3D打印起源于美國，最初由查爾斯·胡爾于1986年開發(fā)出光固化技術(shù)，并成立3DSystems公司。此后，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，技術(shù)日臻完善，3D打印有關(guān)的產(chǎn)品和服務銷售額也不斷上升。據(jù)WohlersAssociates統(tǒng)計，過去25年3D打印產(chǎn)品和服務的收入復合年增長率為25.4%，2013年銷售額達到28.43美元，相較2012年22.04億美元的規(guī)模增長了29%。

世界范圍內(nèi)，生產(chǎn)和購買3D打印機最多的國家均是美國，中國所占的份額還很小。有近四分之三十美國制造，以色列和歐洲各國的份額分別占到9.3%和10.2%，而中國3D打印設(shè)備僅占到3.6%。

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中國區(qū)市場規(guī)模目前偏小，但發(fā)展速度最快

2013年全球3D打印的市場規(guī)模為28.43億美元，但中國3D打印市場規(guī)模只有14億元人民幣。不過，中國有望在近年躍升為全球最大的3D打印市場。

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中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長、亞洲制造業(yè)協(xié)會首席執(zhí)行官羅軍預測，中國的3D打印市場約在三年內(nèi)會從目前的約14億元人民幣增長到100億元。

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全球3D打印產(chǎn)業(yè)的權(quán)威研究機構(gòu)美國沃勒斯公司總裁特里·沃勒斯在會上說，他也看好中國的3D打印市場潛力，但認為中國成為全球相關(guān)最大市場可能需要更長時間。該公司已經(jīng)連續(xù)18年發(fā)布全球3D打印產(chǎn)業(yè)報告，被視為全球3D打印行業(yè)的風向標。根據(jù)報告，全球3D打印設(shè)備和服務整體市場為28億美元，其中，美國約占60%，德國、日本、中國等各約占10%。

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全球3D打印行業(yè)未來5-10年仍將保持年均20%以上的增長

2013年，全球3D打印行業(yè)總產(chǎn)值約為28億美元，同比增長29%?；仡櫄v史，3D打印行業(yè)在上世紀90年代初曾經(jīng)出現(xiàn)過每年40%以上的高速增長，但隨后增速逐步趨于平緩；21世紀的前十年，全球3D打印行業(yè)的年均復合增長率僅為7.76%，互聯(lián)網(wǎng)泡沫后的2001-2002年，以及金融危機后的2009年，3D打印行業(yè)甚至出現(xiàn)了負增長；但是從2010年開始，隨著3D打印技術(shù)的進步以及個人需求的爆發(fā)，3D打印行業(yè)再次進入快速成長期。

最近三年，3D打印行業(yè)增速的加快在公司層面也得到了印證，全球3D打印行業(yè)龍頭公司的收入增速在2010年之后均出現(xiàn)了明顯提高。據(jù)預測，未來5-10年，3D打印行業(yè)仍將以年均20%以上的速度增長，至2021年全行業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)值將達到108億美元。

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中國的3D打印技術(shù)盡管在某些特定領(lǐng)域取得了國際領(lǐng)先地位，但整體而言和美國仍有較大差距。從3D打印設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)量來看，全球累計銷售的3D打印機，其中近四分之三為美國制造，而中國制造的3D打印設(shè)備僅占3.6%；從3D打印設(shè)備的保有量來看，美國仍以將近40%的占比遙遙領(lǐng)先，德國和日本也分別占有近10%的份額，而中國的占比仍不足9%。

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中國的3D打印產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展的初級階段，仍存在部分核心技術(shù)與材料依賴進口、產(chǎn)業(yè)資源“小而散”、產(chǎn)業(yè)化程度不高等問題。但作為全球制造業(yè)第一大國和人口第一大國，不論是工業(yè)應用還是個人消費，其增長潛力都得到了國內(nèi)外專家與企業(yè)界的一致認可。英國增材制造聯(lián)盟主席GrahamTromas表示，3至5年內(nèi)中國有潛力成為世界最大的3D打印市場。中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長羅軍在“2013世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會”上表示，中國有潛力成為全球最大的3D打印市場，未來3-5年有望以每年至少一倍的速度增長，中國3D打印產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模將達到100億元左右。

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3D打印：應用領(lǐng)域拓展消費需求爆發(fā)

1、工業(yè)應用領(lǐng)域不斷拓展，個人消費需求開始爆發(fā)

