3D打印產業的市場及技術趨勢

近幾年， 3D打印的總體發展趨勢是速度更快、精度更高、性能更優、質量更可靠的方向發展，主要呈現出以下發展趨勢：

圖一 目前市場上的3D打印技術怎么樣

1、工業級市場競爭日益加劇

近幾年，桌面3D打印機銷量呈現大幅增長，而工業級3D打印機則略顯慘淡。2016年，全球桌面3D打印機同比增加15%，工業級3D打印機卻減少15%。桌面3D打印機門檻低、設計簡單，是企業進軍3D打印領域的較好入口。但經過多年的發展，桌面級市場的競爭出現了市場利潤小、精度低、實用性不佳，天花板效應明顯。而工業級市場契合了智能制造的理念，可廣泛運用于汽車、航空航天、機械工業、醫療等市場需求大、發展潛力大的領域，隨著技術的逐漸成熟和成本的不斷降低，市場潛力將會隨著技術的創新突破而爆發。

2、金屬3D打印領域快速發展

金屬3D打印是門檻最高、前景最好、最前沿的技術之一，是工業級3D打印領域的一個強勁增長的領域，在汽車制造、航空航天等高精尖領域，有些零部件形狀復雜、價格昂貴，傳統鑄造鍛造工藝生產不出來或損耗較大，而金屬3D打印則能快速制造出滿足要求、重量較輕的產品。奧迪公司已使用金屬3D打印技術按照1:2的比例制造出了1936年推出的C版賽車的所有金屬部件。此外，醫療器械、核電、造船等領域對金屬3D打印的需求也十分旺盛，應用端市場正逐漸打開。

3、與信息技術進一步融合，實現“分布制造”

傳統制造業是以“全球采購、分工協作”為主要特征，產品的不同部件往往在不同的地方進行生產，再運到同一地方進行組裝。而3D打印則是“整體制造、一次成型”，省去了物流環節，節約了時間和成本。此外，傳統制造業以生產線為核心、以工廠為主要載體，生產設備高度集中。而3D打印則體現了以大數據、云計算、物聯網、移動互聯網為代表的新一代信息技術與制造業的融合，生產設備分散在各地，實現了分布式制造，從而省去了倉儲環節。“整體制造”和“分布式制造”在字義上看似矛盾，在3D打印技術上則實現了統一，前者強調生產過程，后者強調生產行為，共同推動著產品生產方式的變革。

4、產品尺寸將不斷延伸，突破當前的工業規格范圍

隨著3D打印應用領域的擴展，產品成型尺寸正走向兩個極端。一方面向“大”研制，從小飾品、鞋子、家具到建筑，尺寸不斷被刷新，特別是汽車制造、航空航天等領域對大尺寸精密構件的需求較大，如2016年珠海航展上展示的一款3D打印航空發動機中空葉片，總高度達933mm。另一方面向“小”發展，可達到微米納米水平，在強度硬度不變的情況下，大大減輕產品的體積和重量，如哈佛大學和伊利諾伊大學的研究員3D打印出比沙粒還小的納米級鋰電池，其能夠提供的能量卻不少于一塊普通的手機電池。未來，3D打印的成型尺寸將不斷延伸，突破當前的產品尺寸。

5、3D打印材料將不斷創新突破

隨著3D打印需求的增加，3D打印材料種類得到了迅速拓展，主要包括高分子材料、金屬材料、無機非金屬材料等三大類。但與傳統材料相比，3D打印材料種類依然偏少。以金屬3D打印為例，可用材料僅有不銹鋼、鈦合金、鋁合金等為數不多的幾種。另外，3D打印對材料的形態也有著嚴格的要求，一般為粉末狀、絲狀、液體狀等，相比普通材料價格比較昂貴，無法滿足個人與工業化生產的需要。價格低廉的材料才能為技術的發展提供足夠多的選擇空間、為應用的擴展提供足夠多的想象空間。

未來，3D打印材料將成為研究開發的焦點、資本涌入的風口，材料種類、形態將得到進一步拓展，價格下降可期，精度、強度、穩定性、安全性也更加有保障。

圖二 目前市場上的3D打印技術怎么樣

6、醫療領域前景巨大

3D打印的“個性化定制”與醫療行業的“對癥下藥”有著天然的契合性，二者的結合主要體現在四個方面。一是術前演練，利用3D打印技術還原出病患部位模型，讓醫生更直觀地了解病理結構，增加了手術的成功率。二是醫療器械，包括助聽器、護具、假肢等外部 設備以及關節、軟骨、支架等內植物。三是“量身”制藥，根據患者的生理特點、具體需要調配藥物，提高了藥物的有效性。四是生物打印，用人造血管、心臟、神經、皮膚等來修復、替代和重建病損組織和器官。

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