3D打印技術源自19世紀美國研究的照相雕塑和地貌成型技術，學界將其稱為(wei) “快速成型技術”。1986年美國科學家查爾斯·胡爾利用一種叫光敏樹脂的液態材料，發明出世界上第一台3D打印機。隨後胡爾以這種技術為(wei) 基礎成立了世界上第一家3D打印設備公司3DSystems，並於(yu) 1992年賣出了第一台商業(ye) 化產(chan) 品。上世90年代3D技術經曆過一波快速發展，例如1989年美國得克薩斯大學卡爾提出選擇性激光燒結(SLS)技術，1990年麻省理工學院申請了“三維印刷技術”專(zhuan) 利等。本世紀至今全球越來越多的公司先後涉足3D打印製造，目前全球已經產(chan) 生兩(liang) 家行業(ye) 巨頭Stratasys公司和3DSystems。根據WohlersAssociates統計，2013年3D打印市場規模達到28.43美元，同比增長29%，預計未來3D打印市場將保持快速增長的勢頭。中國物聯網校企聯盟把3D打印稱作“上上個(ge) 世紀的思想，上個(ge) 世紀的技術，本世紀的市場”。

　　“3D打印”是一類將材料逐層添加來製造三維物體(ti) 的“增材製造”技術的統稱，其核心原理是：“分層製造，逐層疊加”，類似於(yu) 高等數學裏柱麵坐標三重積分的過程。區別於(yu) 傳(chuan) 統的“減材製造”，3D打印技術將機械、材料、計算機、通信、控製技術和生物醫學等技術融合貫通，具有縮短產(chan) 品開發周期、降低研發成本和一體(ti) 製造複雜形狀工件等優(you) 勢，未來可能對製造業(ye) 生產(chan) 模式與(yu) 人類生活方式產(chan) 生重要的影響。

　　按照3D打印的成型機理，通常將3D打印分為(wei) 兩(liang) 大類：沉積原材料製造與(yu) 黏合原材料製造，涵蓋十多種具體(ti) 的三維快速製造技術，較為(wei) 成熟和具備實際應用潛力的技術有5種：SLA-立體(ti) 光固化成型、FDM-容積成型、LOM-分層實體(ti) 製造、3DP-三維粉末粘接和SLS-選擇性激光燒結。

　　具體(ti) 到細分類型，不同的成型原理對材料的要求也不同。目前SLA技術主要采用液態光敏樹脂，FDM技術主要使用絲(si) 狀熱熔性塑料，LOM使用薄膜材料，SLS使用金屬粉末，而3DP可使用金屬粉末或塑料粉末等。反過來講，材料本身的物理特性又會(hui) 限製不同技術的應用。

　　立體(ti) 光固化成型的成形速度快，精度相對較高，且外形表麵好，但限於(yu) 光敏樹脂的物理特性，其3D打印產(chan) 品主要用於(yu) 代替熔模精密鑄造中的蠟模和原型設計驗證方麵，而很少作為(wei) 功能性零件使用。目前3D打印技術中唯一可桌麵化的技術是FDM，京東(dong) 商城所售的3D打印機就是基於(yu) 這種技術，使用ABS或PLA絲(si) 狀、線狀材料製作玩具；而在工業(ye) 中FDM使用的絲(si) 狀才來主要是工程塑料，其產(chan) 品多為(wei) 塑料件、鑄造蠟模和樣件等。SLS是3D技術中最具潛力製備功能性零件的技術，SLS可再細分為(wei) 金屬粉末和粘結劑混合燒結、金屬粉末激光燒結和金屬粉末壓坯燒結；SLS主要優(you) 勢是製作相對高強度的金屬製品，在高端製造領域中完成樣件功能試驗或裝備模擬。南京航空航天大學用Ni基合金混銅粉進行燒結成型的試驗，成功地製造出具有較大角度的倒錐形狀的金屬零件。

