全球3D打印技術發展現狀

     3D打印技術最早可以追溯到1976年噴墨打印機的發明，1984年查爾斯胡爾將光學技術應用于快速成型領域，拉開了3D打印的帷幕。20世紀80年代以后，3D打印行業受到國內外的廣泛關注，各種3D打印技術也在多個行業應用并發展，如今已覆蓋了制造、醫療、學術、航空航天、軍事等多個領域。

    按照打印技術的特點，3D打印可分為選擇性激光熔化成型、選擇性激光燒結成型、激光直接燒結 技術、電子束熔化技術、熔融沉積式成型、選擇性熱燒結、立體平板印刷、數字光處理、三位打印技術、及細胞繪圖打印等。

圖表1：3D打印技術分類

     目前，3D打印產業主要成形技術主要包括立體光刻、立體光固成型、PVC塑料燙印復膜、熔融擠出成型、三維噴繪打印、數字光處理。自從上世紀80年代中期SLA成型技術發展以來到90年代后期，出現了十幾種不同的快速成型技術，除前述幾種外，典型的還有3DP、SDM、SGC等。其中，SLA、LOM、SLS和FDM四種技術，目前仍然是3D打印技術的主流。

圖表2：3D打印產業主要成形技術表

    前瞻產業研究院《2018-2023年全球3D產業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》數據顯示，3D打印的發展嚴重依賴于技術的進步和突破，目前全球3D打印應用最受歡迎的技術為FDM技術，占平臺總收入的63.9%；SLA +DLP技術以18.1%的平臺總收入排名第二，排名第三的是SLS技術，平臺收入占比為11.1%。

圖表3：2016年全球3D打印技術應用情況(單位：%)

中國3D打印技術發展現狀

     國內快速成型技術的研發工作始于20世紀80年代末，在時間點上和國際上保持一致，至今已經形成了北航、華中科大、西安交大、清華大學四大研發中心，在科研水平上公認已經達到國際一流水準。北航的王華明教授團隊是目前世界上少數能實現激光快速成型飛機用鈦合金承力結構件的研究機構，并且是唯一一家已經實現裝機的單位；華中科大的史玉升教授團隊在2012年研制出世界最大的激光快速成型設備(1.2x1.2m工作面SLS)。西安交大和清華大學研發團隊也掌握了SLA設備的關鍵技術。

      我國近年才引入3D打印技術，與國外相比差距非常大，主要體現在技術和市場應用方面，研發水平不高，與市場銜接度較低，目前還未產生較大的經濟效益。與美國已經出現3D Systems和Stratasys兩大3D打印機上市公司不同，我國的3D打印技術起源于西安交大、華中科大和清華大學等高校，相關的技術轉化集中在校辦企業。

圖表4：中國3D打印快速成型系統的主要科研機構

     截至2017年，我國3D打印技術專利申請數量一共9907個，申請人數3062個，平均專利數3.24件。2016年全年3D打印技術專利申請個數3554個，占全部專利數量的35.87%；專利公開個數為4739個，占全部專利數的48.38%，同比增長79.78%。3D打印技術公開的專利中，發明授權專利340個，實用新型專利1630個，外觀專利293個，發明專利2530個。

圖表5：2010-2016年3D打印相關專利數量變化圖(單位：個)

      但是，應該看到我國3D打印技術還存在很多的問題，比如“低水平重復”現象，使得有限的投人未能發揮更好的作用，尤其是在學、產、研結合方面力度不夠，影響科研成果的商品化，直至產業化。

    另外，企業界對3D打印技術重要性認識不足，缺乏企業的有力支持，目前投人的研發資金幾乎都是由國家承擔，企業沒有發揮其主導作用。對于已引進3D打印技術設備的企業，也未能充分發揮其作用。由于目前的3D打印技術設備價格太昂貴，因此廣大中小型企業很少能得到3D打印技術服務。

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