欧洲3D打印专利激增超其它科技行业8倍：雷神、惠普、赛峰等公司引领技术前沿

2024年2月21日，南极熊获悉，根据欧洲专利局（EPO）的数据，2013年至2020年间，欧洲3D打印技术专利申请数量增速是其它技术领域总体增速的8倍。

△该图显示了欧洲2001年至2020年间，排名前20名的增材制造EPO专利申请公司

世界上最大的航空航天和国防公司在3D打印专利方面也名列前茅。总部位于弗吉尼亚州的导弹系统制造商雷神技术公司（RTX）在增材制造专利申请方面仅次于通用电气公司（GE）。在此期间，雷神提交了1441项国际专利（IFP）申请，而GE则提交了1793项。

雷神技术研究中心执行董事Venkat Vedula解释说：“雷神的核心是一家创新公司。我们为3D打印等领域的技术申请专利，是为了保护我们在技术方面的大量长期投资的价值，以保持我们的竞争优势。”

通用电气和雷神公司始终关注3D打印技术的创新。雷神此前曾与软件开发商Hexagon合作创建了一个平台，用于预测和防止金属3D打印中的零件缺陷，并为美国国防部开发了3D打印军用光学器件。

通用电气通过其Additive部门积极开发3D打印技术。2022年，GE Additive推出了3系列粘合剂喷射平台，这是它的最新款工业粘合剂喷射3D打印机。此外，GE的3D打印燃料喷嘴头在2017年一经推出，就在航空航天业引起了广泛关注。

排在欧洲专利局专利申请人排行榜前三位的是惠普（HP）公司。

惠普公司3D金属研发副总裁Dr. Tim Weber说：“惠普公司的专利战略是保护我们的创新。向世界推出全新的颠覆性打印平台，促使我们需要广泛而大量的专利。”

惠普的大多数专利都是针对其3D打印机的，支持公司专有的多喷射融合和金属喷射技术。惠普在2022年国际制造技术展（IMTS）上推出了最新的金属喷射三维打印机S100。

Weber补充说：“我们为惠普的硬件系统、打印工艺、喷头和制剂（熔融、细化、粘合剂）、工作流程和材料申请了知识产权专利。我们已经推出了聚合物和金属的系统和不断发展的平台，这些系统和平台一直在源源不断地申请专利。”

△显示2001年至2020年间每年增材制造EPO IPF申请数量的图表

增材制造专利申请速度超过科技行业

从2001年到2020年，全球增材制造技术专利申请数量的平均增长率为26.3%，而其它技术领域的增长率仅为3.3%。

总体而言，全球已有超过5万项与增材制造相关的专利申请。仅2020年就公布了8090件与增材制造相关的申请，与2013年的1576件相比增长了五倍。

欧洲专利局指出，医疗和运输（航空航天和汽车）领域的3D打印专利申请量居首位。交通领域公布了7千多份增材制造专利申请，而健康和医疗领域则公布了1万多份。

这些发现反映了3D打印行业对2024年3D打印趋势调查的回应。3D打印专家强调了在医疗保健和牙科设备生产中越来越多地采用增材制造技术，以及3D打印技术在航空航天和国防工业中的变革性影响。

欧洲专利局局长António Campinos表示，这项研究指出在过去几年中，世界上增材制造技术的创新步伐急剧加快。

然而，专利与创新关系复杂，一些观点认为知识产权可能对增材制造领域的技术创新产生负面影响。此外，专利等待期长达5到8年，可能对公司的技术使用和保护产生挑战。换句话说，虽然公司在发明一项技术后就可以开始使用它，但它必须等待3D打印专利获得授权才能受到保护。

△按应用领域划分的增材制造EPO专利申请数量趋势

航空航天领域增材制造专利申请增长迅猛

根据欧洲专利局的研究，2001年至2020年期间，航空航天领域的3D打印专利申请达4585件。增材制造在这一领域的作用不断加快。2013年至2017年间，每年的IPF申请从不足100件激增到700多件，2020年已达到834件。

是什么推动了这一加速？航空航天制造商赛峰集团增材制造园区首席执行官franois - xavier Foubert强调了在竞争中脱颖而出的必要性。为了实现 “一流的增材制造技术”，赛峰集团在本世纪初期的20年内申请了251项航空航天知识产权。

Foubert表示："为了给赛峰集团的产品提供最好的附加值，从而给我们的客户提供最好的附加值，我们在研究和技术（R&T）方面做出了巨大努力，以成为将增材制造技术的优势添加到我们的产品中的领导者。”

他补充道：“与增材制造相关的技术范围逐年扩大。为了掌握所有相关技术，我们必须加快研究与技术（R&T）和研发（R&D）工作的步伐。”

△交通运输领域顶级增材制造EPO专利申请人

飞机发动机制造商MTU Aero Engines，在此期间申请了276项3D打印专利。该公司的增材制造总监于Jürgen Kraus博士认为：“3D打印将改变生产工程中的游戏规则，实现许多设计改进，如减轻重量和降低燃油消耗。”

MTU的大部分3D打印专利都与航空推进系统有关，主要集中在质量保证、光学断层扫描在线监测、激光粉末床熔融（LPBF）工艺改进和设计优化等方面。

另外，雷神的航空航天相关专利申请主要集中在粉末床熔融(PBF)和定向能沉积(DED)工艺上。该公司在增材制造能够实现特定用例的领域寻求专利保护，如替代、单元化、设计优化、持续或售后市场。

△EPO交通运输领域增材制造专利申请趋势

医疗领域3D打印专利猛增

在医疗和健康领域，欧洲专利局强调了3D打印医疗设备、植入物和假体在专利申请中的显著增长。与这些医疗应用相关的增材制造技术共公布了4100多项IPF。

例如，国际制药公司强生（J&J）在医疗设备领域提交了115项IPF申请，专利保护的发明包括定制手术器械。强生公司在植入物和假体领域也处于领先地位，提交了76项增材制造IPF申请。

在眼科护理领域，眼镜制造商EssilorLuxottica为其专业光学镜片申请了85项3D打印相关专利。

△EPO增材制造医疗和健康应用专利申请趋势

在其它领域，3D打印定制助听器的应用也有所增长。瑞士听力保健公司Sonova申请了68项IPF，其中包括个性化3D打印助听器外壳的专利。该公司早在2017年就推出了全球首款3D打印钛助听器。

牙科应用引起了人们的极大兴趣，共申请了2607项3D打印IPF。3M、Align Technology和Ivoclar是排名前三的牙科3D打印专利申请人。

△EPO增材制造医疗和健康应用专利申请趋势

3D打印器官和人造人体组织的发展也很普遍，在2001年至2020年期间有1818项专利申请。哈佛大学位居榜首，提交了48项相关专利。

最近，哈佛大学维斯研究所（Wyss Institute）的研究人员使用一种含有收缩器官构建模块（OBB）和患者特异性干细胞的生物墨水，对多层功能性心脏组织进行了3D生物打印。该团队希望这些研究成果最终能实现3D打印心脏组织替代物。