　　傳(chuan) 統機械製造是基於(yu) 削、鑽、銑、磨、鑄和鍛等“減”材製造基本工藝的組合，工件的製造一般要經過多個(ge) 工藝的組合才能完成。而3D打印技術秉承“分層製造，逐層疊加”核心原理，是一體(ti) 成型技術，一台3D打印機就可以完成整個(ge) 工件的製造。從(cong) 工業(ye) 應用領域來看，目前3D打印適於(yu) 小批量、造型複雜的非功能性零部件；大多在汽車、航天等領域內(nei) 用於(yu) 製造樣件和模具等；而傳(chuan) 統的機加工製造就適用於(yu) 大規模、需要量產(chan) 的部件，並廣泛應用在幾乎所有領域。從(cong) 使用的材料來分析，受製於(yu) 技術的需要，3D打印技術目前使用的材料多為(wei) 塑料、光敏樹脂和金屬粉末等材料，這與(yu) 傳(chuan) 統機加工可以使用幾乎任何材料相比要少很多。但3D打印就像其技術特點一樣，幾乎不產(chan) 生浪費，材料的利用率可超過95%；而傳(chuan) 統的“減”材製造，不同程度要產(chan) 生許多廢料。

　　如今，3D打印技術已經在社會(hui) 公眾(zhong) 中引起了較大的反響，多個(ge) 企業(ye) 宣布即將進入或已經進入3D打印領域，業(ye) 界也有學者認為(wei) 3D打印將是推動第三次工業(ye) 革命的重要內(nei) 容，將在製造業(ye) 掀起顛覆性的革命。但是，近代裝備製造業(ye) 經過數百年的積累和發展，形成了配套完善、功能齊全產(chan) 業(ye) 基礎；新世紀以來，傳(chuan) 統製造業(ye) 中不斷引入新一代信息技術，正在向智能化、數字化與(yu) 網絡化的現代先進製造業(ye) 轉變。從(cong) 技術上來說，3D打印技術有待未來突破自身的限製，取代傳(chuan) 統製造業(ye) 的道路也許會(hui) 很漫長。但3D打印技術可與(yu) 傳(chuan) 統製造業(ye) 技術互補，共同推進現代製造業(ye) 的轉型。此外，3D打印技術本身也在不斷改進，不斷有新的應用材料出現，應用領域也在逐步拓展。

　　1、3DSystems和Stratasys是全球3D打印市場的兩(liang) 大龍頭

　　全球3D打印市場中，最大的兩(liang) 家公司是3DSystems和Stratasys，兩(liang) 者均成立於(yu) 20世紀80年代。1986年，查爾斯·胡爾(CharlesW.Hull)開發出光固化技術(SLA)，並成立了3DSystems公司。1989年，斯科特·克倫(lun) 普(ScottCrump)開發出熔融沉積成型(FDM)技術，並依此設立了Stratasys公司。此後，兩(liang) 家公司又分別通過並購和研發獲得了一些新型技術專(zhuan) 利，逐步成為(wei) 3D打印產(chan) 業(ye) 的龍頭企業(ye) 。

　　兩(liang) 家公司在全球3D打印市場中的統治地位主要體(ti) 現在專(zhuan) 業(ye) 3D打印機領域，兩(liang) 者合計占據了2010年全球專(zhuan) 業(ye) 打印機銷量的74%，其中Stratasys占56%，3DSystems占18%。此外，3DSystems還是個(ge) 人打印機市場的龍頭企業(ye) ，2010年出貨量達到2500台(占個(ge) 人打印機全球銷量的42%).Stratasys則更加專(zhuan) 注於(yu) 專(zhuan) 業(ye) 打印機的生產(chan) 銷售，沒有涉及個(ge) 人打印機。

