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3D打印产业如何前行 从十大趋势看发展
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摘要：近年来，借着新一轮科技革命和产业变革的东风，3D打印步入快速发展期。世界各国纷纷将其作为未来产业发展新的增长点加以培育，如2012年美国将“增材制造技术”确定为首个制造业创新中心，欧盟、日本、韩国、新加坡、俄罗斯、南非、印度等国也通过各种措施推进3D打印产业发展。我国的3D打印技术与世界先进水平基本同步，但产业化仍处于起步阶段。未来，3D打印将朝着速度更快、精度更高、性能更优、质量更可靠的方向发展，成为一股强大的科技力量。
　　20世纪80年代后期，机的横空出世，开启了新时代。近年来，借着新一轮科技革命和产业变革的东风，3D打印步入快速发展期。世界各国纷纷将其作为未来产业发展新的增长点加以培育，如2012年美国将“增材制造技术”确定为首个制造业创新中心(后更名为“美国制造”)，欧盟、日本、韩国、新加坡、俄罗斯、南非、印度等国也通过各种措施推进3D打印产业发展。我国的3D打印技术与世界先进水平基本同步CONTROL ENGINEERING
China版权所有，但产业化仍处于起步阶段。未来，3D打印将朝着速度更快、精度更高、性能更优、质量更可靠的方向发展，成为一股强大的科技力量。 　　趋势一：桌面级市场已陷入“红海”掘金工业级正当时 　　近几年控制工程网版权所有，桌面3D打印机“叫好又叫座”，销量呈现大幅增长，而工业级3D打印机则略显惨淡。根据大数据公司CONTEXT的数据，2015年全球桌面3D打印机销量增长了33%，工业级3D打印机则下降了9%；2016年上半年全球桌面3D打印机同比增加15%，工业级3D打印机却减少15%。桌面3D打印机门槛低、设计简单CONTROL ENGINEERING
China版权所有，是企业进军3D打印领域的较好入口。但经过多年的发展，桌面级市场竞争已近“白热化”，加之利润小、精度低、实用性不佳，天花板效应明显。
　　而工业级市场契合了的理念，可广泛运用于汽车、航空航天、机械工业、医疗等市场需求大、发展潜力大的领域，随着技术的逐渐成熟和成本的不断降低，将会爆发出难以想象的巨大能量。& 　　2015年底，全球3D打印巨头3DSystems公司宣布停产消费级桌面3D打印机，转向更赚钱的专业级和工业级市场；2016年初，国内3D打印技术大咖西通电子在珠海宣布全面进军工业级3D打印领域。 　　趋势二：金属3D打印领域快速发展应用端空间渐打开& 　　金属3D打印被称为“3D打印王冠上的明珠”，是门槛最高、前景最好、最前沿的技术之一。同样来自CONTEXT发布的数据，2015年全球金属3D打印机销量增长了35%，2016年上半年同比增长17%，可以说是工业级3D打印领域逆势上涨的一朵“奇葩”。在汽车制造、航空航天等高精尖领域，有些零部件形状复杂、价格昂贵，传统锻铸工艺生产不出来或损耗较大，而金属3D打印则能快速制造出满足要求、重量较轻的产品。 　　2015年11月，奥迪公司使用金属3D打印技术按照1:2的比例制造出了AutoUnion(奥迪前身)在1936年推出的C版赛车的所有金属部件；2016年9月，GE斥资14亿美元收购了瑞典Arcam公司和德国SLMSolutions集团两大金属3D打印巨头，加快布局3D打印航空发动机零部件业务。此外，医疗器械、核电、造船等领域对金属3D打印的需求也十分旺盛，应用端市场正逐渐打开。& 　　趋势三：3D打印产业化还需时日“增”“减”制造长期共存 　　3D打印采用增材制造技术，是对以“减材制造”“等材制造”为基础的传统制造业的创新与挑战，但并不是非此即彼的关系，而是并存互补的关系。 　　从历史看，传统制造业经过了几千年的积累和发展，技术、工艺、材料等已经非常成熟，而3D打印则是一个新生事物，只有30多年的发展历程，在速度、精度、强度等方面还有诸多限制。 　　