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    风(fēng)口不在,融资不断,这里(lǐ)有一份3D打(dǎ)印行业梳理

    2019/11/08454


    10月22日,在“直(zhí)通乌镇(zhèn)”全球互(hù)联网大赛总决赛上,3D打印公司「LuxCreo清(qīng)锋(fēng)时代」获得了大赛冠军。同月,专(zhuān)攻数字化齿科3D打(dǎ)印机的「迅实科技」,宣布完成过亿元人民币的(de)B轮融资。

    8月8日,「LuxCreo清锋时代」宣布完(wán)成KPCB领投,北极光创投、顺为资本跟投的(de)3000万美元B轮(lún)融资。 8月26日,研发微纳米(mǐ)级3D打印设备(bèi)及材料的(de)「摩方材料」完成1亿人(rén)民币A+轮融资。

    在过去的两个月里,3D打(dǎ)印企业吸(xī)引了不少(shǎo)市场关注。此前,36氪也曾经对2018年(nián)、2019年的两年来3D打印领域的投融资情况以及目前3D打印整个产(chǎn)业状(zhuàng)况进行了分析。(详情请(qǐng)看(kàn):发明30年后,3D打印现(xiàn)状如何?)

    继续(xù)3D打印的(de)话(huà)题,国内3D打印领域主要有哪些玩家组成?相信读完这(zhè)篇(piān)文章(zhāng),你一定能得出答案。

    3D打印是什(shí)么(me)?

    3D打印是增(zēng)材制造的另一种说法,它是以(yǐ)数字模型为基础,将材料逐层(céng)堆积(jī)制(zhì)造出实(shí)体物品的新兴(xìng)制造技术。增材制造可节约制造材料和加工(gōng)时间,制作形态万千的物品,实现制造的个性化和定(dìng)制化。增材(cái)制造(zào)实现了(le)制造(zào)方式从等(děng)材、减材到增(zēng)材的转变,改变了(le)传(chuán)统制(zhì)造的(de)工(gōng)艺流程、生产(chǎn)线、工厂模式、产业链组(zǔ)合,被认为是制造领域(yù)极具代表的颠覆性技术。

    为抢占增材(cái)制造(zào)技术及产业(yè)发(fā)展先机,多个(gè)国家和地区将其列(liè)为重(chóng)点(diǎn)发展方向,制定了相关规划及(jí)扶持政策(cè)。

    按3D打印产业链,可(kě)以根据上中下(xià)游分为(wéi)3D打印材料、3D打印设备、3D打印服务、以及3D打印应用。而按(àn)照3D打印原材料的则可以分(fèn)为(wéi)金属3D打印和(hé)非金属3D打印两大(dà)类;按照(zhào)应(yīng)用(yòng)上(shàng)的区别又可以分为工业级3D打印、特种打印等。

    在这(zhè)份行(háng)业图谱里,我(wǒ)们将整个3D打印行业拆分成金属3D打印(yìn)和非金属3D打印两大类,并以(yǐ)相关的打印技(jì)术和(hé)应用范围为细分项为大家(jiā)盘点整(zhěng)个(gè)市场的(de)企业格(gé)局。


    一、金属3D打印

    1、金属3D打印材料

    与普通材料(liào)不同(tóng)的是,3D打(dǎ)印材料需要应用特有(yǒu)的技术(shù)进行制备,来满足3D打印(yìn)产品及3D打印设备对(duì)材(cái)料的特殊要求。根据所使用的(de)3D打(dǎ)印技术的不(bú)同、制造的零(líng)件(jiàn)用途(tú)不同(tóng),所需要的材料也不相同。

    金属3D打印材料(liào)主要是金属粉末,主要材质包括(kuò)钴基合金、不(bú)锈钢、工具钢、模具钢、镍基合(hé)金、钛及钛合金,以及各系铝合金等。

    据(jù)有关数据分析报(bào)告显示,未来市场(chǎng)3D复(fù)合打印(yìn)材料的规模将不断(duàn)增加,金属(shǔ)材料的应(yīng)用也会逐年(nián)上升,预计(jì)2022年复合(hé)材料(liào)有望达到1.11亿美元,3D打印金属材料的(de)市场规模(mó)达到(dào)8亿美(měi)元(yuán),金属材料的研发生产(chǎn)将有更(gèng)广阔的市场(chǎng)空(kōng)间。

    在金属3D打(dǎ)印材(cái)料领域(yù),有公司仅(jǐn)针对(duì)特定领域提供专业材料。如「中航迈特」,主营业务业(yè)务就是航空航天金属 3D 打印粉末材料研(yán)发和(hé)生产,年产能将达(dá)至(zhì)少1000吨;以(yǐ)及(jí)「融天航(háng)空器材」代理(lǐ)来(lái)自(zì)美国(guó)、欧洲的航空(kōng)用3D打印金属粉(fěn)末。

    更多(duō)的厂商是生产通用性的金(jīn)属粉末产品。如「纳联材料」生产适用于SLM、EBM、DED 等(děng)技术的(de)基合金(jīn)、不(bú)锈钢、工具钢、模具(jù)钢、镍基(jī)合(hé)金(jīn)、钛(tài)及钛合(hé)金金属粉末材料;同(tóng)类公司还有「宇光飞利金(jīn)属材料」、「金源智能技术」、「微纳增材技术」、「康(kāng)普锡威科技」、「英(yīng)纳特纳(nà)米科技」、「优材(cái)科技」、「中体(tǐ)新(xīn)材料(liào)」、「上(shàng)海状(zhuàng)迈」等。

    此外,还有部(bù)分(fèn)兼(jiān)备打(dǎ)印(yìn)设备和材料的公司(sī),将在下文进行讨(tǎo)论。


    2、金属(shǔ)3D打印装备(bèi)

