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世界主要发达国家3D打印产业发展探析美国3D打印产业发展探析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，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”。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打印可以为创业企业提供很多机遇，包括开发小众匚艺品市场、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。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（NAMII）,加上地方州政府配套的4000万美元，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(NationalTestBedCenter,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(EdisonWeldingInstitute,EWD成立了添加制造联盟(AMC),在美国添加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RAPID会议和展览会，德克萨斯大学举办的年度固体无模成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：1、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公司两大巨头。2、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NNMI,TheNationalNetworkfor:ManufacturingInnovation)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。NNMI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)0美国俄亥俄州的扬斯敦商业孵化器是首个获得NAMH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。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，ASTMlnternational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3D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、3MPrat&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tratasys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。其他国家/地区3D打印的发展2.1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100O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“德国制造二事实上，在德国有一大批3D打印企业。2002年成立的EnViSiOnTEC公司，己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10个字母的公司名称。2.2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25亿日元；内视镜开发医疗机器事业的概算为43亿日元。另外，日本建立医疗研发“指挥塔”国立保健研究所的财政概算也达到208亿日元。2、日本成立;3D打印机;研究会日本近畿地区2府4县与福井县的商工会议所22日成立了探讨运用“3D打印机”的研究会。报道称，“3D打印机”如若普及，生产模具的中小企业工作恐将减少。研究会将思考中小企业如何发挥“3D打印机”的作用，以加强国际竞争力。研究会22日在大阪商工会议所召开了首次会议。大阪府商工劳动部主任研究员松下隆在会上介绍了德国制造商把“3D打印机”模具与普通模具结合起来的成功事例。他强调，“这将成为中小企业做产品更为多样化的机会。”另一方面，松下隆指出，现阶段也存在完成相关立体数据的技术人员不足等课题。研究会由39个商工会议所参加。今后将汇总中小企业的意见等，年内召开相关研讨会。“3D打印机”能通过树脂等材料立体打造出实物的样子。除了成立相关的3D产业组织，同时日本政府也对3D打印产业在财政上大力支持，也有不少企业开始进入3D打印领域。1、日本厂商使用桌面3D打印机制造出扑翼飞机早在2012年12月，日本的扑翼机厂商设计和建造出一个令人印象深刻的3D打印飞行爬虫。在Autodesk123D中创建三维模型及主要部件，然后通过ShaPCWayS进行3D打印。最近，该工作室的一项研究再次引起了业内的关注，就是使用桌面3D打印机打印扑翼飞机。扑翼是由橡胶带和薄膜状的塑料羽翼制成的，可以向飞机一样在相当长的时间内在一定高度飞行。该工作是对扑翼机最近的一次更新中，加入了电机和遥控装置，可以控制飞行器进行远程飞行。目前扑翼机使用的遥控为2.4GHZDSM2通信，未来将被蓝牙技术取代。