3D打印专利分析

　　随着3D打印技术的不断发展，越来越多的国家意识到未来3D打印产业的重要性。主要发达国家纷纷开始布局，陆续出台了相关政策和投资发展计划，大力发展3D打印产业，旨在占领新工业革命的前沿阵地。一方面，美国总统奥巴马在“国情咨文”中多次提及3D打印，并筹划建立3D打印国家创新中心，旨在提升美国制造业的竞争力;另一方面，从欧美各国新的太空探索计划中，也可以看到对3D打印技术相关项目的巨额资助。令人欣慰的是，在中国、西安、成都和武汉等城市，政府已经陆续开始着手对3D打印相关产业进行布局和规划，从设备研发、软件设计、材料制备和技术服务等众多环节全面鼓励发展3D打印产业。希望中国能够把握此次制造业转型改革机遇，成为世界3D打印产业强国。

　　目前3D打印可以替代的行业主要有金属制品业、工艺美术品制造、文教体育用品制造、

　　家具制造业、塑料制品业、橡胶制品业等。工艺美术品制造业的发展潜力和替代性都很好，但该行业本身产值较小;其次是金属制品、化学纤维制造业和非金属矿业制品业，替代性和发展潜力较好，且其本身市场未来发展的空间较大;而对于纺织服装、皮革皮毛羽毛制品来说，3D打印的替代性很小，未来的发展不抱有太大希望。

　　3D打印仍处于技术发展期

　　其实3D打印所依赖的基础技术已经被研发许久了，但一直处在不温不火的状态平稳发展。直到近年来随着3D打印热的持续发酵，其相关专利的申请量急转直上，实现了飞跃式的增长。

　　在3D打印领域专利技术的申请类型中，发明申请的数量多于实用新型，这说明3D打印这一新兴领域仍处于技术发展期，各大科技企业与科研院校的研发重点是该领域的核心技术，而非外围技术。

　　如果从3D打印技术专利申请的区域来看，中美日英韩5国，尤其中国是3D打印专利申请区域的集中地。一方面，我国拥有着巨大的3D打印市场被该领域几乎所有的国际巨头所认可;另一方面，我国也对3D打印技术进行了政策扶持，众多的科研院校及企业受此影响进入了3D打印领域。

　　三种打印技术较为完善

　　在3D打印技术的3D专利地图上，可以看出FMD、SLA、SLS技术是现阶段3D打印中的较为完善的技术分支，被绝大多数企业和科研机构所认可成为了专利地图上的山峰。

　　1.熔融挤压堆积成型(FDM)

　　FDM工艺的关键是保持半流动成型材料刚好在熔点之上(通常控制在比熔点高1℃左右)。该技术在20世纪90年代被发明，但在其问世的前20年一直默默无闻，直到近年来3D打印技术的热潮出现后相关专利的申请才大量爆发。

　　对于FDM技术专利的相关申请人进行排序，可以发现其前十位的主要申请人包括了科研院校、3D打印机生产商及磨具公司。尽管我国企业和院校在排名榜上取得了靠前的位置，但在市场上MakerBot和Stratasys等公司的产品

　　占据了较高的市场占有率。

　　基于此核心技术而开发3D打印机的主要市场竞争者为MakerBot和Stratasys两家公司。

　　2.激光固化光敏树脂成型(SLA)

　　1985年，查尔斯·赫尔(ChuckHull)实现了用激光照射液态光敏树脂，固化分层制作三维物体的技术，并以光固化立体造型技术(StereoLithographyApperance，SLA)获得了专利。次年，查尔斯·赫尔成立了3DSystems公司，并于1988年推出了第一个面向公众的商业打印机SLA—250。SLA技术高精度成型效果好的特点，使其被收市场追捧，因而在面世后一直以来都是被各大企业所重视，希望能够研发出收缩小、固化快、强度高的光敏材料。

　　在申请量上美日企业几乎独霸了该榜单

　　的前列，一方面3DSystems等作为该技术的发明者在该领域领跑，另一方面美日企业意识到SLA技术巨大的市场前景而为之投入研发。

　　3.选择性激光烧结(SLS)

　　SLS选择性激光烧结技术是由美国得克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年发明，DTM公司于1992年推出了该工艺的商业化生产设备SinterSation。几十年来，随着奥斯汀分校、DTM公司、3DSystems等国际巨头在SLS领域做了大量的研究工作，在设备研制和工艺、材料开发上取得了丰硕成果。国内也有多家单位进行SLS的相关研究工作，如华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、中北大学和隆源自动成型有限公司等，也取得了许多重大成果。

　　但从SLS技术专利申请数量上来看前十主要包括了各大3D打印机生产巨头及知名院校。值得欣喜的是我国企业不仅名列前茅更摘取了该项目申请量的桂冠，可见近年来中国在SLS领域的高投入换来了丰硕成果。