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3D打印企业现状和发展前景,岗位需求情况
在知乎回答过另外一个问题，答案可以转载在这里来回答题主。请勿转载！！！
从一个从业者的角度来试着解答一下这个问题
题主的问题:
3D打印跟普通群众如何接轨？3D打印何时可以走进生活？
我猜题主的意思是普通大众日常生活中能直接接触到的3D打印这样算下来的话,目前还真不是太普及
但是如果变换一个角度,把间接的也算上,那范围就会变得相当广泛,大家会发现3D打印其实已经慢慢开始渗透到我们生活的各个角落了
正好,从直接到间接的过程,也是从3D打印从桌面消费级到工业级的一个渐进的过程可以说是由简到繁吧:
直接的:
1,使用FDM技术制造的一些手板,
因为前几年FDM开源了,所以这几年市场铺开很快,一般的新闻里面炒作的也基本都是这一类比较简单而直观的具体大家可以去搜索一下,机器不过,起步价格两三千的都有,很多爱好者会自购一台回来打印自己喜欢的一些模型或者手办(手办的话需要后期处理着色等)绝大部分也就仅限于看个外观吧因为材料和工艺限制无法实现一些功能性验证,所以主要用于教育目前行业内不少做平台的朋友开始在教育行业做一些普及推广,对行业的发展来说还是很有推动作用的比较看好的是那些有打包了自己的盈利模式在里面的朋友
现在有厂家推出一些双色甚至多色的打印,这个算是一个比较好的发展方向吧用个性化的功能来吸引大众
2,使用3DP喷胶水方式粘结陶瓷等粉末成型的人像
这个做的人比较少相对竞争没有那么激烈不过现在这种人像的还原逼真度,细腻度还有很大的提升空间如果将来能在成本和工艺方面得到很大的提升,估计人像3D照相馆之类的商业模式,就不会像之前那样昙花一现了,解决了工艺和成本两方面的问题后应该会更容易被普罗大众所接受特别是成本,毕竟这个不是刚需
3,使用类似FDM工艺的一些煎饼打印机,巧克力打印机,咖啡拉花机这些工艺原理上都差不多具体的大家自己百度去吧,这里就不展开了
4,使用SLA和SLS工艺打印出来的一些工艺品等特别现在SLS工艺使用尼龙粉末制作出的很多精美的工艺品,时尚饰品文创等,特别在内部镂空等复杂结构设计方面,因为没有了工艺的限制,所以也特别流行说不定哪个时尚周末之类的活动,里面很多陈设就是3D打印的另外今年年开始明星的婚礼上面,很多礼品和摆设也都是3D打印的,隐隐有成为潮流之势 不过说到时尚顺带说一下服装,这个方面因为柔性材料的限制,暂时还没有成熟的解决方案
5,使用SLM,EBDM等金属3D打印出来的骨骼
这个专业性比较强,可能接触的人比较少但恰恰这个应该是这几年最火热的应用领域之一:医疗行业,骨骼植入使用3D打印出来的钛合金骨头植入之前因为CFDA认证没有通过的原因,只能采用一些志愿者的方式来临床验证,但是从去年开始,北大三院的团队使用EBDM工艺做出的3D打印髋关节成为国内首款3D打印的植入物今年他们再接再厉又成功推出通过CFDA认证的3D打印人工椎体,世界首个3D打印人工椎体植入手术在北大第三医院获得成功这个可以算是普通人直接应用的典型案例比起传统工艺制作的植入体,从质量,精度,成本等各方面都有了本质的提升
不过普通人毕竟要置换金属植入体的比例很少,所以大家平常生活中也就关注得比较少,不太了解
接下来说说间接的一些,这里的间接不仅仅指普罗大众日常生活不直接接触的,也包括一些日常不会去接触的行业,比如:
1,军工行业如J-20,C919等项目上使用的3D打印一体成型技术,这些方面之前媒体上报到也有了很多了大家可以自行搜索一下,知乎上也有不少人介绍过这里就不再累述了这个方面,主要是因为国防军工对成本敏感度没有那么高,另外包括上面的医疗行业也是如此
成本是制约某种新工艺推广普及的一个相当重要的因素可以说金属3D打印目前在国内工艺上已经比较成熟,推广普及的难点主要就是卡在了价格上比如现在制造业里面最常用的模具,一般会采用3D打印的工艺做一些内置的冷却水道以提高生产效率(俗称随形冷却水道)但是因为成本太高所以一般也就用来制作一些内置的模块或者镶件当然,价格不是唯一的制约因素,也还有使用寿命等方面的限制,但这些可以通过一些后期处理比如热压等工艺来改善
2,3D打印蜡模做出母模来实现翻模铸造
