4月21日，北方工业大学机械与材料工程学院副教授胡福文在CIO时代APP微讲座栏目作了题为《3D打印格局的大视野认知》的主题分享，详细介绍了3D打印产业的概念和发展。



　　目前，格局二字比较流行。个人认为，所谓的“格”是认知的分辨率，“局”是不同的认知维度，认知的分辨率加上认知的维度便构成了认知的格局。所谓的大视野认知是从大尺度、大范围来认知。

　　一、3D打印的产业链

　　所谓的产业链是指产业中不同企业间的供给与需求关系，它们形成了一个链条。3D打印的产业链向上游延伸便进入到基础产业环节和技术研发环节，主要包括基础材料、打印原材料的研制供应，3D打印设备的研制和供应，包括相关软件、数字化设计的专门机构，这便是3D打印的上游。

　　3D打印产业链向下游延伸便进入到市场拓展环节，主要是与具体的行业应用相结合，如民用消费领域、工业设计领域、航空航天军工领域、服装设计、汽车工业、传播、医疗、饮食等等。下游主要是各个行业的具体应用。

　　在产业链中不同环节的利润率是不同的，这对从事3D打印行业的人而言特别重要。打印设备的利润率一般在30%左右，打印材料的利润率一般在60%以上，而应用服务的利润率达到40%左右，通过这些可以看出，打印材料是3D打印产业链的核心环节，具有高技术、高附加值的特点。

　　目前3D打印的耗材主要垄断在美国的3DSystems、德国的EOS等大公司手中，我们国家涉及3D打印材料的企业，尤其是高端基础材料的企业相对而言还比较少。因此，3D打印耗材已成为制约我国3D打印产业发展的核心瓶颈之一。

　　二、3D打印的市场成长



　　上图为2015年Wohlers公司发布的一个报告，它在2015年时，统计的2014年全球3D打印市场规模是41亿美元，当时的2014年也被称为3D打印元年，年增长率超过了35%。2014年的统计值是2015年发布的，2015年预测2016年的市场规模会达到70亿美元。根据2017年4月份Wholers发布的最新报告，2016年全球的3D打印市场规模达到了60.63亿美元，比预期的70亿美元略低。

　　3D打印巨头3Dsystems2016年总收入6.33亿美元，比2015年的6.41亿美元略有下降。我国市场规模最大的3D打印企业先临三维2016年达到3亿元，利润最多3300万元。根据我国海尔电器发布的2016年业绩，收入约人民币638.55亿元。通过对比发现，3D打印仍然是一个刚出生的婴儿。



　   上图为2015年全球主要的3D打印公司的市场份额分布情况，可以看出，美国的Stratasys占41.1%，3Dsystems占15%，德国的Envisiontec占10%，爱尔兰Mcor占5.6%，德国的EOS占2.9%，其余公司占25.1%。美国的Stratasys和3Dsystems占据了全球将近一半的市场份额，这是有历史原因的。其中3Dsystems公司成立于1986年，它是由发明家Charles·Hull创立的，是世界上第一家3D打印公司，其核心技术是SLA光固化成型技术。Stratasys是1988年由Scott·Crump创立的，其核心技术是FDM熔融沉积成型技术。



　　上图为全世界3D打印机的保有量分布，从1988年一直统计到2015年。可以看出，世界上3D打印机的保有量仍主要集中于美国，占了将近40%，中国大陆占9.5%，是发展中国家最高的，也基本上反映了我国3D打印在全球的位置。



　　上图为3D打印耗材的份额，是截止到2015年的统计数据。可以看出，光敏树脂占比最高，占了45%；树脂粉末占了24.9%；消费级用到的纤维占了15.1%；金属粉末占了11%；其他材料占了3.1%。耗材的分布也反映了不同3D打印技术原理的市场分类情况。常见的FDM技术耗材占到了15%。金属粉末近几年在快速上涨。



　　上图为3D打印的应用情况，可以看出，3D打印的30%用于功能性零件，具有一定的功能，其占比最高。用于配合设计的占16.2%，用于复杂的装配；可视化辅助占了8.5%，主要是设计师、工程师用于和客户间进行交流，包括医学上的辅助化治疗；教育研究占了10.1%，包括创客教育、一些科研实验。

　　三、3D打印的技术发展



　　上图是根据文献计量分析得到的图，可以直观看出SLM（选择性激光烧结技术）是当前研究的热点，是和传统制造进行竞争的最后堡垒。

　　3D打印在各领域无边界的创新应用、颠覆性应用、奇特应用、混合应用也是当前的研究热点，这说明3D打印技术正在向各领域快速渗透，但还在研究层面，这是3D打印未来发展的一个成长性空间。

　　另外，从上图中可以看出，3D打印在一些医疗领域应用全面开花，包括3D生物打印、人体植入、组织工程、手术规划导板等都是当前的研究热点，可以说，3D打印在医疗医学领域全面开花，有一定的引领特征。

　　四、总结

　　通过上述分析，可以得到以下三点基本认知：

　　1.3D打印产业与家电、汽车等其他成熟产业相比，仍然是一个刚刚出生的婴儿，市场规模还非常弱小，属于朝阳性的上升期产业。

　　2.不论是3D打印技术，还是产业，美国仍居于绝对的领头羊地位，具有一定的垄断地位。通过3D打印设备的保有量、3D打印市场份额的占有量、技术的发展史可以看出，美国在整个3D打印行业具有垄断性地位，而中国的3D打印企业与美国、德国、爱尔兰、日本相比，还未表现出明显的优势。

　　3.3D打印技术本身与行业应用本身在快速地发展，正在向各行业快速地渗透，包括教育研究行业，教育研究行业可为我们提供一大批具有3D打印思维的人才，他们的成长可将3D打印技术的优势淋漓尽致地发挥。
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