惠普MJF加速开拓市场，3D打印行业格局发生深刻变化

2016年5月，惠普凭借其革命性的10倍速射流熔融（MJF）3D打印技术强势杀入3D打印界，给业内造成了轰动性的影响， 短短一年时间，惠普尼龙打印机销量已经跃居全球细分市场第一。同时因MJF技术打印效率的大幅提升，3D打印有望突破过去主要用于打印手板原型的瓶颈，制造企业采用3D打印进行小批量按需生产正加速成为现实。MJF的出现，正使得3D打印市场格局、行业应用发生深刻变化(本文主要分析非金属类3D打印市场情况)。

行业变化一：打印效率大幅提升，行业应用从快速原型向终端批量制造加速转变

业内通常将3D打印应用分为三个领域：快速原型(包括概念模型与功能原型)、生产辅助工具以及终端零件制造。自1988年第一台3D打印机SLA-250上市，3D打印刚好走过了30年。国内2012-2014年持续热炒时期，3D打印一度被宣扬成一种”近乎无所不能的革命性技术”， 但懂行的人都清楚一个事实，即3D打印的作用具有相当的局限性。3D打印(塑胶类)主要被当做一种快速打样的工具，也就是我们制造业通常讲的手板，而在打印终端用途零部件方面应用非常有限。一项发展了30年且被寄予厚望的技术，如打印的产品”只能看，能试而不能用”，其应用价值就会大打折扣，原因何在？这需要从传统的3D打印技术类别说起。

图1: 2009/2014年3D打印在终端零件领域的应用情况

2016年以前应用最广的三种3D打印工艺是：光固化成型、FDM热熔成型以及SLS激光烧结成型。光固化成型技术虽然可以打印表面平滑、细节好的零件，但材料机械性能差，只能被用于打印产品研发早期的外观原型件，无法用来直接生产产品。工业级的FDM 打印机可使用ABS、PC等工程塑料，但因打印速度慢、表面粗糙，以及打印件在水平和垂直方向的力学性能不一致的问题，始终只停留在打印少量的快速原型以及生产工装夹具领域，无法向终端批量生产再迈进。

在惠普发布MJF以前，SLS激光烧结是最接近能够进行小批量生产的3D打印工艺。使用尼龙粉末成型的SLS打印件具备良好的机械性能(好于FDM)，并且在多件打印时效率高过FDM。但因采用激光束烧结的点式成型方式，SLS依然效率低下，且相比传统制造方式成本高昂。SLS最早诞生于1989年，虽然经过了30年的发展和应用推广，但实际在终端产品批量制造领域的应用走的非常缓慢。

图2：在相同的时间内，MJF可打印零件数是SLS/FDM的10倍以上

行业转折点出现在2016年，如果我们5年后回看3D打印行业发展，会发现2016年5月惠普发布的MJF射流熔融3D打印技术成为行业的里程碑式事件。MJF的直接表现是打印效率相比FDM提升了十倍以上，相比SLS提升五到十倍，耗材成本降低了66%，同时采用尼龙粉末成型的MJF打印件机械强度接近注塑尼龙，可以达到作为终端产品使用的要求。因打印效率的大幅提升，MJF使得3D打印应用向前迈进了一大步：即企业采用3D打印进行小批量生产已经成为可能，传统制造企业将3D打印纳入生产流程进行小批量直接制造将加速。

图3：惠普3D合作伙伴亿维晟三维利用MJF批量生产的改装车面板

行业变化二：新老巨头交替，行业洗牌加速

业内对3D打印行业有一个比喻：传统的3D打印市场就像一个池塘，SSYS和DDD是这个池塘里的大鱼。池塘的旁边是一片海洋，HP、GE是海洋里的鲸鱼。现在分隔池塘和海洋的堤坝消失了，鲸鱼涌进了池塘，想吃掉大鱼的同时在尝试将池塘撑大。