　　Stratasys和3DSystems在發展模式上也有所不同。3DSystems業(ye) 務較廣，涉及3D打印材料，打印機係統以及3D打印服務三個(ge) 業(ye) 務範圍，且三項業(ye) 務基本上評分秋色。Stratasys在業(ye) 務上則更加專(zhuan) 注於(yu) 打印機係統的銷售，3D打印服務涉及較少。此外，在公司擴張策略上，3DSystems采取了強力並購的發展模式，通過並購獲取其它技術專(zhuan) 利，並將自己的業(ye) 務範圍從(cong) 專(zhuan) 業(ye) 打印機領域擴展到個(ge) 人打印機領域(如收購BfB等)，加強自己服務業(ye) 務(如收購shapeway等)。而Stratasys並購行為(wei) 則較少，業(ye) 務也一直專(zhuan) 注於(yu) 專(zhuan) 業(ye) 打印機，並輔以少量服務。

2、Stratasys公司是全球最大的工業(ye) 級3D打印機生產(chan) 商

　　Stratasys公司靠熔融堆積技術(FDM)起家，開發了uPrint，Dimension和Fortus幾個(ge) 品牌的產(chan) 品，2011年Stratasys收購Solidscape，獲得了該公司DoD技術及其一係列產(chan) 品，2012年12月，Stratasys同以色列公司Objet合並，又擁有了Objet公司利用Polyjet技術生產(chan) 的係列產(chan) 品。現在Stratasys公司已經是在世界各國擁有500多個(ge) 專(zhuan) 利的領頭專(zhuan) 業(ye) 及工業(ye) 級打印機生產(chan) 商。

　　Stratasys的打印機產(chan) 品按照用途及容量分為(wei) Idea，Design和Production三個(ge) 係列。Idea係列提供桌麵級的專(zhuan) 業(ye) 打印機，容量最小，包括MoJo和uPrint兩(liang) 個(ge) 品牌，均采用熔融堆積(FDM)技術，主要用於(yu) 教學以及建立概念模型等。Design係列包括合並前Stratasys的Dimension家族的產(chan) 品和Objet公司的產(chan) 品，主要用於(yu) 快速建模和企業(ye) 的設計研發過程，共Dimension，Connex，Eden和Desktop四個(ge) 品牌。其中Dimension品牌產(chan) 品采用熔融堆積技術，使用材料是ABS塑料，打印出的產(chan) 品韌性強度都很高，適合用於(yu) 產(chan) 品研發環節的適合度和功能檢驗；另外三個(ge) 品牌采用Objet公司的Polyjet技術，打印出的產(chan) 品精確度較高，表麵光滑，能夠精確的打印出構造非常複雜產(chan) 品，Connex的容量最大，Eden次之，Desktop最小。Design係列的Production係列的產(chan) 品可以應用於(yu) 直接工業(ye) 生產(chan) 成品零件，包括Fortus和Solidscape兩(liang) 個(ge) 品牌，采用堆積熔融技術的Fortus打印機擁有最大容量和最多的材料選擇，最大的Fortus900mc可以打印出直徑近1.4米的零件，而采用原Solidscape公司的DoD技術則專(zhuan) 注於(yu) 為(wei) 消費和電子行業(ye) 直接生產(chan) 高精度的零件。

　　3、3D Systems既從(cong) 事3D打印機生產(chan) ，也提供打印服務

　　3DSystems是另一個(ge) 美國3D打印生產(chan) 和服務巨頭。3DSystems業(ye) 務範圍較廣，除了打印機銷售外，還提供一係列的3D打印服務，包括3D掃描，設計工具，產(chan) 品打印等。3DSystems最初僅(jin) 生產(chan) 專(zhuan) 業(ye) 和工業(ye) 級別的打印機，此後通過並購如ZCorp，Vidar等企業(ye) 開始涉足個(ge) 人打印機生產(chan) 銷售。

　　3DSystems最初由光固化技術(SLA)起家，此後通過並購和研發獲得了激光選擇性燒結，熔融堆積，多噴頭三位打印(MJM)等技術。3DSystems的產(chan) 品很多，個(ge) 人打印機包括Cube，ProJet1500等，專(zhuan) 業(ye) 打印機包括ProJet35003D，ProJet7000等，工業(ye) 打印機包括sPro，iPro等係列產(chan) 品。