值得关注的是该飞行器的主要部件由MakerBotReplicator2X打印制造。2、松下欲借3D打印技术全面量产数码家电日本松下宣布今后将全面借助3D打印技术，来研发其数码家电产品。这也是继今年美国CES展上的4KOLED电视，首次“试水”3D打印技术以来的全面动向。据悉，松下此举意在削减研发成本，并对产品的开发效率进行有效提升。近日，松下电器现高层日前表示，公司正在计划将可高效生产树脂和金属部件的3D打印机应用于家用电器制造生产，一旦成行，这将是3D打印机首次应用于家电量产。而相比传统技术模具制造一个多月的周期，利用3D打印技术将会让制造时间大大缩短，这也会直接让松下电器的模具生产成本，得到上百亿日元的缩减。此前，松下同日本本土几家老品牌，一举被韩国新秀品牌三星比下去，甚至有资料显示近年来松下业绩逐年下滑。尽管如此，不得不承认，松下电器产品的质量，远比某些国产山寨泛滥产品好太多，私以为，其核心应该是研发技术。如今，由松下电器与松浦机械共同研发的“金属积层造型机”3D打印机，己获得了多项专利，该技术可直接融化金属粉末，并加固成模型，将成为松下电器部件量产的有效方案。同时，除了创新的技术，松下还有新的“松下环境方案”，将用来生产插座和抽风机风扇等产品的模具，合计约生产5000个模具，近一半模具计划用3D打印机生产。使用3D打印机将让模具的制作时间缩短一半，树脂产品的生产成本也减少三分之一，钱景非常可观。如今，3D打印正在渗透汽车、航空航天、医疗等其他各个行业，发展速度异常迅速。然而由于材料的限制，3D打印机现阶段只能初步应用在各行业产品的部件上，对于直接利用3D打印制造产品最终部件，这还需要一段时间的发展和技术积累。也正因为如此，如今，3D打印应用在对家电产品的制造上，也只能对其部分部件进行打印，既便是如此，松下电器也向着这一发展买近了一步。目前，松下在今年5月发售的头戴式摄像机的样品机就用了3D打印技术，而在此之前，松下也已针对白色家电使用3D打印技术制作样品机。相信，随着材料性能的提高和（3D打印）工艺的完善，3D打印将会越来越多的应用在家电产品最终部件的生产上。2.3 英国市场研究人员发现超过十分之一的英国成年人愿意购买能在家里“创造”诸如智能手机外壳、相框及儿童玩具的3D打印机。研究机构OnePoIl发现，如果方便易用，有超过500万的英国成年人愿意花500英镑或更多买一台3D打印机。英国有大约4900万成年人，如果其中1.8%的人愿意支付超过500英镑的价格购买一台3D打印机，英国3D打印市场容量将达到29亿英镑。关于3D打印机应用方面在人们的概念中还不明朗，被调查的人员中10个有4个成年人承认他们不知道3D打印机是做什么用的。Robox公司首席执行官ChriSEISWOrthy说：“3D打印在专业技术领域已经崭露头角，但就一般的消费者而言，还有很长的路要走。我们发现英国成年人正变得越来越更容易接受尝试新的技术，但与所有未知的东西一样，我们还是需些时间来告诉人们为什么3D打印机对家庭如此用处。到今天为止，大多数3D打印机品牌都无法进入消费者领域一一他们要么价格昂贵、要么技术过于复杂，或者过于巨大无法摆在桌子上。但是我们发现，越来越多的人希望拥有一台打印机，如果它看起来很棒、价格相对便宜，并且他们明白如何使用它的话J对100O名成年人的调查显示，许多人想用3D打印机做一些有创意的东西，包括能够自己DlY的小物品，比如墙钩、托架、门把手，而不必跑到外面商店去购买。同样，1/4的英国人承认他们很少有时间去购买礼物给家人和朋友，并相信如果能自制'礼物赠送是最佳的选择。"5的被调查人员希望制造自己的手机外壳或平板电脑外壳，相同比例的人喜欢用一些定制的咖啡杯、蛋糕刀和餐具之类的来装扮自己的厨房。另外，在机器方便可用而且价格合适的情况下，自制相框、为孩子设计生日礼物以及自己设计珠宝首饰或腰带之类的事情也会趋势人们考虑买一台3D打印机。还有一些人认为3D打印如果能复制乐高积木、制造动漫人偶、并替换缺失的玩具零件，就会使他们节省在儿童玩具方面的开支。RoboxSDPrinter公司于2014年年初在英国和美国发布了零售价为849英镑/1364美元的'即插即打的打印机，任何人都可以在家里使用它，因为它是傻瓜型的3D打印机。该打印机具有双挤出嘴，一个挤出嘴来打印高分辨率的表面另一个进行快速填充。RoboX打印还包括自动打印床调整、全闭环控制以及两个长丝辑。“3D打印代表了未来，对于很多人来说，他们正在接受教育，收到了巨大的鼓舞。即使市场上还没有合适的打印机销售，他们也对这项技术非常感兴趣JElsworhty说该研究还发现，目前，考虑购买3D打印机的男性的数量是女性的两倍。相比而言年轻人更容易接受在家按照自己的想法3D打印出东西，这些人的年龄范围在18岁至44岁之间。而引人关注的是，只有12%的英国成年人声称他们“不知道”3D打印机实际上是什么东西。2.4 新加坡随着3D打印技术在全球范围内快速的兴起，新加坡政府计划将在未来5年内投资5亿美元发展3D打印技术，用来提高新加坡国内的制造业水平。新加坡政府在2013年财政预算案宣布这5亿的资金将用于新加坡未来制造计划，让新加坡的制造企业能够拥有全球最先进的制造技术，比如3D打印技术和机器人技术等新的商业模式。资金重点用于提高工人和工程师的技术水平，以及建立一个新的3D打印行业生态系统。新加坡财政部长表示，新加坡的经济政策将为企业带来新的增长机会，我们必须大力发展新型产业，与世界先进水平保持一致，为新加坡创造高附加值产业和高品质的就、业机会。新加坡政府预计，这项措施将刺激公司研发新的生产设备和3D打印服务。更多细节将在今年年底公布。