在3D打印的头20年，全球3D打印市场格局基本是双雄争霸的局面：美国的SSYS和DDD。但从2014年之后，这两家老牌巨头的情况可谓江河日下。SSYS的股价在2014年顶点时高达120美金，到今天已经跌至20美金，DDD现在是11美金。伴随着股价的下跌，是市场份额的快速丢失。在2017年3季度全球工业级3D打印市场排行中，DDD已经跌至第五。SSYS虽然仍保持着行业第一的地位，但其份额已经不能同2015年时的近50%相比。如果我们来分析SSYS和DDD为何这么快速的跌下神坛，不难发现其原因仍然在于技术。

SSYS是FDM技术的发明者，同时拥有Polyjet技术，至今FDM仍然是全球应用最广的技术。但我们前面已分析过，FDM因为其打印速度难以提升、材料机械性能不足等原因，只能用于打印快速原型以及生产辅助工具，无法适应批量生产的要求。而Polyjet，只是一项打印手板原型的技术，虽然J750仍是当前最炫的彩色打印机，但其应用面仅限于工业设计原型、医疗模型等少数领域，并且J750在国内也面临着模仿者珠海塞纳的竞争。SSYS在2016年收购了SLS厂商TPM盈普，但收购后未见到销售有效增长。当前3D打印应用逐步由原型制造向终端批量生产转变，事实上SSYS拿不出太好的技术来应对这种趋势。同时随着惠普MJF加快市场推广、行业新星Markforged对SSYS FDM的直接冲击，接下来几年如果SSYS没有太好的应对策略，其市场会愈发艰难。

我们再看DDD，情况可能更糟。DDD是SLA技术的发明者，同时拥有3DP彩色粉末粘接、SLS尼龙烧结、MJP树脂喷射成型、CJP蜡型机以及金属机等。技术虽全面，但实际在每个部分都有强大的竞争对手。例如SLA，在国内市场联泰和中瑞占了SLA 80%以上的份额；3DP，除了2012~2014年国内炒作3D打印照相馆时期热了一阵，现在已经基本不见踪影。SLS部分，EOS、华曙等和他竞争。MJP，和SSYS的Polyjet直接竞争。金属机，在主要排名榜单上只见过EOS、Concept Leaser、SLM Solution、雷尼绍等，我本人似乎没见过DDD的金属机上榜。同样，随着惠普MJF加入战圈以及惠普发布小型办公室用3D打印系统，DDD 的SLS尼龙机和MJP光固化机将受到冲击。

图4: 2015/2016年全球工业级3D打印市场各品牌市场份额

从2016年5月惠普发布MJF到2017年11月，在亚太市场还未开始推广的情况下，惠普已经取得了超过350套的销售成绩，在尼龙机细分市场已然把老牌的EOS、3D SYSTEMS甩在了身后，其进展不可谓不快。这说明市场对于惠普MJF技术的反馈良好，以及在传统大规模制造向小批量高效定制转变的大背景之下，市场对更高效、更可靠、成本更低的3D打印工艺的强烈期待。我们看光固化、看FDM、看SLS已经看了30年，在传统的这些工艺没有太大进步的情况下，市场期待更先进的技术出现。同时笔者预判，随着惠普推广MJF技术的力度加大，市场对MJF的了解越来越多，工业级FDM、SLS尼龙烧结设备可能被逐步边缘化。

图5: 2017年3季度全球工业级3D打印市场排行，HP已跃居第三

行业变化三：惠普小型办公3D打印系统上市，3D打印成为普遍的办公设备将成为现实

图6：惠普发布的小型办公用3D打印系统，预计2018年3季度国内上市

3D打印从业人员的目标之一，是将其推广为一种普遍的办公设备，正如过去的打印机/复印机一样，可以在办公室内由工程设计人员自由使用。过去SSYS、DDD都在向这一目标努力，例如将系统变得更小型化、更清洁、流程更简单。2013年SSYS和传统办公巨头震旦集团合作，授予震旦灵感系列小型3D打印机总代理，相信也是为了借助震旦的渠道资源，将3D打印推广到企业研发办公室的举措之一。但经过多年的推广，3D打印办公化的实现情况似乎并不理想。