    现在主流的金属3D打印技术(shù)有:激光选(xuǎn)区(qū)熔化(SLM)、激光近净成型(LENS)和电子束选区熔(róng)化(EBSM)技术、直接能量沉积(DED)技术以(yǐ)及电子束熔丝沉积(EBDM)。

    来源:国家(jiā)增材(cái)制造产业(3D)发展推(tuī)进计划(2015-2016年(nián))


    (1)激光(guāng)选区(qū)熔(róng)化(SLM)

    SLM是目(mù)前(qián)金属3D打印成型中最普遍的技术,其工作原理为:计算机将(jiāng)物体(tǐ)的三维数据转化为一层层截(jié)面 2D数据并传(chuán)输给打印(yìn)机,打印过(guò)程中,在(zài)基板上用刮刀铺上设(shè)定(dìng)层厚的金属粉末,聚焦的激(jī)光在扫描振镜的控制(zhì)下按(àn)照事先规划好的路径与工艺参数(shù)进行(háng)扫描,金属粉末在(zài)高能量(liàng)激光(guāng)的照射(shè)下其发生熔(róng)化,快速凝固(gù),形(xíng)成冶金(jīn)结合层。当一层打印任务(wù)结束后, 基板下(xià)降一个切片层厚高度,刮刀继续(xù)进(jìn)行粉末铺平,激(jī)光扫(sǎo)描(miáo)加工,重复这(zhè)样的(de)过程直至(zhì)整个零件打印(yìn)结束。(引用自铂力特招股书)

    该技术的(de)优(yōu)势在于可以广泛应用(yòng)于复杂(zá)形状的金属零件(jiàn)的批(pī)量生产,而(ér)且大多数金(jīn)属粉(fěn)末都适(shì)用(yòng)于这种技术,包括钛合金、铝合金、高温(wēn)合金、铜合金、钴铬(gè)合(hé)金、 不(bú)锈钢、高强(qiáng)钢(gāng)、模具钢等,得到(dào)的零件致密度几近100%。

    3D打印领(lǐng)域唯一的(de)科创板公司「铂(bó)力特」的自研设(shè)备(bèi)就以SLM 3D打印(yìn)机为主,其招股说明书显示其SLM设备成形机时累计突破50万小时。在(zài)打印材料方(fāng)面,铂力(lì)特在开发了数种(zhǒng)传(chuán)统钛合金、 铝合金等材(cái)料基础上,成功研发增材制造专用新(xīn)型钛(tài)合金粉末(mò)TiAM1、铝合金粉末AlAM1。

    以(yǐ)及主要面向航天(tiān)、航空、航海、核(hé)电等高(gāo)端(duān)制造领域(yù)金属3D打印服(fú)务(wù)的「鑫精(jīng)合」同样也是主要利用SLM技术进行服务。此外,该公司还(hái)掌握激光沉积制(zhì)造(zào)(LDM)的工艺技术,目(mù)前拥有50 台(tái)自主研(yán)发的(de)系列化金属选区熔化设,11台超大(dà)型号自(zì)主研发(fā)的金属沉积(jī)制(zhì)造设(shè)备,在(zài)职人员(yuán) 600余人。

    另外,在金属(shǔ)(SLM)3D打印领(lǐng)域(yù),还有如(rú)「广东汉邦(bāng)科技」、「永(yǒng)年激光」、「易加(jiā)三维」、「易博三(sān)维」、「西帝摩」等。

    (2)其(qí)他金属3D打印技(jì)术

    LENS(Laser Engineered Net Shaping)是一种(zhǒng)基(jī)于同步送粉的激光熔覆沉积技术,激光束在(zài)控(kòng)制下,按照预先设定的路径,进行移(yí)动;同(tóng)时(shí),粉(fěn)末喷嘴将(jiāng)金属粉末直接输(shū)送到激(jī)光光斑下,使之由(yóu)点(diǎn)到线、由线到面的顺序(xù)凝固,从而完成一个层截面的打印工作,这样层(céng)层叠加(jiā),制造出近净(jìng)形的零部件实体。使用(yòng)该技术的打印机通(tōng)常会与相应的CNC铣削(xuē)单(dān)元混(hún)合使用。

    美国的(de)「Optomec」上(shàng)世纪九十年代末开始(shǐ)集中于LENS技(jì)术的商业开发,可以做到以五个运动轴移动装置逐渐建立3D金属物体,今年3月推出了两款(kuǎn)新的独立系统LENS CS 600和CS 800。国(guó)内(nèi)比(bǐ)较典(diǎn)型的公司是「大连海博瑞(ruì)思科技(jì)」,该公司融合了LENS技术,研发了五轴混合加工制造(zào)技术,生产(chǎn)了相关设备并提供相对应的解决方(fāng)案。

    电(diàn)子束选区(qū)熔化(EBSM/EBM)是通过在真(zhēn)空(kōng)环境下使用(yòng)电(diàn)子束扫描、熔化粉末材料,逐层沉积制造(zào)3D金(jīn)属零件的(de)工艺,相对(duì)于SLM技术加工效率更高,成本(běn)也更低,但技(jì)术难(nán)度(dù)相对更高。

    最(zuì)早将该技术商业化的是(shì)瑞典的「Arcam AB」公司,国内则有「智束科(kē)技」,该公司核心技术与团队均来源于清华大学(xué),开发了(le)具有自主知识产权(quán)的EBSM金属3D打印装备,该技术可(kě)广泛应用于航空航天高性能复杂零(líng)部件和医疗植入体制造等领域。