　　4、ExOne提供工業(ye) 級打印機的生產(chan) 銷售與(yu) 3D打印服務

　　ExOne公司是另一家提供3D打印機及打印產(chan) 品的美國公司。公司於(yu) 2003年成立，主要業(ye) 務是工業(ye) 級打印機的生產(chan) 銷售與(yu) 3D打印服務，2012年主營業(ye) 務收入已經達到2865.7萬(wan) 美元，並於(yu) 2013年2月在納斯達克交易所上市。

　　公司僅(jin) 生產(chan) 工業(ye) 級打印機，收入的來源一是打印機的銷售，二是通過產(chan) 品服務中心提供3D打印服務及其他。打印機銷售和產(chan) 品服務中心的業(ye) 務範圍為(wei) 美國、德國和日本三國。公司在長期規劃中計劃逐步提高服務對收入的貢獻，增加產(chan) 品服務中心的數量。

　　ExOne的產(chan) 品主要應用於(yu) 航空、汽車、重型機械和能源石油天然氣四個(ge) 領域。公司的客戶包括波音、福特、寶馬、卡特皮勒等企業(ye) 。

　　ExOne生產(chan) 的3D打印機建立在四個(ge) 平台之上，按照打印機容量從(cong) 大到小分別是Max，Print，Flex和Lab。四個(ge) 平台采用的技術相似，都是由麻省理工大學(MIT)研發的專(zhuan) 利技術，基本原理是利用粘合劑將鋪平的材料粉末逐層粘合。公司現有的主要產(chan) 品也是按照四個(ge) 平台劃分的。Max平台提供最大型號的打印機，擁有最大的容量和最強的打印能力，代表產(chan) 品為(wei) SMax和S15(SMax之前產(chan) 品).Print平台的打印機為(wei) 中等型號的打印機，主要產(chan) 品為(wei) SPrint和MPrint.Flex平台的打印機為(wei) MFlex，容量比Print更小一些，是ExOne最新推出的產(chan) 品。SLab的產(chan) 品主要用作教學和科研，容量最小。S係列的主要用於(yu) 建立模型模具，M係列的主要用於(yu) 直接打印。

　　5、其它具有全球影響力的3D打印領域的公司

　　此外，一些從(cong) 事個(ge) 人打印機製造的公司也取得了不錯的市場反應和銷售收入。

　　Printrbot是美國人BrookDrumm於(yu) 2011年末創立的打印機生產(chan) 項目。項目的創始資金是通過創意方案的眾(zhong) 籌網站平台Kickstarter募集的，從(cong) 2011年11月17日到12月27日短短一個(ge) 月時間便接到了830827美元的捐款，是Kickstarter當時募集資金最多的項目。BrookDrumm設計了最簡單最容易組裝的Printrbot係列打印機組件，購買(mai) 者用不到一個(ge) 小時的時間便可以用購買(mai) 的全套組件組裝成一台打印機，一套打印機組件的價(jia) 格最高不超過800美元，最低能低至300美元。Printrbot也提供組裝好的打印機，價(jia) 格要比同一型號未組裝的組件價(jia) 格貴150-200美元。

　　截至2013年6月，Printrbot有4種型號的打印機，分別是PrintrbotSimple，PrintrbotJr，PrintrbotLC，PrintrbotPlus，其中賣得最好的是PrintrbotJr(全套組件售價(jia) 400美元)。打印機采用的都是熔融堆積技術。2012年項目第一年時間公司就賣出了3000台的打印機，銷售額達到100萬(wan) 美元，絕大多數的銷售來自12月和2013年的1月這兩(liang) 個(ge) 月。Printrbot將目標對準學校，希望讓更多學校使用它們(men) 的高性價(jia) 比3D打印機。

　　MakerBot Industries公司自BrePettis於(yu) 2009年在紐約創立以來就遵循迅速擴張的軌跡。目前，超過15000台MakerBot3D打印機在世界上。MakerBot2011年8月從(cong) 投資者那裏融資了1000萬(wan) 美元，其中還包括亞(ya) 馬遜的創始人傑夫˙貝索斯得。MakerBot現在主推的產(chan) 品是Replicator2(售價(jia) 2199美元)和高級版的高端產(chan) 品Replicator2X(售價(jia) 2799美元)，打印出的產(chan) 品已經能達到非常高的精度，能實現非常複雜的物品打印。