3D打印在制造自由度、原材料利用率等方面具有明顯優(yōu)勢，尤其適用于小批量、定制化的加工制造。近年來，3D打印在工業(yè)應用和個人消費兩個市場均取得了長足發(fā)展：工業(yè)應用的下游行業(yè)不斷拓展，直接零部件制造的占比也逐年提高；個人消費市場雖起步較晚，但近年來呈現(xiàn)快速爆發(fā)趨勢。

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據(jù)統(tǒng)計，3D打印技術(shù)的行業(yè)應用主要分布于消費電子、汽車、醫(yī)療、航空航天、建筑、科研等領(lǐng)域；而從具體應用環(huán)節(jié)來看，3D打印技術(shù)目前主要用于設(shè)計樣品、展示模型及模具的制造，但直接零部件加工的占比從2003年的不足4%已快速上升到了2013年的29%左右。

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自動售彩票機汽車起重機港口機械防爆電器電動機鑄造機械智能電網(wǎng)壓濾機輪轂電機健康秤割灌機高低壓配電柜

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2、醫(yī)療器械的定制化需求恰是3D打印的優(yōu)勢所在，“生物打印”令人憧憬

醫(yī)療行業(yè)存在大量的定制化需求，難以進行標準化、大批量生產(chǎn)，而這恰是3D打印技術(shù)的優(yōu)勢所在。目前，3D打印技術(shù)在助聽器材制造、牙齒矯正與修復、假肢制造等領(lǐng)域已經(jīng)得到了成功應用且已經(jīng)比較成熟。利用3D打印制造出的牙橋等制品更加精確精細，相比傳統(tǒng)制造方式也更加方便快捷。同樣，利用3D打印技術(shù)可以很好的實現(xiàn)對剩余肢體的復制，制造出的假肢也更加符合人體工學，在歐洲使用3D打印的鈦合金骨骼的患者已經(jīng)超過3萬例，美國一家醫(yī)院甚至用3D打印出的頭骨替換了患者高達75%的受損骨骼。

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除了上述醫(yī)學修復領(lǐng)域，3D打印技術(shù)還可用于了解患者病情以及輔助醫(yī)患交流。比如：3D打印機可以打印出患者的立體骨骼模型，醫(yī)生可以通過骨骼模型探討治療過程，與患者溝通手術(shù)方案；醫(yī)務人員還可以通過3D打印的復制品了解患者器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還能夠在這些復制品上進行模擬手術(shù)。目前，Stratasys和3DSystems已經(jīng)能夠提供復制人體器官模型的設(shè)備，通過CT掃描等醫(yī)學圖像，直接打印出患者器官的模型，這些模型不僅外觀逼真，還像器官一樣濕潤帶有紋理。

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3D打印的模型或無生命假肢僅僅是一個開始，最令人憧憬的應用則是直接打印具有活性的組織器官，即所謂“生物打印”?，F(xiàn)有的想法包括：利用3D技術(shù)打印骨架，再在骨架上培養(yǎng)干細胞，誘導其形成組織；更進一步的方法是直接打印出組織器官用于移植；最具想象力的方案則是在人體內(nèi)直接打印活性組織或活性器官，連植入的過程都可以省掉。

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Organovo公司已經(jīng)在生物打印領(lǐng)域取得了一些突破，成功打印出了心肌組織、肺臟、血管等；美國康奈爾大學的生物學家巴切爾利用生物高分子材料打印出能正常工作的心臟瓣膜，其中干細胞夾雜在高分子材料里面，能夠逐漸轉(zhuǎn)換成人體細胞。目前，“生物打印”仍處于試驗階段，其應用障礙不僅在于技術(shù)領(lǐng)域，還涉及道德問題、監(jiān)管程序等方面。不過，隨著生物科技的發(fā)展、以及配套制度的完善，3D打印的人體器官將逐步走進現(xiàn)實應用當中。

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3、航空航天是3D打印最具前景的應用領(lǐng)域之一，中國的鈦合金激光快速成型技術(shù)國際領(lǐng)先

航空航天設(shè)備制造是3D打印最具前景的應用領(lǐng)域之一，原因主要在于：第一，航空航天設(shè)備往往具有“多品種、小批量”的特點，尤其在試制階段許多零部件都需要單件定制，若采取傳統(tǒng)工藝則周期長、成本高，3D打印則可以實現(xiàn)低成本快速成型；第二，出于減重與強度要求，航空航天設(shè)備中復雜結(jié)構(gòu)件或大型異構(gòu)件的比例越來越高，若采用傳統(tǒng)的“鍛造+機加工”方式，則所需工序繁多、工藝復雜，甚至根本無法直接加工，而3D打印在復雜部件加工方面具有明顯優(yōu)勢；第三，采用傳統(tǒng)工藝加工飛機零部件的原材料利用率只有10%左右，其他部分都在鑄模、鍛造、切割和打磨過程中浪費了，而3D打印的增量制造方式可將原材料利用率提高至90%以上。

