否会大幅度下降,这并不好说。可以肯定的是,会有一批人开始研究激光3D打印机,并把产品打造出来。如果他们只打算处理一些低熔点的热塑性材料,可以采用功率相对低一点的小激光,加上密封空间的保障,安全问题并不大。但是如果要做激光烧结3D打印机的话,恐怕会遇到很大的问题:它需要一个足以把金属烧融的高功率激光,随时可以达到上千度的高温,这远比FDM方案要复杂得多,这种工业级的产品不是一般老百姓玩得来的。不管创客们做哪种激光3D打印机,都需要一定的研发时间,并不是一夜之间能弄出来的。

  就拿我们熟悉的桌面式3D打印机来说,它们主要采用FDM技术。这种技术专利解禁后,创业者花费了5年多的时间,才把使用FDM技术的3D打印机的售价从1万多美元拉到现在几千块人民币。另外,哪怕这些专利明年到期,为了维护的自身利益,激光3D打印厂商也不愿意迅速把价格往下调。就算有很多新的创业公司融入这个行业,这些厂商更更愿意通过竞争的方式,让市场逐步把价格调整。专利过了还有很多年可以卖高价,乐高的专利也过了,你也没看到它在降价。

  材料的关键因素,专利的即将过期,技术专利的爆发这三方面的原因,促使2014年3D打印产业进行了井喷式的发展,3D打印已不仅停留在材料和技术的争斗上,更多的是在其背后的资本市场的博弈。

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