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§3D打印产业的发展现状

3D打印的产业化于20世纪80年代中后期产生于美国，而我国的3D打印产业出现于20世纪90年代中期，其技术水平一直紧随世界先进水平，在某些领域甚至处于世界领先水平。但在过去一段时间，我国3D打印产业化程度远远落后于美国、欧洲和日本。近十年来，随着我国对于该项技术产业应用的重视，我国的3D打印产业也得到了快速的发展。

3D打印产业的市场现状

1。全球3D打印产业的市场现状

据沃勒斯报告统计显示，近十年来全球3D打印产业已经展现出快速发展的态势，见图3-1。从行业产值的角度来看，其产值从1993年的不足1亿美元增长到2012年的22亿美元左右。需要说明的是，这里产值范围的统计仅包括两个方面，一是3D打印设备，二是3D打印材料以及外包的打印服务，即3D打印设备制作的最终零部件。其中3D打印服务在历年的产值中均占据了大约一半的份额。如果加上模具以及其他的服务、3D打印设备制造的中间产品、CAD模型设计以及设备使用教学等衍生市场的收入，2011年3D打印产业的产值就将近30亿美元。

从增长率来看，1993～2011年3D打印行业产值年复合增速为17。6%，而2010～2012年间，3D打印行业产值年复合增长率达到了27。4%，进入了一个快速发展的阶段。

从全球3D打印设备保有量和累计销售量来看，美国、欧洲、日本占据全球前三位，具有明显的比较优势。根据权威咨询机构沃勒斯2012报告显示，2011年全球3D打印产品与服务的销售额34在美国产生，欧洲各国位居全球第二，占比达到12%，而日本紧随其后，位居第三。相比欧洲和美国，国内的3D打印设备保有量存在很大的差距，截至2011年，国内的3D打印设备保有量占全球的比重为8。6%，表明国内推广这一技术的应用还相对缓慢，如图3-2所示。

而从3D打印设备的销售量可以看出，2011年末，工业级3D打印机在全球的销售量是4。9万台，美国制造了近34，欧洲各国和以色列的份额分别是10。2%和9。3%，中国生产的设备与日本差不多，占比仅为2。6%。

但值得注意的是：根据2011年的数据，关于3D打印设备的出货量，中国已经超过日本，占比提升至5%。同时，关于这一领域的销售份额，美国具有绝对优势，但美国的份额的确呈现下降态势。从技术应用的角度来看，3D打印目前可以应用于航空、国防、交通工具、医疗、工业设备、教育、珠宝、建筑和消费者产品市场。具体占比分布见图3-3。

根据2011年沃勒斯报告看出，随着3D打印技术的不断发展进步，其产品越来越多地应用于航空、航天和医疗等高附加值的行业，而在交通运输和个人消费电子品领域，3D打印设备的应用也仍然保持着较高比例。

此外，如图3-4所示，3D打印技术用于直接制造的比例呈现逐年上升的态势。归其原因可能基于两个方面，一是3D打印技术具有先天优势，个人创新得到有力促进，逐渐扩大了市场的规模；二是基于3D打印技术发展的完善，逐渐扩大适用于传统工业的直接制造领域的范围。

从产品结构来看，国外对于个人应用和工业应用同样重视，基于沃勒斯2011年报告的统计数据来看（如图3-5），在2011年，个人3D打印设备的销售量为23265台，增长率约为289。2%，同期工业用的3D打印设备销售6494台。

从公司的角度来看，在目前全球主要的3D打印公司中，3D　Systems和Stratasys公司两大巨头组成了第一梯队，生产了全球半数以上的3D打印机；EOS和Envisiontec等公司则在各自领域（如原料设备等）都有较突出表现，成为了第二梯队；此外还有众多提供服务或尚需引进技术设备的发展中小型企业构成第三梯队。

3D　Systems和Stratasys公司，两者均成立于上个世纪80年代。1986年，查尔斯·胡尔（Charles　W。Hull）开发出了光固化技术（SLA），并成立了3D　Systems公司。1989年，斯科特·克伦普（Sp）开发出了熔融沉积成型（FDM）技术，并依此设立了Stratasys公司。此后，两家公司又通过并购和研发获得了一些新型技术专利，真正成为3D打印产业的龙头企业。

两家公司在全球3D打印市场中的统治地位主要体现在专业3D打印机领域，两者合计就占据了2010年全球专业打印机销量份额的74%，其中Stratasys占56%，3D　Systems占18%，见图3-6。除此之外，作为个人打印机市场龙头企业的3D　Systems，2010年出货量统计为2500台（占个人打印机全球销量的42%）。而专注于专业打印机生产销售的Stratasys则没有将生产销售重点放在个人打印机终端。