从现状看，当前3D打印市场份额十分有限，专业咨询机构WohlersAssociates发布的数据显示，2015年全球3D打印市场规模为51.65亿美元，至2020年将达到212亿美元，而这与数十万亿美元的制造业市场相比，还微乎其微。& 　　相比传统制造，3D打印研发周期更短、用料更省，在小批量、个性化定制等方面优势明显，但在大规模生产方面存在着许多不足之处。增材制造虽然不能完全替代减材制造、等材制造，但作为传统制造技术的有益补充，3D打印将极大地推动制造业的转型升级。& 　　趋势四：产品生产方式加速变革“整”“分”制造携手共进 　　3D打印是“工业4.0”时代最具发展前景的先进制造技术之一，它从两个方面改变了产品的生产方式：一方面，传统制造业以“全球采购、分工协作”为主要特征，产品的不同部件往往在不同的地方进行生产，再运到同一地方进行组装。而3D打印则是“整体制造、一次成型”，省去了物流环节，节约了时间和成本。 　　另一方面，传统制造业以生产线为核心、以工厂为主要载体，生产设备高度集中。而3D打印则体现了以大数据、云计算、物联网、移动互联网为代表的新一代信息技术与制造业的融合，生产设备分散在各地，实现了分布式制造，从而省去了仓储环节。 　　“整体制造”和“分布式制造”在字义上看似矛盾，在3D打印技术上则实现了统一，前者强调生产过程，后者强调生产行为，共同推动着产品生产方式的变革。 　　趋势五：成型尺寸向两边延伸“大”“小”产品颠覆想象& 　　随着3D打印应用领域的扩展，产品成型尺寸正走向两个极端：一方面往“大”处跨，从小饰品、鞋子、家具到建筑，尺寸不断被刷新，特别是汽车制造、航空航天等领域对大尺寸精密构件的需求较大，如2016年珠海航展上西安铂力特公司展示的一款3D打印航空发动机中空叶片，总高度达933毫米。& 　　另一方面向“小”处走，可达到微米纳米水平，在强度硬度不变的情况下，大大减轻产品的体积和重量，如哈佛大学和伊利诺伊大学的研究员3D打印出比沙粒还小的纳米级锂电池，其能够提供的能量却不少于一块普通的手机电池。未来，3D打印的成型尺寸将不断延伸，从大的不可思议到小的瞠目结舌，“只有想不到的，没有做不到的”。 　　趋势六：材料瓶颈待攻克“质”“量”趋升“价”趋降& 　　“巧妇难为无米之炊”。3D打印材料是3D打印技术发展不可或缺的物质基础，也是当前制约3D打印产业化的关键因素。近年来，随着3D打印需求的增加，3D打印材料种类得到了迅速拓展，主要包括高分子材料、金属材料、无机非金属材料等三大类。但与传统材料相比，3D打印材料种类依然偏少。& 　　以金属3D打印为例，可用材料仅有不锈钢、钛合金、铝合金等为数不多的几种。另外，3D打印对材料的形态也有着严格的要求，一般为粉末状、丝状、液体状等，相比普通材料价格比较昂贵，根本无法满足个人与工业化生产的需要。足够多“买得起”的材料才能为技术的发展提供足够多的选择空间、为应用的扩展提供足够多的想象空间。 　　未来，3D打印材料将成为研究开发的焦点、资本涌入的风口，材料种类、形态将得到进一步拓展，价格下降可期，精度、强度、稳定性、安全性也更加有保障。 　　趋势七：“黑科技”闯进医疗界手术可“排练”、治疗更精准& 　　3D打印的“个性化定制”与医疗行业的“对症下药”有着天然的契合性，二者的结合主要体现在四个方面：一是术前演练，利用3D打印技术还原出病患部位模型，让医生更直观地了解病理结构，增加了手术的成功率；二是医疗器械，包括助听器、护具、假肢等外部设备以及关节、软骨、支架等内植物；三是“量身”制药，根据患者的生理特点、具体需要调配药物，提高了药物的有效性；四是生物打印，用人造血管、心脏、神经、皮肤等来修复、替代和重建病损组织和器官。尽管3D打印在医疗领域的应用还面临着材料、成本、精度、标准等制约，市场规模也较小，但考虑到医疗领域巨大的需求潜力与极小的需求弹性，3D打印在医疗领域的应用将不断扩展，在实施更为精准的诊疗方案、提供更为充足的移植器官等方面大显身手。 　　趋势八：3D打印牵手云制造有商业影响力的平台不断涌现& 　　全球已经进入了高度的信息化时代，互联网作为信息化的重要工具正在重新定义各行各业。3D打印设备尚未普及，技术使用也不“傻瓜”，没有设备、没有技术的普通人该怎样实现自己的设计想法呢。