　　TypeAMachines是美國一家2012年剛剛成立的3D打印機生產(chan) 公司。公司現有機型Series1，售價(jia) 1695美元，被《Make》雜誌評為(wei) 中等型號的最佳個(ge) 人打印機。公司發展迅猛，僅(jin) 2012年一月份TypeA就賣出超過100台Series1打印機，發展潛力很大。

　　波蘭(lan) 的TrinityLabs公司創立於(yu) 2011年，製造RepRap打印機。2012年公司賣出了MendelMax型3D打印機的350個(ge) 工具包，但是由於(yu) 需要組裝打印機需要400個(ge) 零部件，讓這款機型很難讓消費者接受。2013年1月TrinityLabs開始賣Aluminatus型3D打印機，擁有320mmx320mmx350mm打印容量，這是目前市場上構建容量最大的3D打印機。售價(jia) 為(wei) 2200美元。

　　中國從(cong) 事3D打印的公司數量很多，但影響力較小

　　隨著技術及設備開發的不斷進步，中國3D打印市場也呈現良好發展勢頭，逐步實現了商品化，技術設備在產(chan) 品設計、快速模具製造、鑄造、醫學等領域的應用也日趨深入。

　　但中國從(cong) 事3d打印的公司數量已經很大。全世界大約有100家公司從(cong) 事3d打印行業(ye) ，但是中國就有30多家。

　　1、軍(jun) 工激光成形製造的龍頭：中航重機

　　中航重機於(yu) 2011年7月同其控股子公司中航(沈陽)高科技有限公司、王華明研發團隊共同投資成立中航激光成形製造有限公司，正式挺入3D打印行業(ye) 。王華明教授是北京航空航天大學激光製造的學術帶頭人，其團隊因在飛機鈦合金大型整體(ti) 關(guan) 鍵構件激光成形技術研究的卓越成就而獲得2012年度國家技術發明獎一等獎。中航激光正式將此技術產(chan) 業(ye) 化的平台。中航激光利用3D打印技術生產(chan) 的複雜關(guan) 鍵金屬零件或將被應用於(yu) 大型運輸機、艦載機、C919大型客機、殲擊機等飛機上。#p#分頁標題#e#

　　2、我國較早進入3D打印市場的企業(ye) ：北京隆源

　　北京隆源自動成型係統有限公司是我國較早進入3D打印市場的企業(ye) ，公司於(yu) 1994年成立，創始人是當時清華大學高分子材料研究所的研究員馮(feng) 濤先生。公司創立當年便研製成功了中國第一台利用選擇性激光燒結技術(SLS)的快速成型設備。2003以後，隆源又與(yu) 華南理工大學合作研究選擇性激光燒結技術(SLS)。現在隆源的業(ye) 務範圍的重點是航空軍(jun) 事、汽車製造領域，對醫療領域也有涉足。已成為(wei) 我國3D行業(ye) 的領頭企業(ye) 之一。

　　3、快速成形設備製造領域的龍頭企業(ye) ：北京太爾時代

　　北京太爾時代科技有限公司，前身是北京殷華激光快速成形與(yu) 模具技術有限公司，成立於(yu) 1993年。從(cong) 事多種技術工藝的3D打印設備生產(chan) 。太爾時代的技術支持依靠的是清華大學顏永年教授的科研團隊。太爾時代公司產(chan) 品廣泛服務於(yu) 工業(ye) 製造、航空航天、動漫設計、醫療、教育等多個(ge) 領域，同時研發銷售專(zhuan) 業(ye) 級3D打印機和個(ge) 人打印機。2012年公司設計的UP！打印機獲得美國《make》雜誌個(ge) 人打印機評比中最高的評價(jia) 。太爾時代產(chan) 品覆蓋國內(nei) 26個(ge) 省/市區域，並遠銷歐洲、中亞(ya) ，產(chan) 品銷售量和市場占有率均處於(yu) 行業(ye) 領先地位。目前太爾時代目前已經成為(wei) 快速成形設備製造領域的龍頭企業(ye) 。

