1.1.1 中國3D打印行業短期發展趨勢
一、3D打印帶來服務和影響模式的創新
3D打印產業鏈涉及到很多環節,包括3D打印機設備制造商、3D模型軟件供應商、3D打印機服務商和3D打印材料的供應商。因此圍繞3D打印的產業鏈會產生很多機會。在3D打印產業鏈里,除了出現大品牌的生產廠商外,也有可能出現基于3D打印提供服務的巨頭。以下兩個例子說明3D打印服務的創新。
Shapeways公司并不直接出售打印機,而是通過社交網絡把“全價值鏈”搬到了線上。用戶在網站注冊后,既可以把自己的產品設計上傳到網站,也可以購買現有的3D設計圖,再選擇和購買原材料,就可以下單,公司會將打印出來的成品送貨上門。此外,用戶也可以在線展示和銷售產品,并將產品賣給其他人。目前該公司已有近15萬個平臺會員,6000余設計者,至2012年6月20日,已經打印了100多萬個3D產品,最受歡迎的是珠寶首飾、iPhone手機套和玩具火車。
Quirky公司的特色是眾包:公司通過Facebook和Twitter等社會媒體接收公眾提交的產品設計思路,并由公司的注冊用戶進行評論和投票表決,如此每周挑選出一個產品進行3D打印生產,參加產品設計和修正過程的眾包人員可分享30%的營業額。Quirky的模式關鍵之處在于給發明者提供了一個優秀的平臺,這里可以把自己的創意變成實物,并且通過Quirky自己和包括美國亞馬遜在內多個電子商務平臺進行銷售,設計者會從銷售中提成。
二、3D打印產業將面臨諸多的挑戰
中投顧問在《2016-2020年中國3D打印產業深度調研及投資前景預測報告》中提出:目前中國3D打印技術發展面臨諸多挑戰,總體處于新興技術的產業化初級階段,主要表現在:一是產業規模化程度不高。3D打印技術大多還停留在高校及科研機構的實驗室內,企業規模普遍較小。二是技術創新體系不健全。創新資源相對分割,標準、試驗檢測、研發等公共服務平臺缺乏,尚未建立起產學研用相結合的技術創新體系。三是產業政策體系尚未完善。缺乏前瞻性、一致性、系統性的產業政策體系,包括發展規劃和財稅支持政策等。四是行業管理亟待加強;五是教育和培訓制度急需加強。
1.1.2 中國3D打印行業中期發展趨勢
從中期來看,與傳統的制造技術形成互補。相較于傳統生產方式,3D打印技術的確是重大的變革,但目前和近中期還不具備推動第三次工業革命的本領,也不會是傳統制造業的終結者。目前的3D打印技術在復雜構件、新產品開發、協同制造和實現創意方面較有優勢,最理想的應用是在個性化或者定制化的領域。因此,近中期還不可能完全替代傳統的制造技術,應該是優勢互補。
3D打印技術雖然也許會重振部分發達國家制造業競爭力,但是短期內還難以顛覆整個傳統制造業模式。理由有三:一是3D打印只是新的精密技術與信息化技術的融合,相比于機器化大生產,不是替代關系,而是平行和互補關系;二是3D打印原材料種類有限,決定了絕大多數產品打印不出來;三是個性化打印成本極高,很難實現傳統制造方式的大批量、低成本制造。
1.1.3 中國3D打印行業長期發展趨勢
綜合3D打印產業的技術特點和發展現狀,未來行業發展存在以下趨勢特點:
一、3D打印個人消費保持高速增長
隨著“個人制造”的興起,在個人消費領域,3D打印行業預計仍會保持相對較高的增速。有助于拉動個人使用的桌面3D打印設備的需求;同時也會促進上游打印材料(主要以光敏樹脂和塑料為主)的消費。
二、3D打印金屬材料應用程度不斷加深
在工業消費領域,由于3D打印金屬材料的不斷發展,以及金屬本身在工業制造中的廣泛應用。前瞻預計,以激光金屬燒結為主要成型技術的3D打印設備,將會在未來工業領域的應用中,獲得相對較快的發展。中短期內,這一領域的應用仍會集中在產品設計和工具制造環節。
三、產業鏈上的專業分工會進一步深化
現階段,主要的3D打印企業一般以材料供應,設備制造和打印服務的綜合形式存在。這是由產業發展初期技術推廣和市場規模的限制所致。長期來看,產業鏈的各環節會產生專業化的分離:專業材料供應商和打印企業會出現,產品設計服務會獨立或向下游消費企業轉移。3D打印有望轉化為一個真正意義上的工具平臺。
四、國內3D打印市場前景廣闊
中投顧問在《2016-2020年中國3D打印產業深度調研及投資前景預測報告》中分析表明,國內3D打印技術的推廣與應用尚在起步階段,無論是工業應用,還是個人消費領域都存在廣闊的發展前景。對于工業領域而言,國內在激光熔覆方面的技術具有一定優勢,這有助于在以激光燒結為成型技術的3D打印設備制造和打印服務領域進行發展。對于個人消費領域,應用的推廣速度取決于對于3D打印這一技術認知的提高,以及相關輔助平臺,如軟件設計,制作文件庫的發展。
隨著智能制造的進一步發展成熟,新的信息技術、控制技術、材料技術等不斷被廣泛應用到制造領域,3D打印技術也將被推向更高的層面。未來,3D打印技術的發展將體現出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趨勢。
提升3D打印的速度、效率和精度,開拓并行打印、連續打印、大件打印、多材料打印的工藝方法,提高成品的表面質量、力學和物理性能,以實現直接面向產品的制造;開發更為多樣的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質材料及復合材料等,特別是金屬材料直接成型技術有可能成為今后研究與應用的又一個熱點;3D打印機的體積小型化、桌面化,成本更低廉,操作更簡便,更加適應分布化生產、設計與制造一體化的需求以及家庭日常應用的需求;軟件集成化,實現CAD/CAPP/RP的一體化,使設計軟件和生產控制軟件能夠無縫對接,實現設計者直接聯網控制的遠程在線制造;拓展3D打印技術在生物醫學、建筑、車輛、服裝等更多行業領域的創造性應用。
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