& 　　成立于2008年的Shapeways公司搭建了一个基于互联网的3D打印平台，担当起服务供应商和需求用户之间的“红娘”，解决了用户的这个“痛点”。如今，MakeXYZ、3DLt、3DHubs、先临三维、光韵达、魔猴网等也做着类似的事情，南京壹千零壹号自动化科技公司的“1001号云制造平台”还入选2016年中国“互联网+”在工业应用领域十大新锐案例之首。& 　　“互联网+3D打印”开拓了一种全新的商业模式——“云打印”，并将共享经济的思维引进来，闲置的3D打印机得到了有效使用，客户也能选择称心如意的设备和供应商。& 　　趋势九：混合打印创造更多可能功能材质色彩也“混搭”& 　　随着3D打印技术的发展，人们对3D打印机的期望越来越高，早已不满足于单一功能、单一材质、单一色彩等。未来，3D打印机可实现3D打印技术与传统数控机床技术(或不同3D打印技术)的自由切换，实用性将变得更强；3D打印机的“口粮”更加丰富，金属、塑料、橡胶等多种材料(或不同属性的材料)的混合使用，将加工出结构更为复杂的产品；打印出的产品也会五彩缤纷。 　　如日本研发出的一款五轴混合3D打印机(由3D打印机与数控铣床混合而成)，能够在现有工业级5轴控制技术的基础上连续进行挤出式3D打印和铣削作业；MIT研发的MultiFab3D打印机能同时处理包括晶状体、纺织物、光纤等10种材料；加拿大的ORDSolutions公司推出的一款3D打印机，可以使用五种不同颜色的线材打印出多彩作品。 　　趋势十：我国3D打印起步早发展慢产学研协同是突破口 　　在3DSystems、Stratasys、先临三维等行业巨头纷纷跑马圈地之时，哈佛大学Wyss研究所、加利福尼亚大学劳伦斯·利弗莫尔实验室(LLNL)、卡内基梅隆大学AdamW.Feinberg研究团队等科研机构凭借其雄厚的研发实力也不断实现技术突破。 　　我国3D打印的研究起步于20世纪90年代，发端于高校，如今已形成清华大学颜永年团队、北京航空航天大学王华明团队、西安交通大学卢秉恒团队、华中科技大学史玉升研究团队和西北工业大学黄卫东团队等骨干科研力量，论文和申请专利的数量处于世界第二位。 　　2016年10月又成立了中国增材制造产业联盟，国家增材制造创新中心建设方案也通过了专家论证。随着我国科技体制机制改革的不断推进，走产学研协同之路，形成长效合作机制，成为我国推进3D打印产业化的现实选择。
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在线研讨会
时间:03月09日 14:00
工业4.0下如何打造一个全厂的智能化管理平台？本次研讨会将由工业4.0的推动者和实践者易往信息的专家介绍智能工业云平台FlexEngine的案例与应用。&&预先提问魔猴账号登录
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与南极熊联合发布的《中国桌面级3D打印机使用报告》第一期为大家分析了国内桌面级3D打印机的使用分布区域，人群以及部分问题，受到广大用户的高度关注。现在，我们继续为大家呈现第二期、第三期报告，此次报告还原了3D打印机使用的经典场景，并对3D打印机使用频率以及使用痛点进行了深刻剖析，希望通过这次报告能让大家更好的了解目前我国的3D打印机使用情况。
一、3D打印机的使用频率
整体来看，3D打印机在不同行业人群中分布很不均匀，存在大量闲置或部分超负荷工作现象。
二、3D打印的痛点
3D打印最大的痛点是打印时间太长，用户必须时刻守在机器旁边，否则极易导致打印失败，这太耗费用户宝贵的时间，所以很多用户对3D打印无法远程实时监控很不满意。此外，由报告来看，速度、价格和质量也是影响3D打印普及的重要桎梏。
三、典型使用场景
打印服务提供商呈现细分化趋势，贵金属、碳纤维、光敏树脂等材料因对设备与生产环境要求较高而存在接单方与生产方分离的情况；设备与材料价格日趋接近，模型加工处理、后期打磨上色与客户服务体系等逐渐成为3D打印服务提供商核心竞争力。