这个主要分两类,一类是用SLA和DLP固化液态光敏树脂做出母模,还有一类是使用喷蜡的方式做出蜡制的母模原理上都一样,最终目的也是通过翻模制造出熔模铸造的模具,只是使用的材料不同,一个是光敏树脂,一个是蜡前者便宜一点,后者贵一点蜡的材料在进行熔模铸造的时候基本没有什么杂质遗留光敏树脂的效果稍微差点这两种现在用得比较多的行业是珠宝行业也就是应用于精密铸造,个性化珠宝定制采用这种方法现在也越来越普遍
因为后面会提到另外一种砂铸的模具,所以这里简单介绍一下熔模铸造:熔模铸造又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。泥模晾干后，再焙烧成陶模。一经焙烧，蜡模全部熔化流失，只剩陶模。一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。
熔模铸造中用蓝蜡做出来的蜡模,表面粗糙度相当好,精度也很高所以一般都用于精密铸造接下来要介绍的一些对表面粗粗糙度和精度要求没有那么高的砂铸
3,3D打印出来的砂模
砂铸主要是用粘结砂制作出一个砂模传统过程中要先通过制作母模(木制母模),然后设计好分型面,将母模放入型箱后,在里面填入粘结砂压紧,固化成型好后取出母模,得到的固化的砂模可以去浸涂然后浇铸成品了这方面主要应用是在一些大型铸件,对尺寸要求不那么严格的一些行业当然也有一些精度要求比较严格的可以通过后期机加工来处理得到要求的成品
3D打印的砂模主要应用的原理简单来说就是通过喷胶水的方式把砂子一层层粘结起来固化成型直接将砂模打印出来,省却了传统工艺中的母模制作,复模,分模等繁琐的操作,而且设计自由度相当高,基本上不用考虑太多工艺限制这一点对产品设计工程师来说尤为重要
因为这个细分领域是目前本人正在从事的行业,了解比较深入所以就多说几句主要应用的方向很多,涵盖了各行各业比如航空航天,汽车,重工,泵阀等各个领域虽然铸造行业被称之为夕阳产业,但这个行业是制造业的基础行业之一,中国也是全球的铸造大国(很遗憾还不能称之为铸造强国)所以这方面的需求特别打加之现在新产品研发的周期越来越短,时间敏感度越来越高,所以这方面的技术普及越来越快比如说国内几个主机厂,现在新发动机的缸体缸盖,进排气管等,基本上都是采用这种方式来快速制造样品并进行功能性验证了
另外国内几个大型的铸造排头兵企业,也都已经开始应用这方面的技术进行一些小批量的生产了比如说一些重工行业,大型车床企业,里面有些铸件的产量不高,使用传统工艺成本太高,时间太长,所以采用3D打印技术制作一个几十件几百件的,相当有优势,可以作为一个很好的生产辅助手段
另外从鄙人自己对行业的了解来看,在工业级3D打印市场,这项间接成型的技术,比起直接金属成型的3D打印技术,在成本和效率上有着将近百倍级别的优势,而且恰好又针对了尺寸精度要求不高的行业特点,所以窃以为,这是3D打印技术目前最贴近工业化普及的一个应用
暂时想到的就这么多,以后如果再有想到的补充
3D打印技术在国内的前景如何？
近几年，我国3D打印市场整体呈现出稳中向好的态势，越来越多的企业进入到3D打印领域，并希望在整个3D打印市场中占有一席之地。目前的国内市场中，工业级3D打印机占主流，光固化设备占据了最大的市场份额。在品牌竞争方面，我国3D打印市场品牌众多，但国外品牌占据了主导地位。
3D Science Valley统计数据显示，中国市场对于高端工业级3D打印机设备采购占据主流地位，有超过441%的企业采用单价在10万美元以上的工业级3D打印机。
国外品牌占主导
近几年来，我国3D打印市场呈现出稳中向好的态势。因此，越来越多的企业想要分这块大蛋糕，纷纷进入该领域，目前中国所有3D打印相关企业中，约有469%是2016年以后进入3D打印市场的。当前中国市场的主流设备品牌包括联泰、EOS、华曙、铂力特、3DSystems、GE、Stratasys、惠普等，多为国外品牌。
在工业40的大背景以及各国政府的大力支持下，预计未来十年，全球3D打印产业将仍处于高速增长期。据IDC预测，2020年全球3D打印产业产值将达289亿美元。我国作为全球3D打印产业的大力推动者，将在3D打印专业人才培养、行业标准制定、前沿技术研发等方面投入更多的精力。展望未来，大到飞机、汽车，小到玩具、义齿，3D打印的产品类型将越来越多样，这些产品将以精美的外观设计和较为齐全的功能，带给人们全新的视听感受。在个性化定制方面，3D打印也将给人们带来更多惊喜。