    二、非金属3D打印

    1、非金属3D打印材料

    目(mù)前能够用于(yú)3D打印的材(cái)料已有(yǒu)1000多种,绝(jué)大(dà)部分都(dōu)是非(fēi)金属材料。非(fēi)金属3D打印主(zhǔ)要使用(yòng)的是高(gāo)分子材料(liào),包括合(hé)成高(gāo)分子材(cái)料,如聚乳酸(PLA)、聚乙二醇(PEG)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(zhǐ)(PETG)、聚-羟基戊(wù)酸酯(PHBV)、聚丁二酸-丁二醇酯(PBS)、聚己(jǐ)内(nèi)酯(PCL)以(yǐ)及光敏树脂(zhī)等;热(rè)塑(sù)性高分子材料,如PC、ABS-M30i、尼龙、PEEK等;天然(rán)高分子(zǐ)材料,如藻(zǎo)酸盐、胶原、纤(xiān)维蛋白原、明胶、细胞(bāo)外基质、琼脂糖、葡(pú)聚糖、葡萄糖、蔗糖、壳聚糖(táng)等。

    加工方(fāng)会根据(jù)不(bú)同的3D打(dǎ)印技术特性(xìng)及应用产品需求,选择不同性能(néng)的材料。市场上,也有许多专门研发生产3d打印材料的公司。

    如「eSUN 易生」,它是深圳光华(huá)伟(wěi)业股份有(yǒu)限公司2007年进入3D打印材料制造领(lǐng)域(yù)时创立的品牌。截止(zhǐ)到 2019年(nián)4月(yuè),「eSUN 易生」已经上市了超(chāo)40种FDM材料、以及适用于光(guāng)固(gù)化3D打印的(de)光敏树脂系列。还开发了iSUN3D医疗鞋垫(diàn)3D打印系统系统(tǒng),目(mù)前(qián),公(gōng)司产品拥有 REACH、RoHS、CE、ISO 等全系列认证(zhèng),全(quán)球代理商累计超(chāo)50个,产品销往了(le)100多个国家及地区。

    目前,FDM(Fused Deposition Modeling,熔积成(chéng)型法)是市面上成本最低(dī),应用(yòng)也最广的(de)3D打印技术,FDM工艺使(shǐ)用丝(sī)状材料(liào),可选择多种材(cái)料进行(háng)加工(gōng),包括聚碳酸酯、工程塑料(liào)以(yǐ)及二者的混(hún)合材料等。因而,也有(yǒu)公司专门针(zhēn)对FDM公司研发材(cái)料。

    如36氪采访(fǎng)到的(de)「Polymaker」,这是一家成立(lì)于2012年,在工程塑料的3D打印材料在(zài)全世界范围(wéi)都有较高的知名度(dù)的公司,在中(zhōng)国、美国与荷兰均设(shè)立分公司,90%以上的产品销(xiāo)往美国、德国(guó)、日本等海外市场。同时,该公司也可以根据客户(hù)需求研发有针对性的材料,比如为航(háng)空公司研制飞机(jī)上使用的阻燃(rán)材料。

    另外,同样以FDM线(xiàn)材为主的材(cái)料(liào)厂商还有「广州优塑」、「Elements 3D」、「青岛宏飞(fēi)达(dá)」、 「深(shēn)圳市众(zhòng)景优品」、 「瑞(ruì)贝思三维」、「辰岳科技」、「北(běi)京斯(sī)科瑞化工」等。

    除了FDM工艺,DLP和SLA技术(shù)也是非(fēi)金(jīn)属3D打印中的两种(zhǒng)重要工(gōng)艺(具体(tǐ)技术阐述将(jiāng)在后文展开(kāi)),它们使用(yòng)的耗(hào)材则是光(guāng)敏树脂(zhī)。这(zhè)类材(cái)料的制造工艺难度以及成本都相对(duì)较高,高质(zhì)量液态(tài)光敏树脂仍然(rán)依赖进口也需要从国外进(jìn)口。

    在光(guāng)敏树脂(zhī)材料研发生产(chǎn)领域(yù),有「广州(zhōu)双力」这类既(jì)生产_塑料丝和光敏树脂的(de)公司,也有(yǒu)专注(zhù)光敏(mǐn)树脂材料的公司,如「力邦新材(cái)料」、「正邦科技」、「雅霖特种材料」等(děng)。另外,也会有3D打印设备和服务的公(gōng)司会涉及到该材料的(de)研发,如36氪曾(céng)报道的「塑成科技」、「清锋时代(dài)」、「UNIZ」。

    除了这些主流材(cái)料(liào),也还有公(gōng)司把目光投向了特种(zhǒng)材料,如「飞亚新材料」开发了(le)聚芳醚醚(mí)腈(PEEN)特种高分子(zǐ)材料、「随身(shēn)科技」研发(fā)了石墨烯尼龙复合材料、「晗宇科技」开发了高精密度3D打印(yìn)石蜡耗材。

    2、非金属3D打印(yìn)设备(bèi)

    现在主流的非金属3D打印(yìn)技术有:熔积成型法(FDM)、立体光固化(huà)成型(xíng)技术(shù)(SLA)、数字光投(tóu)影技术(shù)(DLP)、非金属激(jī)光粉(fěn)末(mò)烧结(jié)(SLS)。

    (1)熔积成(chéng)型法(FDM)

    熔融沉积(jī)成型(xíng)法(FDM,Fused Deposition Modeling),这种工艺是通过将丝状材料如热塑性塑料(liào)、蜡或金属(shǔ)的熔丝从加热的喷(pēn)嘴挤出,按照零件每一层(céng)的预定(dìng)轨迹,以固定(dìng)的速率进行(háng)熔体沉(chén)积。主要用途(tú)是塑料件、铸造(zào)用蜡模、样件或(huò)模型制造。但相对(duì)于其他几种工艺,加工精度低、时间较长。

    FDM不用激光,使用(yòng)、维护简单,成本低(dī),可以满足消费级客户的DIY要求,也(yě)能(néng)满足企业低价零件(jiàn)制造以及(jí)模(mó)型制造的要求(qiú)。