3D打印应用创新验证这块出现的问题较多，出于商业机密和版权问题，商家大多选择购买机器，这就存在着非专业操作3D打印机问题，比如打印机参数设定、支撑选择、软件使用和后处理等非标准操作；创新验证的3D打印需求量相对较少，打印机多数时间处于闲置状态，资源浪费较为严重。
高校教育使用3D打印机的专业主要有：设计、逆向工程、智能制造等专业，他们拥有的设备专业度较高，大多以桌面级为主，部分拥有工业级设备。这块主要的问题也是3D打印闲置率较高，受限于3D打印操作困难，耗材价格较高，3D打印机使用频率较低。
中小学启发教育用的设备大多是入门级，对设备保护要求较高，并对完整模型与模型处理需求量大。他们设备管理问题主要集中在打印列队与使用权限控制。
3D打印爱好者大部分有一定的专业能力，从事模型设计、手工艺制作、艺术设计、工业设计等行业居多。爱好者间的信息流通很快，尤其是模型流传速度较快，口碑效应明显，他们还是机器设备购买的巨大潜力股。
生产制造方面主要问题有：设备、材料与后期处理工艺多样，件与件之间、厂商和厂商之间在成品效果上差异明显，质量层次不齐；同一产品单次生产数量从1件到500件不等，生产成本随生产数量增多呈现边际效应递减；与数控机床等标准化大批量生产模式相比，现阶段3D打印生产过程更多依赖个人经验判断；3D打印机操控、软件使用、模型处理等经验型人才稀缺。
四、用户对3D打印未来的畅想
用户对实现智能3D打印、物联网3D打印、极简3D打印抱有极大兴趣，并对设备以及软件开发方面提出更高要求。
五、3D打印管家+物联网——魔猴盒子
除了上图显示的功能，还具有云端切片、打印机联网、云中接单等功能。
创新是任何行业前进的根本，受访者对表现出了极大兴趣，也对未来功能做出了期待。
附完整版报告：
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全国免费咨询热线&年度大盘点 2016年3D打印领域发生了怎样的故事
　　【PConline 深度报道】在我们生活的城市中，3D打印技术越发成熟，或许此时此刻你的身边，就有通过3D打印技术生产的事物。然而在刚刚过去的2016年里，3D打印领域实现了诸多令人兴奋的突破，在改变了我们生活现状的同时，也带来了些许的欢乐。辞旧迎新，新的一年到来，我们总要对刚刚过去的一年做一期总结，下面就让我们来看看那些发生在2016年的最重要的3D打印故事。　　一月　　1.1月4日，3D Systems将其ProX DMP 320 3D打印机推向市场。这款直接金属3D打印机具有高精度、高生产量的特征，并且非常适合打印化学纯钛、不锈钢和镍基超合金零件。　　2.真实大小的铸造和3D打印&无法龙&骨骼在位于纽约的美国自然历史博物馆首次亮相，它也将成为该博物馆的一项永久展出。&无法龙&是现已发现的最大的恐龙。　　3.美国能源部的ORNL和建筑公司SOM合作推出了世界上最大的、节能且环保的3D打印聚合物建筑原型和一体化的3D打印车辆，前者由后者供能，二者展示了未来的离网生活。　　4.美国能源部投资100万美元来开发更便宜的3D打印风力涡轮机叶片，希望能将风力涡轮机叶片的生产成本降低5％。　　二月　　1.西门子投资2140万欧元在瑞典开设其第一家金属3D打印工厂来大规模生产金属打印件。这是西门子在金属3D打印领域的首次重大投资。　　2.一群来自Wake Forest Baptist医学中心的再生医学科学家开发出一种能打印活的组织结构（如骨骼和器官）的3D生物打印机。他们成功地打印出了耳朵、骨骼和肌肉结构。　　3.一群荷兰代尔夫特理工大学学生用MX3D的多轴机械臂创建了一个功能齐全的3D打印不锈钢自行车。在MX3D的帮助下，他们成功地3D打印出自行车架。　　4.纽约时尚品牌threeASFOUR与3D打印公司Stratasys合作创造出两款惊艳众人的3D打印连衣裙。这两件作品在纽约时装周进行了首次亮相。　　三月　　1.售价99美元的OLO DLP树脂3D打印机在日正式登陆Kickstarter。与众不同的是，在该机器上，智能手机取代了昂贵的光源。这款智能手机3D打印机成功地实现了众筹目标，筹集到了200万美元。　　2.3月22日，NASA将其第二代便携式机载3D打印机成功送上国际空间站。　　3.马萨诸塞州的生成设计工作室Nervous System创造了一款新的Kinematics 3D打印裙子，其灵感来自花瓣。Kinematics由1600片3D打印件组成，这个令人惊叹作品在波士顿美术博物馆（MFA）首次亮相，并在那里一直展出到2016年7月。　　4.以色列金属3D打印初创公司XJet从欧特克和Catalyst CEL那里获得了2500万美元的融资。这些资金将帮助XJet开发和推出其专有的液态金属3D打印技术&&纳米颗粒喷射技术。