——以上数据来源于前瞻产业研究院发布的《中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》。
3d打印能做什么生意？
全文统计口径说明：1)搜索关键词：3D打印及与之相近似或相关关键词;2)搜索范围：标题、摘要和权利说明;3)筛选条件：简单同族申请去重、法律状态为实质审查、授权、PCT国际公布、PCT进入指定国(指定期)，简单同族申请去重是按照受理局进行统计。4)统计截止日期：2021年8月18日。5)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
1、全球3D打印技术区域竞争格局
(1)技术来源国分布：美国占比最高，中国紧随其后
目前，全球3D打印第一大技术来源国为美国，美国3D打印专利申请量达到141209项，占全球3D打印专利总申请量的3581%;其次是中国，中国3D打印专利申请量占全球3D打印专利总申请量的2552%。日本和德国虽然排名第三和第四，但是与排名第一的美国及排名第二的中国专利申请量差距均较大。
统计说明：①按每件申请显示一个公开文本的去重规则进行统计，并选择公开日最新的文本计算。②按照专利优先权国家进行统计，若无优先权，则按照受理局国家计算。如果有多个优先权国家，则按照最早优先权国家计算。
(2)专利申请趋势：2013年起中国反超美国，稳居世界第一
从整体趋势上看，2012-2020年，中国与美国3D打印专利申请数量遥遥领先。2012年以前美国3D打印专利数量在中国之上，截止目前累计数量也高于中国，但是在2013年后被中国反超。2020年，中国3D打印专利申请量为18372项，美国3D打印专利申请量下降至6332项。
日本、韩国以及德国3D打印专利申请量呈现“你追我赶”的态势，三者每年度专利申请量差距不大。2020年，日本、韩国及德国的3D打印专利申请数量分别为799、564和538项。
统计说明：①按每件申请显示一个公开文本的去重规则进行统计，并选择公开日最新的文本计算。②按照专利优先权国家进行统计，若无优先权，则按照受理局国家计算。如果有多个优先权国家，则按照最早优先权国家计算。
(3)中国区域专利申请分布：广东专利申请数在国内遥遥领先
在中国的所有省市当中，广东为中国当前申请3D打印专利数量最多的省份，当前3D打印专利申请数量累计高达14800项。江苏、北京、浙江、上海累计申请3D打印专利数量均超过5000项。中国当前申请省(市、自治区)3D打印专利数量排名前十的省份还有陕西、山东、湖北、安徽和四川。
统计口径说明：按照专利申请人提交的地址统计。
2010-2020年期间，各省份3D打印专利申请量的整体变化趋势基本一致，2014年以后广东省与其他各省的差距逐年拉大，并一直位居榜首。
自2016年以后，江苏省3D打印专利申请数量保持逐年上涨的走势，且维持在年度1000项以上的水平。北京、浙江、上海及陕西在2010-2020年的3D打印专利申请量差距不大。
统计口径说明：按照专利申请人提交的地址统计。
2、全球3D打印技术申请人竞争格局
(1)专利申请人集中度：市场集中度不高，CR10波动下降
2010-2020年，全球3D打印专利申请人CR10呈现波动下降趋势，由2010年的2882%波动下降至2020年的374%，2021年截止8月18日，全球3D打印专利集中度有所提升，达到644%。
整体来看，全球3D打印专利申请人集中度较低，且集中度呈现下降趋势。
统计口径说明：市场集中度——CR10为申请总量排名前10位的申请人的专利申请量占该领域专利申请总量的比例(其中，有联合申请时，专利数量不会被去重计算)。
(2)TOP10专利申请人
——总量及趋势：惠普研发公司专利申请数全球第一，但近两年明显下降
从申请人的专利申请数量排名来看，截止2021年8月18日，惠普研发公司累计申请3D打印专利数量达3697项，远远高于全球其他公司。全球申请3D打印专利数超过2000项的还有通用电气与佳能公司，分别为2114项和2032项。
其中，中国西安交通大学和华中科技大学分别以915项和818项的3D打印相关专利申请数量，排名全球的第8和第10名。