    36氪(kè)曾(céng)报(bào)道过(guò)的(de)「创想三维」就是(shì)一家桌面级(jí)3D打(dǎ)印机厂商(shāng),主要提(tí)供用(yòng)于(yú)家庭场景的(de)FDM桌面级3D打(dǎ)印机硬件产品和耗材,年出货量50万台(tái),全(quán)年营收的(de) 90% 以上(shàng)来(lái)自于海外市场(chǎng)。除此之外,公司创(chuàng)想三维也研发(fā)了大(dà)型3D打印设备(bèi)以及桌面级光(guāng)固化打印机,在工业级(jí)打印同样也所有(yǒu)涉及。同(tóng)样(yàng)针对消费级桌面3D打印的公司,36氪还曾(céng)报(bào)道(dào)过(guò)「Snapmaker」。

    除了(le)消费级桌面打印机,更多(duō)的(de)公司瞄准的(de)是(shì)FDM工业级3D打(dǎ)印(yìn)市场(chǎng)。比如「弘瑞3D打(dǎ)印(yìn)」、「复志Raise 3D」、「PMAX巨影」、「海芯科技」等(děng)。

    (2)立体光固化成型(SLA)和数(shù)字光处理(DLP)

    立体光固化成型(SLA),是使(shǐ)用激光束在液(yè)态树(shù)脂表面勾画出物体的第一(yī)层形(xíng)状(zhuàng),然后制作平台下降一定(dìng)的(de)距(jù)离(0.05-0.025mm之间),再让固化层浸入液态树脂中,如此反复。使用(yòng)的(de)树脂是光(guāng)敏树脂,激光束(shù)照射后(hòu)会(huì)形成固态。

    在SLA 3D打印(yìn)领域,「联泰科技(jì)」拥有较高的(de)知(zhī)名度,据其官网(wǎng)介绍联(lián)泰科(kē)技目前拥(yōng)有(yǒu)国内立体光固化(huà)(SLA)3D 打印技(jì)术最大份额的工业领域客户群,国内(nèi)市场(chǎng)占有率超过 60%。产品(pǐn)已被广泛应用于手(shǒu)板 模具、鞋业、口(kǒu)腔医疗(liáo)、文化创意、汽车、电子以及(jí)教育(yù)科研等(děng)多个应(yīng)用及行(háng)业领(lǐng)域。

    另外,「中瑞科技」也在(zài)光固化(huà)3D打印机方面有(yǒu)所积(jī)累,尽(jìn)管该公司(sī)SLA光固化、SLM选区激(jī)光熔化、SLS尼龙粉末烧结和FMS铸造砂模和AMC陶瓷都(dōu)有打印设备,还提供相配套的3D打印材料和3D打印软件,但光(guāng)固化(huà)3D打(dǎ)印机的种类最多。同时(shí),公司也有涉及SLM金属打印(yìn)机。其他集中在SLA光固化3D打印的公司,还(hái)包括「东莞鸿泰」、「深圳金石」、「嘉兴善维」、「佛山吗卡(kǎ)」。

    数字光处理(DLP),使用的耗材和SLA一样,都(dōu)是(shì)光固化树脂。DLP与(yǔ)SLA最大的不(bú)同在于,DLP用的是(shì)投影仪的数(shù)字光源,SLA用的是(shì)激光头。正因为如此,DLP一扫就是一片(piàn),SLA成形只能靠一个激光(guāng)点。比(bǐ)较典(diǎn)型的企业有「迅实科技」,该公司拥(yōng)有(yǒu)针对珠宝设(shè)计、齿科等多种行业应用的多款打印机。以及「黑格智造(zào)」,该公司以“DLP+”在智能化、打印精度(dù)、成型速度(dù)、稳定(dìng)性、成型幅面上,相较于传统(tǒng)DLP有了(le)较大的(de)提升,让使用(yòng)该技术的(de)设备更加适合(hé)大(dà)规模的终(zhōng)端产(chǎn)品,包(bāo)括牙齿矫(jiǎo)正套(tào)、消费类电子产品(pǐn)等的生产。

    光固(gù)化技术(shù)相(xiàng)较于FDM来说,最主要(yào)的优(yōu)势(shì)就是精(jīng)度(dù)更高(gāo),速度更快。

    目前3D打印企业仍(réng)然面对成本较高,盈利较难的困境。很大一部(bù)分原因就在于,打印速(sù)度难以跟上,效率较低。于是(shì)兼顾精度,提升速度的打印方案开始越来越(yuè)被(bèi)关注,有(yǒu)企业对(duì)传统对光(guāng)固化(huà)技术进行革新已达到更(gèng)快速度的目的。

    10月中旬,美国(guó)西(xī)北大学在(zài)《Science》上(shàng)发表(biǎo)了的新一代高速、大(dà)尺寸、光固化的3D打(dǎ)印技术HARP (high-area rapid printing)技术的技(jì)术(shù)论文。科学家们也(yě)以此创(chuàng)办(bàn)了Azul 3D公司。

    据(jù)南(nán)极熊3D打(dǎ)印报道,HARP技术采用垂(chuí)直打印(yìn),用(yòng)紫(zǐ)外线将液态树脂固化(huà)为硬化的塑料。此过程(chéng)可以打印出(chū)坚硬、有弹性甚至陶瓷。与其他3D打印技术常见的(de)叠层结构相反(fǎn),这些连续打印的零件机械性能很好,可以用作汽车、飞机、牙科、矫形器、时尚等(děng)等(děng)的零件。在打印过(guò)程中,HARP采用液体聚四氟乙烯(xī)在(zài)接口上流动得以除去热量(liàng),然后通过冷却单元进行循环。