笔者本人一直从事进口品牌3D打印设备销售，当然也跟踪用户购买设备后的使用情况。从2012年国内3D打印概念走热之后，不少企业的研发部门开始采购3D打印设备，这其中份额最大的是SSYS公司的Polyjet系列机器，工业级FDM机器以及DDD公司的MJP系列机器，价格从数十万到数百万不等(SLS因粉尘原因，SLA因树脂挥发原因不适合用在办公环境)。虽然从数据上看设备采购量持续增长，但实际用户使用3D打印设备的情况并不理想。

以笔者本人售出的3D打印设备为例，10套中有7套被闲置或者利用率非常低下，时有购买过设备的客户找回来要求将设备转手。为何企业花费高价采购的3D打印系统出现大量闲置呢？原因主要有以下几方面。首先是市场的夸大宣传造成用户对3D打印的期望值过高，采购前认为该技术似乎“无所不能”，采购后才发现其用处也仅限于打样；其次是打印效率慢，自有设备打印的时间优势相对于外发加工并不明显。例如Polyjet/MJP/FDM技术，打印一件尺寸10*10cm的样件时间通常在数小时，如打印多件则需要数天，而在国内外发加工一批样件的响应时间也只需要数天；第三是耗材成本高昂，目前Polyjet/MJP/FDM使用的主要耗材成本仍然在2000~3000元/公斤，企业采购3D打印设备自己打印的成本反而高于外发加工；第四在于应用面窄，例如使用光固化成型技术的Polyjet/MJP，材料强度较差，通常仅用于产品外观原型手板打印；而FDM因打印表面纹路明显，一般也仅用在少数功能原型打样。过去我们在向用户介绍3D打印技术时，通常会询问用户是关注外观还是关注功能，如关注外观则向用户推荐光固化类技术，如关注功能则推荐FDM，二者不可兼得。

图7：MJF打印的零件照片

我们基于多年的市场经验，以及仔细研究惠普MJF技术4个月后预判：过去SSYS、DDD没有做成的3D打印办公化，极有可能在惠普手中实现。原因仍在于，惠普的MJF技术相比FDM、光固化类技术实现了显著的进步，并且惠普的小型3D打印系统，解决了粉末溢出的问题，同时其定价已处于和SSYS/DDD主要系列产品相同的水平甚至更低(5-12万美元)。在打印效率方面，MJF多件打印时相对于FDM/光固化速度提升平均在10倍，企业自有设备打印相比外发加工已有显著时间优势；其次耗材成本大幅降低，MJF平均打印每克零件的成本降低至0.8元左右，企业长期使用成本不再高昂；第三是MJF的应用面显著扩大，MJF使用的尼龙材料机械性能显著超过光固化树脂类材料以及FDM使用的ABS类材料。最后，在打印件表面平滑度及细节上，MJF接近光固化但显著好于FDM，这意味着企业使用MJF，不仅仅能够打印外观手板，也能够打印功能手板甚至直接进行产品试产，因MJF的尼龙材料力学性能经验证已符合终端使用要求，3D打印价值的显著提升会促使用户重新考虑对3D打印进行投资。

图8：机器制造机器：惠普3D打印机50%的塑料零件由MJF打印

结语：

过去的一年3D打印行业异常精彩，惠普凭借MJF技术强势进入3D打印行业，在逐步抢占原有3D打印手板原型、生产工具市场的同时，也集结了大批盟友(如材料领域的赢创、巴斯夫、汉高，咨询领域的德勤等)，加速向终端制造领域渗透。吴晓波老师说：工业4.0的核心是实现高效率的订制化，而3D打印正是实现高效率订制化的重要一环。MJF的出现，必然加快传统制造企业采用3D打印的进度。传统制造业市场正如一块12万亿美元的大蛋糕，当前的3D打印只是这块蛋糕中的一颗小芝麻，惠普及其盟友们能把这颗芝麻变得多大，让我们拭目以待。(原创文章，转载请注明出处)

作者简介：张磊，国内3D打印销售领域资深人士。2011开始从事进口工业级3D打印设备销售，2015~2018年任某外资3D打印品牌大客户经理，现任惠普3D打印首批合作伙伴亿维晟三维公司销售总监。长期在一线从事3D打印技术推广，对客户应用、技术发展、行业态势有深入理解。