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2016 3D打印市场将破100亿元 产业链发展仍存痛点
来源：前瞻网
　　我国3D打印从2000年开始起步，在政策力挺下，近年进入高速发展时期。　　提供的《年中国3D打印产业市场需求与投资潜
关键词： &&&
　　我国3D打印从2000年开始起步，在政策力挺下，近年进入高速发展时期。
　　提供的《年中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》指出，2010年我国3D打印产业规模不到5亿元人民币，年均为突破10亿元人民币，2013年产业规模约为20亿元人民币，到2014年3D打印产业规模迅速上升至40亿元，预计到2016年国内3D打印市场规模可到达100亿元，约为2012年的十倍，并成为全球最大的3D打印市场。
　　当前，我国从事3D打印业务的企业约有100家，产业基地以北京、青岛、西安、武汉、南京、成都与珠海为主。A股市场中，也有众多上市公司涉及3D打印业务，如如金运激光、银禧科技、光韵达，从事3D打印服务；银邦股份、亚太科技、宝钛股份，是上游材料公司；大族激光、江南嘉捷、利达光电是中游设备厂商；南风股份、乐高股份、昆明机床是下游成型厂商。
　　应用上，我国在航空航天、地理信息、军工、医疗、消费电子与艺术品设计等众多领域都有尝试使用3D打印技术。医疗领域，现在可以用3D打印制造假牙、股骨头、膝盖等骨关节技术；航空航天领域，利用3D打印技术能减轻飞行器的重量同时能减少成本；汽车行业，3D打印可以完成汽车零件的定型，再开模具，最后按照传统方法批量生产，可以使汽车开发成本大大降低&&
　　3D打印发展前景看好，但作为新兴产业，我国3D打印还面临材料短缺、售价过高、应用不成熟的问题。
　　以材料问题为例，我国3D打印面临耗材短缺。目前3D打印耗材原料仅有石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料、陶瓷等10多种价格昂贵的材料，受技术条件限制，能生产这类材料的厂商稀少，而便宜材料厂商又不愿意生产，这最终导致了3D打印耗材资源匮乏。
　　同时，我国现在3D打印技术的材料大多是国外进口，这也造成了3D打印产品售价较高的问题。大多桌面级的3D打印机售价都在2万元人民币左右，售价对国内厂商而言偏高；国内仿制品的价格在6000元左右，但这些产品在效果上都难以叫人满意，因而阻碍了量产。
　　基于以上痛点，未来3D打印低成本、高性能材料研发将成为重点。
　　国内3D打印前景解读
　　认为，3D打印破除发展瓶颈，需要从以下方面出发：首先需要政策推动3D打印材料发展，并鼓励生产厂商提高工艺技术、降低成本。预计未来将会开展更多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、复合材料。
　　其次，提升3D打印的速度、效率和精度，提高成品的质量、力学和物理性能，并在小范围内推动3D打印技术成熟应用，继而不断推广。3D打印擅长解决个性化、复杂化、高难度的生产技术，这就决定了其可在航空制造、生物医疗这种对成本不敏感、不需要大规模生产以及需要个性化定制的领域取得发展，应该引起厂商重视；
　　再者，3D打印的体积小型化、桌面化、成本更低廉、操作更简便是发展大势，需要厂商发力；
　　最后，投融资环节上，引入众筹、PPP等创新融资方式，有利于助力这一新兴领域快速融资，并为其后续发展提供有力资金保障。
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