注：未剔除联合申请数量。
2010-2020年，全球专利申请人申请数量前十的企业，专利申请量的波动都较为明显，且近两年均有明显下降。专利申请排名全球第一的惠普研发公司，2013-2018年专利申请数量保持高速增长，但自2018年起明显下降，2020年大幅下跌至2014年以前水平。美国通用电气公司的3D打印专利数量的走势与惠普研发公司极为相似，也呈先大幅上升后大幅下降的趋势。
另外8家公司的差距与变化相对较小，2020年中国的西安交通大学以188项的3D打印专利申请量成为全球第一，且在2021年维持全球第一的水平。
——专利技术分布：H04L29细分领域布局较多
目前，全球3D打印行业专利申请数量TOP10申请人技术主要布局在B41J2与B29C64细分领域，其中全球3D打印专利申请量第一的惠普研发公司在两大细分领域专利申请量分别达到968项与1162项。
从整体上来看，惠普研发公司的3D打印专利在各细分领域均有涉猎，且在前10大3D打印技术上的申请量排名均靠前。技术分布同样广泛的还有佳能株式会社与株式会社理光，其他公司的分布则各有侧重点。
(3)市场价值最高TOP10专利的申请人：甲骨文国际公司名列第一，前十大专利市场价值均超千万
全球3D打印前十大市场价值最高的专利中，以甲骨文国际公司申请的“企业系统中的设备上的应用的统一供应”的市场价值最高，达到1382万美元。排名前十的3D打印专利中，其市场价值均超过千万美元，且各大专利的市场价值差距相对较小。
注：最有价值的专利是指该技术领域内具有最高专利价值的简单同族。当前统计口径按每组简单同族一个专利代表的去重规则进行统计，并选择同族中有专利价值的任意一件专利进行显示。
(4)专利申请新进入者：四大新进入者
全球3D打印行业中，新进入者仅西安增材制造国家研究院有限公司一家，其专利申请数量在2018年达到最高，为120项，自此之后，呈逐年下降的趋势。
新进入者定义：仅在过去5年内才提交专利申请的申请人。
—— 更多行业相关数据请参考前瞻产业研究院《中国3D打印产业市场需求与投资前景分析报告》
虽然“3D打印”有着传统制造方式无可比拟的优势，但它存在的一些缺陷，却实实在在地制约着它的发展。
1成本较高。高精度的3D打印机都是比较大型且昂贵,技术专利基本掌握在国外公司手中，要购买和取得技术许可都需要花费大量金钱。从3D打印应用的领域看，它主要用于航空航天、人体器官医疗、古董配饰等行业，这些都属于高端制造业。
通常，传统的加工制造无法完成任务，而且，它们本身就是专业性相当强、高成本、高附加值的行业，加工门槛高，只有非常有实力的公司才能涉足。
2材料障碍是关键。我国的3D打印技术经过几十年的发展，技术逐渐成熟，实际应用成效显著，但是核心技术、核心零部件仍然受制于人，特别是关键打印材料技术还比较欠缺，基本依赖进口的局面并未得到有效改观，对3D打印产业的可持续发展造成致命影响。
因为对于任何一种制造技术而言，材料都是重中之重，都是基础中的基础。如果不能在材料端的研究取得突破，那么后续的技术发展也难以实现。
打印材料受制于人
3产品层次低。除了几个大型国有企业外，在参与并发展3D技术的都是较小的私人企业。为求企业生存，它们往往投入不多，抵御风险的能力也不足，特别是在研发上的经费更是捉襟见肘。于是，它们往往采用开源代码来完成工作。
REPRAP开源项目是由英国巴斯大学Adrian Bowyer等人所发起，主要目的是希望能够独立设计和制作出一款面向所有普通用户的3D打印机。经过多年发展目前已经发展出三个版本。可以说，它们已经规格化，入门快，成本低，就算是一个普通人也可以按照说明书自己攒一台。这导致简单桌面级的3D打印设备套件竞争十分激烈，而且产品的层次不高。但是这个行业的未来是在工业级市场。
特别是在前沿领域的投入不足，核心技术缺乏问题非常严重。比如在纳米3D打印技术方面，我国研发的力量不够，基础研究不多，无法创造未来优势技术。
若将3D技术应用于建筑业，当然可以大大提高工作效率。但是，在质量检验和工程验收时却犯了难，因为，目前我国根本就没有相应的技术标准去完成验收，而只能采用传统建筑业的标准。但是用传统标准，显然是无法完成这项工作的，因为，3D打印建筑是用纤维材料打印完成，可能根本就没有钢筋，但是现行的国家标准是决不允许发生这种事情的。
