三维打印领域不断扩展 专利不断推向市场

早期三维打印的例子发生在20世纪80年代，在20世纪80年代中期，美国德州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开发出SLS设备并获得专利，此后陆续有三维打印设备申请专利，早期的三维打印机体积大，制做费用及打印成本非常高、所能制造的产品也非常有限。

1995年在麻省理工学院创造了三维打印术语，当时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案，变为把约束溶剂挤压到粉末床的解决方案，而不是把墨水挤压在纸张上的方案。该专利随之而来的是现代的三维打印企业Z公司（Bredt和Anderson创立）和ExOne公司。

随着科技的进步，三维打印的领域不断拓展，专利不断出现并被陆续推向市场。

1、三维打印技术在美国已经产业化

三年前尚处于技术前沿的3D打印如今已成制造业中的新兴战略领域。2012年8月，美国总统奥巴马拨款3000万美元，在俄亥俄州建立了国家级3D打 印添加剂工业研究中心，并计划第一步投入5亿美元用于3D打印，以确保美国制造业不继续转移到中国和印度。长期跟踪3D打印行业的咨询公司 WohlersAssociates表示，2011年，3D打印机的市场规模为17亿美元左右，到2015年该市场将达37亿美元。目前全球有两家三维打 印机制造巨头，分别为Stratasys和3DSystems，均在美国纳斯达克上市。不过，这一数字仅占全球制造市场的0.02%.在飞机、核电和火电 等行业所使用的重型机械、高端精密机械装备上，传统的焊接和零部件加固的方法使得部件之间的连接并不牢固，但是使用3D打印技术，出来的产品是自然无缝连 接，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。这在飞机、核电等高端装备制造行业的应用上非常广泛。

2、3D Systems公司的全价值链模式

3D Systems公司（DDD.NYSE）是全球最大的3D打印机生产商和解决方案提供者。从2009年收购桌面工厂（Desktop Factory）以来，3D？Systems陆续收购了25家公司以补充产品线和提升技术实力，其如今的规模是2009年底的3倍，市值是当时的10倍， 达近24亿美元，目前市盈率高达75倍。公司首席技术总监查尔斯。胡尔（Charles W.Hull）是3D打印技术的发明者，1988年，该公司就生产了第一台3D打印机2012年5月，3D？Systems通过一款新型打印机立方体 （Cube）打开了日常消费市场，它的自带程序里已预先装载大量物品设计图，比如棋子、首饰、厨具等，操作简单易上手，顾客无须学习复杂的3D？设计软 件，便可直接打印所需物品。

3DSystems向客户提供一站式全套增值解决方案，包括硬件、软件、材料、工艺、教育培训和应用支持。它不仅提供打印机，还出售打印机配套的原材 料、相关设计软件，并为客户提供培训，其解决方案涉及模具、医疗、教育、珠宝、建筑等行业。近年来，服务在公司收入中所占比例越来越高，2011年公司服 务收入已达9312万美元，占比由2007年的23.2%升至40%.在服务、原材料和打印机三块业务的整体拉动下，公司2011年收入同比增长44%至 2.3亿美元，净利润更是飙升81%至3542万美元。

3、互联网服务提供商Shapeways是3D Systems的网络版

Shapeways并不直接出售打印机，而是通过社交网络把全价值链搬到了线上。用户在网站注册后，既可以把自己的产品设计上传到网站，也可以购买现有的3D设计图，再选择和购买原材料，就可以下单，公司会将打印出来的成品送货上门。

此外，用户也可以在线展示和销售产品，并将产品卖给其他人。2011年Shapeways已经印制了75万种产品，最受欢迎的是珠宝首饰、 iPhone手机套和玩具火车，使用的材料包括塑料、不锈钢、银、陶瓷和玻璃。目前，Shapeways还在研发更多的3D打印原料，如木材、蜡甚至钛、 金等高端金属。

4、三维打印进入商用时代

商业模式渐趋成熟，产业链基本成型。海外公司纷纷试水三维打印，争夺制造业新生产力的高地。你是否想拥有一个哆啦A梦的百宝袋3D打印机的出现让这个 梦想几乎触手可及。只要拥有一台3D打印机，你就可以在自家变出各式各样的宝贝。目前，人们已经用它打印出了汽车、巧克力、假肢、比基尼泳衣甚至房子。或 许，在不远的将来，你可以用它来制造各种所需的物品。

此外，用户也可以在线展示和销售产品，并将产品卖给其他人。2011年Shapeways已经印制了75万种产品，最受欢迎的是珠宝首饰、 iPhone手机套和玩具火车，使用的材料包括塑料、不锈钢、银、陶瓷和玻璃。目前，Shapeways还在研发更多的3D打印原料，如木材、蜡甚至钛、 金等高端金属。

5、桌面上的创意工厂

与传统制造业的去除材料加工技术不同，3D打印遵从的是加法原则。打印时，先用相关软件将产品图纸转化为3D图像数据并上传电脑，放入相应的材料后， 打印喷头就会根据图像数据一层一层地将东西打印出来，再堆叠在一起成为一个立体物品。例如，如何利用3D打印机打印出一个和自己笑脸一模一样的巧克力呢？ 首先，你可以通过3D建模软件，如123D或者Photofly，将iPhone或普通卡片机中的照片转换成3D图像数据，上传到电脑后，就拥有了自己的 三维设计图。油墨则是液态巧克力，把巧克力融化后，装进打印机中的储存器，按下打印键，打印机就会根据图像数据把液态巧克力一层层堆叠成你的笑脸形状。每 层巧克力打印出来后，必须经过凝固才开始下一层打印，加装保温和冷却系统即可保证巧克力的粘稠度和温度。

这种3D巧克力打印机已于2012年4月上市，它被命名为ChocEdge（巧克力边缘），在eBay上售价高达2500英镑。英国最大的巧克力生产商桑顿斯已经和巧克力边缘接洽，商谈合作事宜。网络礼品销售商find me a gift也对其表示出了兴趣。

6、产业链初具雏形

在3D打印的产业链上，不仅有挑大梁的打印机生产者，还有原材料供应商和相关软件提供商。在3DSystems和Shapeways等力争通吃全价值 链的同时，更多的公司在这个新兴行业掘金细分环节。Stratasys公司（SSYS，NASDAQ）主要以生产3D打印机为主，产品涵盖桌面打印机、办 公室打印机和工厂打印机。公司2011年收入1.56亿美元，净利润2063万美元。2012年4月，Stratasys收购了以色列巨头Objet，合 并后市值达到14亿美元，对3D？Systems的霸主地位形成挑战。在原材料领域，Xerox？PARC公司正在研发传感器、晶体管等电子产品的打印材 料，一旦成功，将意味着消费者可以自行设计打印手机或者MP3等。应用软件领域，工程师和程序员不时共享代码和设计，越来越多免费开源软件的出现，降低了 3D打印的设计成本，如123D、OpenSCAD、Tinkercard等。