    Azul3D称自己的(de)HARP技术(shù),已经突破了Carbon3D的CLIP技术打印速(sù)度的最(zuì)高纪(jì)录,Carbon3D是目前全球3D打印(yìn)公司(sī)中估值最(zuì)高的企业之一。它的CLIP技术(shù)是(shì)利用一层(céng)透(tòu)氧膜,隔离光敏树脂液(yè)体和空气中的氧气,实现高速、连续(xù)的3D打(dǎ)印成型。

    2019年6月,Carbon获(huò)得了E轮的投资,融资规(guī)模高达2.6亿美元(约18亿元(yuán)人民币(bì)),而估(gū)值则达到了(le)24亿美(měi)元(165亿元人民币)。截止2019年10月,Carbon3D已经推出(chū)了最新一(yī)代的高速量产3D打印机L1,目标就是大批量(liàng)生产应用的。

    在国(guó)内,也有(yǒu)企业在速(sù)度上下(xià)功夫。如(rú)36氪曾经报道过的(de)「UNIZ」以 LCD-SLA 光(guāng)固化技术(shù)为核心,加上其特有的Uni-Directional Peel(UDP,单向(xiàng)剥离)技术,使得(dé)其打印机的精度和速度都能(néng)保持较(jiào)高水平,号称3D打印速度可达1200mm/h以(yǐ)上(shàng)。

    还有此前提(tí)到(dào)的「清(qīng)锋(fēng)时代」则研发(fā)了类似(sì)于光固化的(de)LEAP技术,据(jù)称可将3D打印速度提升百倍。该(gāi)技术搭(dā)配公司研发的可量产高(gāo)性能弹性材料EM-11,将用于清锋时代3D打(dǎ)印鞋底(dǐ)的批量生产。

    同样要用3D打印技术量产(chǎn)鞋底的,还有「塑成科技」,该公司采(cǎi)用的是精度更高,速度更快的光(guāng)固化打印技术,是传(chuán)统速(sù)度的60-90倍。

    (3)其他(tā)非金属3D打印技术

    SLS,在行业内叫做粉末(mò)烧结,其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种(zhǒng)粉(fěn)末材料。

    在尼(ní)龙3D打印中(zhōng),「华曙高科」是(shì)头(tóu)部企业,现有员(yuán)工超(chāo)过(guò)280人,其中(zhōng)研发人员超过(guò) 40%,公司(sī)共申请(qǐng)专利超过(guò)百项,获得专利授权近百项,同时研发金(jīn)属3D打印(yìn)设备及尼龙等高分子3D打(dǎ)印材料。此(cǐ)外,该公司在金属3D打印领域也有所涉(shè)及。

    3DP工(gōng)艺(yì)与SLS工艺类(lèi)似,采用粉末材料成形(xíng),如陶瓷粉末,金属(shǔ)粉末。不同的是材(cái)料粉末不(bú)是通过烧结连接起来的(de),而是通过喷头用粘接剂(jì)(如硅胶)将零件的截面(miàn)“印刷(shuā)”在材料粉末(mò)上面。如「宁夏(xià)共享集团(tuán)」就采用 3DP 工艺“逐层叠(dié)加、增(zēng)材制(zhì)造”,把铸造(zào)所用(yòng)的砂芯砂型直接打印(yìn)成形(xíng), 已经(jīng)建设了3D打(dǎ)印智(zhì)能工厂。


    三、3D打印服(fú)务

    说起3D打印服务(wù),这里(lǐ)我们将其拆(chāi)分成两类,一类是3D打(dǎ)印(yìn)供应链企业,它们为3D打印提供(gòng)后处理等服务,为3D打印生产提供相关软件(包括控制系统)及(jí)相(xiàng)关解决(jué)方案;另一类则本身不生产3D打印所需的材(cái)料及打印机产品,而(ér)是提(tí)供解决方案设计、直接的打印(yìn)服务、以及交易平台。

    (1)软件及系统解决方案供应商

    3D打印产线(xiàn)不仅(jǐn)需要3D打印硬(yìng)件产(chǎn)品,同(tóng)样也需(xū)要软件系(xì)统的配合。多(duō)数3D打印设备厂商会(huì)自行研发或是(shì)二次开发相关的软(ruǎn)件系统。市面上(shàng)仍有专业的厂商(shāng),提供相关方案。

    如新三板上市(shì)公司「金橙子(zǐ)」科技(jì)自主研发了3D打印控制系统,该公司的控制卡(kǎ)集振镜控制、激光控制、运动控制、传感器反馈(kuì)于一体,并同时高精密校正方案、多机加工(gōng)方案、多种路径(jìng)规划方案;「 创(chuàng)必得科技」自主研发(fā)了赤兔系列主控系统和切片软件,最早实现了 3D 打印脱机控(kòng)制及多机器分布式控制系统解(jiě)决方(fāng)案;「空灵智(zhì)能」推出的主板品牌「魔印」,该产品搭载了实时监(jiān)控传输技术,和打(dǎ)环检测技术,使得(dé)传(chuán)统 3D 打印机可以实现互联网打印同时拥有自我检测功能,客户(hù)可通过手(shǒu)机 app 对 3D 打印(yìn)机进行远程(chéng)操控。同样(yàng)的3D 打印控制系(xì)统供应商(shāng),还有「谦辉信(xìn)息」、「 晋原铭科技」。

    (2)3D打印后(hòu)处(chù)理

    3D打印后(hòu)处理是3D打(dǎ)印重要的步骤,直接使用3D打印出来的物(wù)品只是一(yī)个(gè)半成品(pǐn),有些表面会比较粗糙,需要打磨抛光,有些需要喷涂、上色;金属制品需要退(tuì)火(huǒ)、处(chù)气、固化(huà)。经过(guò)后(hòu)处理,3D打印(yìn)产品才能最终送到客户手里。