Stratasys和3D　Systems不同还在于发展模式上。3D　Systems主营业务除打印机系统生产销售之外，还主打3D打印材料以及3D打印服务两个业务。从营业业绩上来看，三项业务基本上平分秋色。Stratasys在业务上很少涉及3D打印服务，而是更加专注于打印机系统的销售。此外，在公司扩张策略运用上，3D　Systems偏好于强力并购的发展模式，主要通过并购获取其它技术专利，同时将自己的业务范围逐步从专业打印机领域扩展到个人打印机领域（如收购BfB等），进而加强自身的服务业务（如收购Shapeway等）。而Stratasys很少进行并购行动，业务更是一直专注于专业打印机只是辅以少量服务而已。3D　Systems和Stratasys的并购历史见表3-1。

3D　Systems最初并不涉足个人打印机生产销售而仅生产专业和工业级别的打印机，此后通过并购个人打印机生产销售企业如Z。Corp、Vidar，开始涉足个人打印机领域。3D　Systems最初依靠光固化技术（SLA）起家，紧跟其后又通过并购和研发获得了关键技术，如激光选择性烧结、熔融堆积、多喷头三位打印（MJM）等技术。3D　Systems的产品无论是个人领域还是专业领域都很多，个人打印机包括Cube、ProJet1500等，专业打印机包括ProJet　3500　3D、ProJet　7000等，工业打印机包括sPro，　iPro等系列产品，见图3-7。3D　Systems公司2012年实现营业业务收入为3。54亿美元，与2011年相比，收入增加了53。5%，实现毛利润高达181。2亿美元的收入，与2011年相比增加66。2%。

3D　Systems和Stratasys作为两家龙头企业可看做3D打印行业发展的风向标。目前，欧美龙头企业领跑3D打印市场，2012年3D　Systems和Stratasys的产值已稳占全球3D打印行业收入规模的25。81%；同时从工业级打印机的出货量来看，Stratasys（加上最近合并的Solidspace和Objet）、3D　Systems等的出货量份额高达75%，见图3-8、3-9。因此说，在行业数据极其有限的情况下，可以将这两家龙头企业的发展状况看作是我们观察3D打印行业动向的风向标。

Stratasys公司作为全球最大的专业及工业级3D打印机生产商，截止2012年底，Stratasys总共实现销售3D打印设备29816台。其中，2012年Stratasys实现销售3D打印设备3357台，与2011年的2602台相比销量增加了29%。虽然2009年受到了金融危机的影响，但Stratasys在这之后，主营业务收入及利润均呈现大幅度上升，年复合增长率高达16。7%。2012年Stratasys收入高达2。15亿美元，与2011年相比大幅增长38%，毛利润也增长33。4%，达到1。09亿美元。

众所周知，Stratasys公司靠熔融堆积技术（FDM）起家，开发了uPrint、Dimension和Fortus等几个品牌的系列产品。2011年Stratasys又收购了Solidscape，获得了该公司DoD核心技术及其一系列产品经营权。2012年12月，Stratasys实现了与以色列公司Objet合并，又继承了Objet公司利用Polyjet技术生产的系列产品经营权。现在Stratasys公司在世界各国拥有500多个专利，涉及多个领头专业及工业级打印机生产商，其主要产品见图3-10。

按照用途及容量，Stratasys的打印机产品可以划分为Idea、Design和Produ三个系列。Idea系列主要提供桌面级的专业打印机，容量最小，旗下包括MoJo和uPrint两个品牌，均采用成熟的熔融堆积（FDM）技术，主要功能用于教学以及建立概念模型等。Design系列主要包括合并前Stratasys的Dimension家族系列产品和Objet公司的多个产品，主要功能用于快速建模和企业的设计研发过程，主要有Dimensioop共四个品牌。其中Dimension品牌产品采用传统的熔融堆积技术，使用材料是ABS塑料，打印出的产品韧性强度都很高，主要用于产品研发环节的适合度和功能检验；另外三个品牌则主要采用Objet公司的Polyjet技术，打印出的产品具有精确度比较高，表面极其光滑，能够精确地打印出构造较复杂的产品等优点，从容量上来看，ex的容量最大，Edeop最小。Design旗下Produ系列的产品可以应用于工业生产成品零件，主要包括Fortus和Solidscape两个品牌，采用新兴堆积熔融技术的Fortus打印机拥有最大容量和最多的材料选择，以最大的Fortus　900mc为例可以精确打印出直径近1。4米的零件，而采用原Solidscape公司的DoD技术更专注于消费和电子行业高精度零件的生产。

从发布的2013年中报业绩来看，3D　Systems实现了37。97%的环比增长，与此同时，Stratasys则实现115。84%的环比增长。但实际上，无论是3D　Systems还是Stratasys较高的增速很大程度上都来自于收购并购的影响。我们以3D　Systems为例（见图3-11），最近三年中报的收入增速分别为54。3%、56。8%和38%，但如果剔除收购并表的影响，其内生增速仅分别为24。3%、22。8%和26。3%。我们再看Stratasys，它2012年底收购以色列著名3D打印公司Objet的并表因素导致中报大增116%，公司发布的二季度业绩快报也显示表明，二季度同比内生增速仅为20%而已，见图3-12。