　　4、產(chan) 品綜合性能指標達到國際先進水平：濱湖機電

　　濱湖機電技術產(chan) 業(ye) 有限公司原是由華中科技大學、武漢市科委和深圳創新投資公司共同組建的高新技術企業(ye) ，成立於(yu) 1996年。濱湖機電是華中科技大學3D打印研究的產(chan) 業(ye) 化基地，並由華中科技大學快速製造中心主任史玉升教授擔任董事長。公司先後開發了多種3D打印機，業(ye) 已商品化生產(chan) 的產(chan) 品包括薄材疊層(LOM)快速成形係統、光固化(SLA)快速成形係統、激光粉末燒結(SLS)快速成形係統、金屬粉末熔化(SLM)快速成形係統。目前該公司最受市場歡迎的是後兩(liang) 種設備，綜合性能指標達到國際先進水平。迄今，該公司已銷售200多台3D打印機。

　　5、研製第一台光固化快速成型機：恒通智能

　　陝西恒通智能機器有限公司成立於(yu) 1997年，是西安交通大學快速成型工程研究中心3D打印技術的產(chan) 業(ye) 化平台，並由研究中心主任盧秉恒院士擔任董事長。公司主要的打印技術是光固化(SLA)，並於(yu) 1997年研製並銷售國內(nei) 第一台光固化快速成型機。公司現已經推出個(ge) 人打印機，售價(jia) 不到7000元。公司產(chan) 品及服務在全國各院校、汽車電器等企業(ye) 銷售開展十多年，客戶近萬(wan) 家，近年已在多個(ge) 地區成功開展產(chan) 學研結合的推廣基地、製造中心等項目。

　　6、桌麵式三維立體(ti) 打印機專(zhuan) 業(ye) 生產(chan) 者：南京紫金立德電子

　　南京紫金立德電子有限公司成立於(yu) 2008年9月，位於(yu) 南京經濟技術開發區，是由江蘇紫金電子集團有限公司與(yu) 以色列Solidimension公司合資建立，專(zhuan) 業(ye) 生產(chan) 桌麵式三維立體(ti) 打印機。紫金立德公司現擁有年產(chan) 5千台桌麵式3D打印機的生產(chan) 能力。

　　7、選擇性激光燒結成型技術的實踐者：銀邦股份

　　銀邦股份通過子公司飛而康快速製造科技有限公司進軍(jun) 國內(nei) 3D打印市場，重點發展3D打印服務和打印材料製造業(ye) 務，目前已經為(wei) 國內(nei) 外客戶提供3D打印服務。飛而康目前擁有兩(liang) 台3D打印設備，采用選擇性激光燒結成型技術。公司3D打印業(ye) 務主要針對航空航天等高端精密零部件生產(chan) 。2013年6月，飛爾康在中國和澳大利亞(ya) 雙方科技部的大力支持下成立“中澳輕金屬聯合研究中心(3D打印)”，開展金屬3D打印領域的設計研究工作。

　　此外，還有一些企業(ye) 的業(ye) 務模式是代理國外3D打印產(chan) 品或提供3D打印服務。例如，福斐科技公司、日本美能達，韓國solutionix，比利時Materialise以及美國Geomagic等正式授權認可的中國區一級合作夥(huo) 伴；杭州銘展公司是3DSystems在中國地區代理服務商(同時自己研發Mbot個(ge) 人打印機)，並利用公司的3D打印機提供打印服務。

　　編者語

　　美國3DSystems和Stratasys在全球3D打印市場中的統治地位，占全球3D打印大部分市場。與(yu) 美國相比，中國3D打印市場由於(yu) 缺少原創的核心技術和材料資源的支持，行業(ye) 整體(ti) 體(ti) 量較小，企業(ye) 分散、社會(hui) 影響力有限。然而隨著技術及設備開發的不斷進步，中國3D打印市場也呈現良好發展勢頭。