    今年(nián)10月(yuè),英国3D打印后处理初创公(gōng)司「Additive Manufacturing Technologies(AMT)」宣布完成520万美(měi)元的A轮(lún)融资。去年,德国专注于(yú)SLS聚合物3D打印后处理创业公(gōng)司「DyeMansion GmbH」获得(dé)了500万美元(yuán)的A轮投资。

    国内后处理厂商并不多,就在(zài)2019年10月,南极熊曝光了一个专门做尼龙/TPU等材(cái)料3D打印后处理的国(guó)产厂商——「东(dōng)莞德为智能(DYEWIN)」。他们自主研发的3D打印零件表面处理及3D打印零件染色等后处(chù)理(lǐ)系统,这(zhè)一套清粉+表面(miàn)精细处理+染色(sè)的系统价(jià)格(gé)仅为国(guó)外同类进(jìn)口(kǒu)产品的(de)20%。此外,还有「 苏州诺曼(màn)比尔材料」专注金(jīn)属等材料(liào)的3D打印(yìn)后(hòu)处理。

    (3)消费端3D打印(yìn)服务及3D打印平台

    在消费端(duān),有公司专注于3D设计软件和设计服(fú)务。比如「中望(wàng)龙(lóng)腾(téng)软件」 就开发了3D One 系列三维创意设(shè)计(jì)软件 ,主要面对教育领域。另外(wài)面对教育市场的提供设计软件及相应解决方案的公司还有「 遨为数字(zì)技术 」、「乐(lè)伴科技」、「 张飞打印」。

    也有提供产品设计及打印(yìn)服(fú)务的(de)公司,36氪此前曾介绍过(guò)聚(jù)焦(jiāo)“3D 打印+文创”的(de) 「 上海极臻三维」, 此外(wài)聚焦3D技术消费(fèi)领(lǐng)域的产品化的公司还有「云迹创意设计」、「 3dans 蛋生」、「 紫晶立方科技(jì) 」

    在(zài)3D打印(yìn)平台方(fāng)面, 36氪曾介绍(shào)过「云工厂(chǎng)」,“云工厂(chǎng)”的主要(yào)业务线包括3D打印、手板(bǎn)加工(gōng)和机械加工,开发设计了专(zhuān)用(yòng)于中小批量(liàng)产品加工的(de)标准化流程,将(jiāng)传统制(zhì)造和互联网连接,可以实现线上下单、自(zì)动报价、实时跟踪生(shēng)产进度和快速(sù)交付产品的制(zhì)造。

    新三板上市企业「先(xiān)临三维」也有3D打印服务的子公司「云(yún)打印」,云打印打造了“3D 打印+互(hù)联网+物联(lián)网(IOT)+人工智能(AI)”的技术平台,打(dǎ)造 C2M 和线上线下相结合的 3D 打 印分布式服(fú)务模式。公司已在浙江、江(jiāng)苏、南等 全国多(duō)个(gè)省份(fèn)的地方政府(fǔ)或园区合作,建立了(le)十几家线下 3D 打印服务中心。类似的提供(gòng) 3D 打(dǎ)印云平台的公(gōng)司,还有(yǒu)「易速普瑞」、「南京 1001 号(hào)」、「创想智造 3D 打印网 」、「魔猴网」等。

    此(cǐ)外,还有相关的垂直媒(méi)体服务于行业(yè)内外的(de)3D打(dǎ)印关注者。比如「南极熊3D打印网」,该平台报(bào)道全(quán)球最新(xīn)的3D打印资讯,定(dìng)期输(shū)出3D打印(yìn)的研究报告(gào),举(jǔ)办行业内交流会议,也为3D打印相关企业(yè)提(tí)供咨询服务。与它(tā)类(lèi)似,还有「3D打印世(shì)界」、「3D科学谷」、「3D打印技术参(cān)考」等。


    四、3D打(dǎ)印的应用

    3D打印的应(yīng)用非常广泛,现(xiàn)今最热门的当属医疗3D打印。

    医疗3D打印有着数十亿美元的想象空间。从(cóng)微小的细胞组织,到大体积的骨骼,都(dōu)是3D打印未来的“战场”。

    医疗3D打(dǎ)印,首先是用计算机建立三(sān)维模型,数(shù)据(jù)传输至(zhì)打印(yìn)机,由(yóu)打印机逐层打印(yìn)截面,最后各截面粘合起来完(wán)成塑型。

    我们可(kě)以从落地的难易程度,把医疗3D打印划(huá)分为两部分:

    骨科植入物、口腔修复、定(dìng)制化假(jiǎ)肢(zhī)、手术(shù)导板、内植(zhí)入物,此类非生物3D打印技术(shù),技术更为成(chéng)熟,更(gèng)加贴近临床,应用场景(jǐng)明(míng)确,是玩家们主要聚集的细分(fèn)赛道;细胞组织甚至器(qì)官组(zǔ)织的(de)3D打印,还有(yǒu)漫长的技术研发之路,是医疗3D打印(yìn)的进阶(jiē)阶(jiē)段,水(shuǐ)面上的国内玩(wán)家仅有五家(jiā)。(1)最引人注目的板块(kuài)莫过(guò)于骨科植入(rù)物

    公开数据显示,骨科植(zhí)入(rù)物(wù)占整个植入物市场规模的93%之多,预(yù)计2022年骨科植入物的市场(chǎng)规(guī)模(mó)高达290亿元。目前国内企业已经有(yǒu)一些(xiē)产品获(huò)批上市,也有与医院(yuàn)合(hé)作手术的(de)成功案例。

    国内主(zhǔ)要集(jí)中(zhōng)在金属和高分子材料上,国际上,多数国(guó)外厂商采用的是羟基磷灰石和(hé)聚乳酸(suān)复合(hé)材料,还有一些(xiē)骨科辅助器械则采(cǎi)用(yòng)的是石膏或树(shù)脂(zhī)材(cái)料。