还有一些其它具有全球影响力的3D打印领域的公司。例如，一些从事个人打印机制造的公司也取得了不错的市场反应和销售收入。Printrbot是美国人Brook　Drumm于2011年末创立的打印机生产项目。项目的创始资金是通过创意方案的众筹网站平台Kickstarter募集的，从2011年11月17日到12月27日短短一个月时间便接到了830827美元的资金，是Kickstarter当时募集资金最多的项目。Brook　Drumm设计了最简单最容易组装的Printrbot系列打印机组件，购买者用不到一个小时的时间便可以用购买的全套组件组装成一台打印机，一套打印机组件的价格最高不超过800美元，最低能低至300美元。Printrbot也提供组装好的打印机，价格大约要比同一型号未组装的组件贵150～200美元。

截止到2013年6月，Printrbot共有4种型号的打印机，分别是Printrbot　Simple（图3-13左图）、Printrbot　Jr（图3-13右图）、Printrbot　Ltrbot　Plus，其中卖得最好的是Printrbot　Jr（全套组件售价400美元）。打印机都是采用熔融堆积技术。2012年项目第一年公司就卖出了3000台的打印机，销售额达到100万美元，绝大多数的销售来自12月和2013年1月这两个月。Printrbot将目标对准学校，是希望让更多学校使用它们的高性价比3D打印机。

&　Industries公司自Bre　Pettis于2009年在纽约创立以来就一直遵循迅速扩张的轨迹。从2009年到2011年公司占据了16%的3D打印机市场份额。在2011年，Makerbot拥有21。6%的市场份额，到2012年，MakerBot估计它的份额已经跃升到25%以上。目前，世界上有超过15000台MakerBot3D打印机。MakerBot　2011年8月从投资者那里融资了1000万美元，其中包括亚马逊的创始人杰夫·贝索斯得。MakerBot现在主推的产品是Replicator　2（售价2199美元）和高级版的高端产品Replicator　2X（售价2799美元），打印出的产品已经能达到非常高的精度，可以实现非常复杂的物品打印。

Type　A　Maes则是美国一家2012年刚刚成立的3D打印机生产公司。公司现有机型Series　1，售价1695美元，被《Make》杂志评为中等型号的最佳个人打印机。公司发展迅猛，仅2012年1月份Type　A就卖出超过100台Series　1打印机，发展潜力很大。

波兰的Trinity　Labs公司创立于2011年，制造的是RepRap打印机。2012年公司卖出了MendelMax型3D打印机的350个工具包，但是由于组装打印机需要400个零部件，这款机型很难让消费者接受。2013年1月Trinity　Labs开始卖Aluminatus型3D打印机，拥有320mm　x　320mm　x　350mm打印容量，这是目前市场上构建容量最大的3D打印机，售价仅为2200美元。

以Shapeways为代表的是专注服务模式的公司，该公司通过社交网络将“全价值链”搬到线上，并不直接出售打印机。通过网站的注册，用品可以购买现有的3D设计图，也可以将自己的产品进行设计上传到网站，对原材料进行选择和购买，然后就可以下单，打印出来的成品就由公司送货上门。

2。中国3D打印产业市场现状

相比全球市场而言，中国区市场规模目前还偏小。2012年，全球3D打印的市场规模达到22亿美元，如图3-14所示，中国3D打印市场规模只有3亿美元左右，占比约10%。但是，在近年中国有希望跃升为全球最大的3D打印市场。亚洲制造业协会首席执行官、中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军表示，未来三年内，中国的3D打印市场可能由当前的3亿美元上升至20亿美元。美国沃勒斯公司作为全球3D打印产业的权威研究机构，其总裁特里·沃勒斯在会上也表示，中国的3D打印市场具有很大的潜力，但中国离全球相关最大市场还有一段距离，还需要较长时间才能达到这个目标。

从技术发展的角度来说，如前所述，国内的技术发展水平其实并不落后于国外，某些领域甚至处于世界领先水平。但从产业化的程度来看，国内产业化程度较低。

国内主要有两类产业化平台，第一类的发展模式是“产学研”共建，依托高校和科研机构，即高校系。武汉滨湖机电技术有限公司、陕西恒通智能机械有限公司、北京太尔时代科技有限公司以及北京殷华激光快速成型与模具技术有限公司都是代表性的公司。第二类公司主要是依托海外技术背景，如北京隆源、湖南华曙高科公司，即海归系。

20世纪90年代中期，中国进入快速成型设备使用和3D打印技术产业化的第一个**，一些大型电子设备厂商、汽车厂商开始“尝鲜”，涌现出了一批以高校为代表的企业。