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波音公司是率先將3D打印技術(shù)用于飛機設(shè)計和制造的國際航空制造企業(yè)，已累計利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)了300多個不同的小型零部件。GE航空2012年收購了專門開發(fā)激光燒結(jié)金屬粉末技術(shù)的MorrisTechnologies公司，用來為其Leap系列發(fā)動機制造組件。普惠公司也投入數(shù)百萬聯(lián)合康涅狄格大學成立了增量制造中心。美國國家航天航空局正在使用3D打印機生產(chǎn)航天器的引擎部件，并計劃將打印設(shè)備發(fā)射到國際空間站，以期宇航員能夠自給自足，利用空間站上的原料直接生產(chǎn)所需品，改變完全依賴地面供給的補給模式。

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我國的大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光成形技術(shù)具有國際領(lǐng)先水平，是目前世界上唯一掌握了飛機鈦合金大型主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成型技術(shù)并實現(xiàn)裝機應用的國家。另據(jù)媒體報道，在艦載機、四代機等新型軍用飛機的研制過程中，3D打印技術(shù)已經(jīng)發(fā)揮了重要作用，承擔了包括起落架在內(nèi)的鈦合金主承力構(gòu)件的試制任務。

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4、在消費電子與汽車行業(yè)，3D打印技術(shù)主要用于設(shè)計原型制造及模具開發(fā)

從全球范圍來看，消費電子與汽車行業(yè)是3D打印技術(shù)最主要的兩個應用領(lǐng)域，分別占20%左右的市場份額。從具體用途來看，3D打印技術(shù)在上述兩個行業(yè)的應用主要集中于設(shè)計原型制造及生產(chǎn)過程中的模具加工。借助3D打印技術(shù)輔助設(shè)計和測試，可以大幅縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期、降低試制與試驗成本。比如：Nokia曾借助3D打印技術(shù)完成手機外殼和結(jié)構(gòu)件的設(shè)計和樣件制造；通用汽車已經(jīng)用3D打印技術(shù)打印出應用于測試的零部件和模具超過20000個，現(xiàn)代、寶馬等汽車廠家也已將3D打印技術(shù)應用于新車研發(fā)過程當中。

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在產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)，由于消費電子和汽車行業(yè)均具有標準化、大規(guī)模生產(chǎn)的特點，3D打印技術(shù)在直接零部件制造方面尚無法滿足加工速度和經(jīng)濟性要求，故短期內(nèi)很難取代傳統(tǒng)的制造模式。但在一些個性化的小眾市場，3D打印直接加工的產(chǎn)品仍擁有一定的受眾群。比如：由用戶定制的手機外殼、用戶可以參與設(shè)計的汽車等。

5、在建筑與服裝行業(yè)，3D打印可以實現(xiàn)復雜結(jié)構(gòu)、極大的拓展設(shè)計師的想象空間

在建筑領(lǐng)域，3D打印技術(shù)最初主要用于設(shè)計模型的制造，但近來已經(jīng)有多位建筑師提出了3D打印實體建筑的構(gòu)想。荷蘭阿姆斯特丹建筑大學的設(shè)計師JanjaapRuijssenaars設(shè)計的3D打印建筑物“LandscapeHouse”特別模擬了莫比烏斯環(huán)，計劃利用3D打印機逐塊打印出來，每塊的尺寸為6×9米，然后拼接成一個整體建筑，預計需要耗時一年半完成。倫敦的建筑設(shè)計工作室SoftkillDesign的3D打印建筑方案更具沖擊力，該建筑完全拋棄了傳統(tǒng)的固體墻，而是采用以骨骼為基礎(chǔ)的纖維尼龍結(jié)構(gòu)，組件由激光燒結(jié)生物塑料制成。

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服裝制造方面，3D打印可以加工出傳統(tǒng)工藝難以完成的復雜款式，極大的拓展的設(shè)計師的想象空間。耐克和阿迪達斯均已經(jīng)開始用3D打印機制造一些運動鞋功能部件，也有直接制造運動服的打算。

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個人3D打印設(shè)備銷量猛增，開啟“創(chuàng)客”時代