    举几(jǐ)个例子,「爱康(kāng)医疗」的3D ACT钛(tài)合(hé)金骨小(xiǎo)梁髋臼杯(bēi)在2015年(nián)获得了上市许可;「艾科(kē)赛龙」也聚焦3D打印骨科(kē)耗材(cái),它(tā)的特点是具备介入式手术的导航板方案,帮助扫除(chú)手术盲(máng)区;「 欧比雅」与广州(zhōu)医科大(dà)学附属第三医院合作,帮助一名(míng)有十年病史的踝关节慢性骨髓炎患(huàn)者置换病灶骨骼(gé)。

    通(tōng)常我们有一(yī)些维度去评价骨科(kē)植入物的技术水平:材质的抗磨损性(xìng)能和生物相容性、孔(kǒng)隙率(lǜ)、摩擦系数、旋转活动度(分散应力)、铰链机制(防脱易植入)、承重方式(损耗程度)、补块垫(diàn)块的丰(fēng)富性(骨(gǔ)缺损处理(lǐ)方案的丰富性)、手术及翻修策(cè)略等等。

    (2)风口上的隐形牙(yá)套,正是(shì)3D打印(yìn)的成果

    3D打印的另一个细分赛道是数字化口(kǒu)腔修复,现在技术已经可以制作种(zhǒng)植牙、义齿、正畸产品等等,还可以达(dá)成(chéng)相关关节紊乱病的治疗(liáo)修复。

    隐形正畸正处于投资风口,正畸量在近几年来有着爆发式的(de)增长,诊所的毛(máo)利(lì)率(lǜ)通常在50%-75%。而隐形(xíng)正畸所用的隐形牙套(tào),正是3D打(dǎ)印的成果。

    3D打印(yìn)可(kě)以带给用户个(gè)性化的精准矫(jiǎo)形,扫描仪(yí)掌握数字化地口腔(qiāng)状况(kuàng),建立个性化的(de)口(kǒu)内3D数(shù)字模型,从而生产出“量身(shēn)定制(zhì)”的隐形牙套。根(gēn)据平安证券口腔(qiāng)报告测算,2017年中国国正(zhèng)畸病例大(dà)约206万例,每例(lì)按12000元计算,则中国正(zhèng)畸市场规模(mó)在 250亿左右(yòu)。

    对(duì)于义齿厂而言(yán),3D打印机不仅能够实现人工(gōng)替代(dài),还能够提高生产效率和品质。全国有4000多家义齿厂,随着(zhe)产(chǎn)业的升级、进口替代的加速,未来(lái)将有更多的(de)3D打(dǎ)印机进入义齿(chǐ)厂,未来(lái)五年市场规模有望(wàng)超10亿。

    以往困扰口腔医(yī)生的(de)是,初期设计的轮廓外形总是很难与(yǔ)最终得到的修复体一致(zhì),而3D打印就很(hěn)好地解决(jué)了这个问题(tí)。3D打印的(de)目标修复体导板,可以将修复蓝图可视化地呈现出来(lái),根据导板打印而成(chéng)的修复体(tǐ),可以做(zuò)到(dào)高精准度,让“理想”和“现(xiàn)实(shí)”达成一(yī)致。

    还有一些公司擅长(zhǎng)三维数据采(cǎi)集,为医(yī)院提供(gòng)手术前规划方案(àn),用可视化的(de)图像模拟手术,帮助医生更好地操作演(yǎn)练。这个赛道上,「浙江德尔达」的做法(fǎ)是(shì),通过对病患部位的三维重建,设计手术导板,手术导板就像是一个“手术用的地图”,让医生可以通过实体模型来规划手(shǒu)术;「即刻叁(sān)医(yī)疗」将(jiāng)3D技术应用在了(le)血管外科、肝(gān)胆外、肿瘤、颌面外科。

    数字化口腔(qiāng)赛道的公司(sī)相对较(jiào)多,包(bāo)括(kuò)此前文(wén)章提及的(de)「迅实科技」、「瑞通生物」、「UNIZ」、「 黑格(gé)智能(néng)」、「精唯信(xìn)诚(chéng)」、「长朗智能」等(děng)。

    (3)世界首颗3D打印心脏诞生

    "医(yī)疗(liáo)3D打印的进阶阶(jiē)段",就是细胞组织甚(shèn)至器官组织的3D打印。

    今(jīn)年4月(yuè)15日(rì),以色列特拉维夫大学研究人员宣布成功3D打印出世界首颗“完(wán)整(zhěng)”心脏的新闻轰动全球。一夜之间,“3D打印器官”仿佛触(chù)手可及,器官移(yí)植供体(tǐ)紧缺似乎不再(zài)是问题(tí)。

    然而(ér)冷静下(xià)来,我们会发现:这(zhè)个“心(xīn)脏”很小,并非人类尺寸;血(xuè)管系统并不完整,毛细血管未被打(dǎ)印出(chū)来;此“心脏”尚不具备泵(bèng)血功(gōng)能。

    尽管距真正可移植的(de)心(xīn)脏还有一段距离,但是(shì)这颗(kē)心脏的诞(dàn)生,仍然引起了巨大的轰动。为什(shí)么(me)呢?答案是,它与组织工(gōng)程(chéng)构(gòu)建技术有关。

    经典组(zǔ)织工(gōng)程构建首先需要(yào)两类材料(liào)——种子细胞和支架材(cái)料。支架(jià)材(cái)料顾名思义,起到(dào)的(de)即“支撑”作用。它为(wéi)种子细胞提供生长和发挥(huī)生物学功能的场所,需要具有模仿(fǎng)天然组织(zhī)的构建性能。种子细胞则是在支架(jià)材(cái)料上联结、生(shēng)长成(chéng)所需组织、器官的单位。

