【3D打印行业的初步研究1】

余亿万

l       3D打印：第三次工业革命

2012年3月19日，美国总统奥巴马在卡内基梅隆大学宣布创立美国“制造创新国家网络”计划。由政府主导、联邦政府和工业部门共同斥资10亿美元逐步建立15个“制造创新中心”，组成创新网络。

2012年4月21日，英国《经济学人》刊文【第三次工业革命】，认为3D打印技术将与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。

2012年8月16日，美国“国家增材制造创新中心”作为其首个“样板示范”创新中心剪彩成立。作为新技术研究、开发、示范、转移和推广的基础平台，号称要成为增材制造技术全球卓越中心并提升美国制造全球竞争力。

至此，3D打印作为媒体和资本的新宠，风风火火地从幕后走向台前，发展如火如荼。从飞机、汽车、枪支、巧克力、比基尼到星球再造式的沙漠打印，让越来越多的人了解到3D打印技术，开始憧憬着未来革命性的技术将对这个世界带来的影响。

“3D打印机将来不是要取代某一个制造业，而是要取代几乎所有的制造业。”作为世界首个公布3D打印机开源数据信息的科学家，英国工程学家阿德里安·鲍耶对中国青年报记者表示，“未来你想要什么，只需下载图纸，按一下‘打印’键，就可以去喝咖啡听音乐了，剩下的所有事，请统统交给打印机。”

如今，3D打印已经慢慢融入产品设计、生产制造、教育、医疗、建筑等各大领域，打印出了巧克力、血管、肾脏、飞机、自行车、汽车、玩具、房子、衣服等等产品，已经开始慢慢改变我们的生活。

第三次工业革命真的到来了吗？

【什么是3D打印】

3D打印技术是依托于信息技术、精密机械以及材料科学等多学科发展起来的尖端技术。其学术名称为快速成型技术（RP：Rapid  Prototyping Manufacturing），也叫增材制造技术（AM： Additive  Manufacturing），诞生于上世纪80年代。它的【基本原理是：分层制造、逐层叠加】。把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面，然后一层一层的打印出来并按原来的位置堆积到一起，形成一个实体的立体模型，类似于高等数学中的积分。整个制造过程包括3个环节：前端数据获取(3D扫描和建模),中端数据加工处理(计算机辅助设计),后端产品打印(3D打印)。

传统制造过程与之相对应的两种技术是切削和铸塑（减法制造）。相比这两种技术，3D打印技术（加法制造）有自己的优势，那就是不像切削那样浪费材料，也不像铸塑那样要求先制作模具。一次成型，快速个性化定制是它的重要特点，这在小批量，多品种（个性化）的生产中占有非常大的优势。

【3D打印发展简史】

3D打印技术兴起于美国20世纪80年代。在传统制造业里，复杂结构制造难度高、开模费用大、制造时间长等，让人们想象一种快速成型的方法，经过不断设计研究，慢慢催生了3D打印技术。后来硬件Arduino和其他尾随技术的开源，又催生了3D打印技术的工业化，让其从幕后走向前台。

【国外3D打印简史】

1984年，Charles Hull开始研发3D打印技术，【1986年】，他自立门户，创办了世界上第一家3D打印技术公司，也是现在的3D市场领军者之一3D Systems 公司（NYSE: DDD），同年发布了【第一款商用3D打印机】，2012年1月，他们收购了另外两家3D打印公司Zcorp和Vidar Systems；

1988年，Scott Crump发明了FDM（热熔挤制成型）技术，并于1989年成立了现在的另一家3D打印上市公司斯川塔斯Stratasys（NASDAQ:SSYS），该公司在1992年卖出了第一台商用3D打印机。2012年4月，Stratasys还收购了以色列的Objet公司，从而成为【全球最大】3D打印机制造商。

1989年，美国麻省理工学院的Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty等在美国申请了三维印刷技术的专利，之后Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty又多次对该技术进行完善，形成了今天的三维印刷快速成型工艺。

1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利。

1995年，美国ZCorp公司（后被3Dsystems收购）从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。

1996年，媒体第一次使用【3D打印】这个词来称呼当时的快速成型机，后来取代了之前的称谓，成就了现在流行的3D打印这个概念；

2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

2008年，开源3D打印项目【RepRap】发布“Darwin”，3D打印机制造进入新纪元；同年，Objet 推出Connex 500，让【多材料】3D打印成为可能。

2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。

2011年6月6日，发布了全球第一款3D打印的比基尼。7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。

2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次打印出人造肝脏组织。

目前，美国拥有世界上３８．５％的３Ｄ打印设备，而中国所占的比例只有８．６％，有着很大的提升空间。3D打印技术在美国已经产业化，目前全球有两家3D打印机制造巨头，分别Stratasys和3D Systems，均在美国纳斯达克上市，2011年营业收入分别为1.7亿美元和2.9亿美元。目前国外3D打印机制造商主要有：商用3D打印机主要制造商包括Stratasys，Objet Geometries,Z Corporation， 3DSystems等。家用3D打印机主要制造商有Reprap，Makerbot Industries，Ultimaker，Botmill，Fab@Home等

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