3D打印產業高潮迭起 發展機遇與當前障礙分析

在全球3D打印滾滾浪潮的催動之下，3D打印產業日漸迎來了新的曙光。目前,各國政府對增材制造的研發紛紛給予了重視，其中加拿大政府1900萬加拿大幣，英國政府1470萬英鎊，中國政府4500萬美金，新加坡5年內投入4億美金，德國投入2460萬美金，美國3.9億美元。

　　相比與增材制造的發展前景和政府的重視來說，增材制造當前的市場是非常小的。根據Wohlers報告，2015年3D打印的設備與材料銷售金額為24億美金，其中15億美金為打印設備，7.7億美金是增材制造材料的銷售。2015年3D打印服務的銷售收入約為28億美金，其中17億美金來自打印服務公司。

　　亞太、美國、西歐將占領3D打印的全球市場重要版圖，三大市場的占有率將從2014年的59.2%提升到2019年的70%。根據IDC的預測，中國將是3D打印硬件和服務的領頭羊。

　　從3D打印的應用角度看，雖然關于3D打印進入生產的呼聲很高，但是根據麥肯錫和投資公司Piper Jaffrey的預測，直接零件生產目前約占增材制造應用的30%。限制3D打印進入生產領域的主要障礙包括：成本、時間、設計思路和領導人的遠見。當前，在美國，3D打印進入產業化的典型應用包括：GE通過增材制造來加工噴油嘴，另外就是90%的助聽器塑料殼是由3D打印生產出來的。

　　3D打印的當前兩大主要應用是原型和模具。根據橡樹嶺國家實驗室的預測，到2020年模具市場有望達到687億美金，其中美國增材制造在模具領域的市場預計達到88億美金。而2015年，美國增材制造在模具應用領域的市場為8億美金。

　　醫療應用增材制造發展的障礙

　　醫療模型方面，在開發更先進的模型和植入物的一個限制因素是準確的模擬身體零件所需的可用材料有限。例如，精確的模型主動脈，最有效的模擬彈性蛋白、膠原蛋白與肌肉材料。

　　生物打印方面，從材料到打印方案，再到商業化有很長的路要走，什么樣的公司能夠獲得資金的支持，并堅持下來是對創業者意志力和投資人眼光的雙重考驗。

　　植入物領域，如何預測與控制臨床失敗的風險。

　　航空航天增材制造發展的障礙

　　由于質量風險的原因，一級制造商不愿意將關鍵零部件的生產外包出去， 政府和原始設備制造商對此類應用的規范和標準十分嚴格。

　　當前的增材制造水平與不同的設備和材料關系很大，與工藝處理的水平也息息相關。在這種情況下，一級制造商只能自己通過增材制造來開發零件或者外包給關鍵且信任的供應商。從而在市場上留給打印服務商或者是二級供應商進入到增材制造領域的機會變得十分少。

　　后處理的成本經常與增材制造的成本接近。

　　材料方面增材制造發展的障礙

　　很多情況下，金屬打印對于原型制造來說過于昂貴

　　主要的設備廠商打印材料不開源，新材料的開發收到限制

　　主要的設備廠商的專利組合支持不開源材料

　　市場上可替代的便宜材料選擇少

　　小而分散的市場限制了主要材料公司的興趣。