    怎样的(de)支架材料无毒、无(wú)免疫原性,具有良好的(de)生物(wù)相容性、合适(shì)的生物降(jiàng)解性,同时(shí)适合细(xì)胞生长?怎样获得多功能干细(xì)胞,并使其(qí)定向分化成所需的种子细胞(bāo)?如何维持所获组织、器官的细胞活(huó)性?怎样令(lìng)打印出的组织(zhī)/器件功能化?这些(xiē)都是(shì)摆在科学家和企业面前的问题。

    特拉维夫(fū)大(dà)学研究人员即是解(jiě)决了部分这些问题后,打印出了(le)具有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏。这同(tóng)时意味着,结构更简单的耳朵(duǒ)、气管(guǎn)、血(xuè)管等组织器(qì)官可以完(wán)全重现。无排异的组织移植(zhí)或许能先(xiān)一步到来。

    目前,36氪(kè)收集的公(gōng)开资料显示,全球(qiú)生物3D打印的市场(chǎng)规(guī)模在30亿元左右,全球领先的(de)生物3D打印公司包括美国的「Organovo」、日本的「Cyfuse Biomedical」、加拿大的「Aspect Biosesystems」等。而国内从事器官、血管(guǎn)等(děng)组织工(gōng)程3D打印(yìn)的企业(yè),仅有数家,分别为:「上普生物」、「迈普医学」、「捷诺飞生物(wù)科技」、「尤尼科技(jì)」、「蓝光英诺(nuò)」等。

    FDM和(hé)光固化是(shì)目前较为主流的打印(yìn)技术,上述”心脏“即(jí)是FDM技术下打印出(chū)来(lái)的(de)。光固(gù)化(huà)技(jì)术的优(yōu)势在(zài)于成型容易(yì),但是容易产生毒性(xìng)问题。

    细(xì)胞打(dǎ)印产业(yè)化(huà)的难(nán)点(diǎn),除(chú)了技术(shù),还有伦理道德乃至风险(xiǎn)控制。社会对此类(lèi)产品的接(jiē)受程度、生产过程中可能带来的病毒等风险,也在(zài)一(yī)定程(chéng)度上(shàng)制约了行(háng)业(yè)的发展。

    据(jù)悉(xī),现在企业提供的(de)业(yè)务(wù)多为:生物3D打印机的定制、售卖;生物墨水(shuǐ)等(děng)其他耗材的定制(zhì)、售卖;生物仿真模型(xíng)的打印(yìn)服务(wù)等。目前行业内可降(jiàng)解组织工程支架的打印(yìn)相对成熟,细胞(bāo)、组织、器官的3D打(dǎ)印处于科研应用阶段的居多。

    短期上看,生物(细胞)3D打印比较现实的落地场景在于,打印(yìn)具有单一功能的(de)类组织来进行体外药(yào)检(jiǎn)、病毒理测试,乃至化妆品(pǐn)、保健品的(de)效果(guǒ)测试。往远了看,即最终应是(shì)实现器官移植,造福人类。

    随(suí)着技(jì)术的日益成熟(shú),3D打印产品的生产(chǎn)制作或许(xǔ)将不再是(shì)最大难题。行(háng)业玩家们共同面临的问题,其实是政(zhèng)策(cè)审批的问题。

    由(yóu)于医疗(liáo)3D打印(yìn)产(chǎn)品可能会直接用于人(rén)体,且产品都是根据(jù)患者情(qíng)况个(gè)性化定制的,每位患(huàn)者的情况(kuàng)都会有所(suǒ)不同,所以对它的审批是非常(cháng)严格谨慎的,相关(guān)政策滞后于技术。

    3D打印产品以(yǐ)往没有适用(yòng)的取证规范,定制化的产品导致取证成本很大,用在每一个身体部(bù)位都(dōu)需要申(shēn)请一张医疗器械(xiè)证,取证成本极高(gāo)。

    最新的动(dòng)态(tài)是,今年7月国家出台(tái)了一项新(xīn)政(zhèng)策(cè),预计能为医疗3D打(dǎ)印带来强心剂。

    这项新政是《定制式医疗器械监督(dū)管理规定(试行)》,规定(dìng)了(le)定制式医疗器械的备案管理、设(shè)计加工(gōng)、使用管理、监督管理的规范,从明年1月1日起施行(háng)。

    纵观整个3D打印市场,其应(yīng)用范围非常广泛,从医(yī)用(yòng)至工业至消费,都(dōu)可以看到3D打印的身影(yǐng)。

    医用(yòng)领域包括(kuò)医用手术导板、医疗植入物(wù)、齿科模型及相关矫正(zhèng)设(shè)备、金属牙冠等物件的制造;

    工业(yè)方面,有工业产品设计开发、复杂(zá)小(xiǎo)型金属精密零件、航空航天复杂金属构件、飞机大(dà)型复杂金属构件、航空航天领(lǐng)域用工程塑料零部件、汽车、家电等领域零部件制造、铸造用蜡模制作以(yǐ)及(jí)建(jiàn)筑(zhù)建造;

    在消费领域则包括,手办制(zhì)作、珠(zhū)宝设计(jì)与制作、创(chuàng)意产品制作与生产、以及食品(pǐn)制作等。

    这篇(piān)文章,36氪只盘点(diǎn)了最热(rè)门的医疗3D打(dǎ)印。接(jiē)下来,36氪还(hái)将聚(jù)焦3D打印在其他行业的应用,进(jìn)行分析和(hé)盘点。

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    更新时间:2025-07-15 00:34 来源:www.zhuzhou.jiaxing.zz.pingliang.ww38.viennacitytours.com