自2008年開始，個人3D打印設(shè)備的銷量出現(xiàn)爆發(fā)式增。個人消費需求的爆發(fā)主要源自兩方面的動力：一是“數(shù)字化設(shè)計+快速成型”的組合大幅簡化了從創(chuàng)意到產(chǎn)品的過程，從而刺激了多種個性化需求的釋放；二是隨著技術(shù)的發(fā)展，3D打印設(shè)備的價格已經(jīng)下降至普通人可以承受的水平，個人3D打印機的價格通常在5000美元以下，最便宜的已降至一兩千美元。或許在不遠的將來，3D打印機將和PC一樣走進千家萬戶。

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目前，個人3D打印設(shè)備的應用主要在于滿足人們的個性化需求，比如：用戶可以自己在家中做出獨具個性的首飾、玩具、餐具等產(chǎn)品；基于3D打印技術(shù)的“3D照相館”可以為人們留下逼真的立體留影等。

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3D打印設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，帶來了商業(yè)模式的創(chuàng)新。如提供3D打印服務和交易的網(wǎng)絡平臺--Shapeways在不足6年的時間里已經(jīng)注冊了6000名獨立設(shè)計師和十幾萬的用戶。類似的網(wǎng)站還有Ponoko、i.materialise等。用戶通過這些網(wǎng)站可以購買設(shè)計模型、訂購3D打印產(chǎn)品，也可以自己開設(shè)商店，出售3D打印產(chǎn)品、設(shè)計或材料。設(shè)計師、加工廠以及用戶之間的交流和交易成本大大降低，甚至已經(jīng)模糊了彼此之間界限。新的商業(yè)模式不僅滿足了個人的創(chuàng)造欲望，還可以將其轉(zhuǎn)化為商業(yè)盈利，反過來必將進一步推動個人3D打印需求的增長?？死锼埂ぐ驳律f的“創(chuàng)客”時代正在一步步走進現(xiàn)實。

所有重大科技都是短期內(nèi)被高估，長期被低估

隨著技術(shù)的不斷進步，3D打印已經(jīng)成功應用于消費電子、汽車、醫(yī)療、航空航天等行業(yè)，且直接零部件加工所占的比例不斷提高，個人消費市場也已經(jīng)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。但是，市場對3D打印技術(shù)的期待并不止如此。奧巴馬在國情咨文中也將3D打印作為重振美國制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)提高到了國家戰(zhàn)略的高度。

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最近一年多以來，國內(nèi)實業(yè)界和資本市場對于3D打印的熱情急劇升溫。甚至有專家認為，3D打印作為一項顛覆性的制造技術(shù)，誰能夠最大程度的研發(fā)、應用，誰就能掌握制造業(yè)乃至工業(yè)發(fā)展的主動權(quán)。

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3D打印技術(shù)在短期之內(nèi)被炒得如此之熱，或許并不利于3D打印行業(yè)的長期發(fā)展，多位業(yè)內(nèi)專家均表達了類似擔憂?？死锼埂ぐ驳律?jīng)說過：“所有重大科技都是短期內(nèi)被高估，長期被低估?！?D打印技術(shù)當前的處境也是如此。

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客觀而言，3D打印技術(shù)盡管潛力巨大，但以現(xiàn)有的技術(shù)條件尚不具備取代傳統(tǒng)工藝的實力，其在規(guī)模經(jīng)濟、加工精度、材料等方面仍存在明顯不足。3D打印技術(shù)的優(yōu)勢仍主要體現(xiàn)在小批量、定制化、結(jié)構(gòu)復雜的產(chǎn)品制造領(lǐng)域。因此，在未來相當長的時期內(nèi)，3D打印對于傳統(tǒng)制造工藝而言，都是一種補充，而非顛覆。這個判斷其實也是業(yè)內(nèi)的普遍共識，Stratasys中國公司總經(jīng)理表示，全球主流3D打印企業(yè)中，實際上沒有一家將打印最終產(chǎn)品作為主要市場方向。西安交大的盧秉恒院士、華中科技大學的史玉升教授等國內(nèi)3D打印專家都表示，目前還看不到3D打印取代傳統(tǒng)制造工藝的可能。

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當然，如果放在足夠長的時間內(nèi)考慮，也不能完全排除3D打印帶來新工業(yè)革命的可能。就像《經(jīng)濟學人》所說：“偉大發(fā)明所能帶來的影響，在當時那個年代都是難以預測的，1750年的蒸汽機如此，1450年的印刷術(shù)如此，1950年的晶體管也是如此。我們?nèi)匀粺o法預測，3D打印機將在漫長的時光里將如何改變世界。”

來源：南極熊