3D打印技術(shù)被《時代》周刊選為2014年25項年度最佳發(fā)明。從20世紀(jì)90年代開始，全球3D打印市場規(guī)模一直保持高速增長態(tài)勢。從2010年至2015年，全球3D打印市場規(guī)模從13.26億美元增至51.65億美元，實現(xiàn)超過30%的年均復(fù)合增長率。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸完善，預(yù)計2018年全球3D打印市場規(guī)模將超過100億美元。
       規(guī)模化應(yīng)用尚需時日
       3D打印技術(shù)雖然無法應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)，但是對于小規(guī)模制造，尤其是高端的定制化產(chǎn)品，有著無比的優(yōu)勢。目前3D打印已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍工、航天、醫(yī)學(xué)、建筑、汽車、電子、服裝、珠寶首飾等種領(lǐng)域。
       目前我國3D打印市場發(fā)展迅速，但產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍較小。在材料、設(shè)備和應(yīng)用上仍有困難，成本較高，多用于實驗，規(guī)模化應(yīng)用尚需時日。
       目前3D打印可以替代的行業(yè)主要有金屬制品業(yè)、工藝美術(shù)品制造、文教體育用品制造、家具制造業(yè)、塑料制品業(yè)、橡膠制品業(yè)等。工藝美術(shù)品制造業(yè)的發(fā)展?jié)摿吞娲远己芎茫撔袠I(yè)本身產(chǎn)值較小；其次是金屬制品、化學(xué)纖維制造業(yè)和非金屬礦業(yè)制品業(yè)，替代性和發(fā)展?jié)摿^好，且其本身市場未來發(fā)展的空間較大；而對于紡織服裝、皮革皮毛羽毛制品來說，3D打印的替代性很小，未來的發(fā)展不抱有太大希望。
       仍處于技術(shù)發(fā)展期
       其實3D打印所依賴的基礎(chǔ)技術(shù)已經(jīng)被研發(fā)許久了，但一直處在不溫不火的狀態(tài)平穩(wěn)發(fā)展。直到近年來隨著3D打印熱的持續(xù)發(fā)酵，其相關(guān)專利的申請量急轉(zhuǎn)直上，實現(xiàn)了飛躍式的增長。
       在3D打印領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)的申請類型中，發(fā)明申請的數(shù)量多于實用新型，這說明3D打印這一新興領(lǐng)域仍處于技術(shù)發(fā)展期，各大科技企業(yè)與科研院校的研發(fā)重點是該領(lǐng)域的核心技術(shù)，而非外圍技術(shù)。
       如果從3D打印技術(shù)專利申請的區(qū)域來看，中美日英韓5國，尤其中國是3D打印專利申請區(qū)域的集中地。一方面，我國擁有著巨大的3D打印市場被該領(lǐng)域幾乎所有的國際巨頭所認(rèn)可；另一方面，我國也對3D打印技術(shù)進(jìn)行了政策扶持，眾多的科研院校及企業(yè)受此影響進(jìn)入了3D打印領(lǐng)域。
       三種打印技術(shù)較為完善
       在3D打印技術(shù)的3D專利地圖上，可以看出FMD、SLA、SLS技術(shù)是現(xiàn)階段3D打印中的較為完善的技術(shù)分支，被絕大多數(shù)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)所認(rèn)可成為了專利地圖上的山峰。
       1.熔融擠壓堆積成型（FDM）
       FDM工藝的關(guān)鍵是保持半流動成型材料剛好在熔點之上（通常控制在比熔點高1℃左右）。該技術(shù)在20世紀(jì)90年代被發(fā)明，但在其問世的前20年一直默默無聞，直到近年來3D打印技術(shù)的熱潮出現(xiàn)后相關(guān)專利的申請才大量爆發(fā)。
       對于FDM技術(shù)專利的相關(guān)申請人進(jìn)行排序，可以發(fā)現(xiàn)其前十位的主要申請人包括了科研院校、3D打印機(jī)生產(chǎn)商及磨具公司。盡管我國企業(yè)和院校在排名榜上取得了靠前的位置，但在市場上MakerBot和Stratasys等公司的產(chǎn)品占據(jù)了較高的市場占有率。
       基于此核心技術(shù)而開發(fā)3D打印機(jī)的主要市場競爭者為MakerBot和Stratasys兩家公司。
       2.激光固化光敏樹脂成型（SLA）
       1985年，查爾斯·赫爾（ChuckHull）實現(xiàn)了用激光照射液態(tài)光敏樹脂，固化分層制作三維物體的技術(shù)，并以光固化立體造型技術(shù)（StereoLithographyApperance，SLA）獲得了專利。次年，查爾斯·赫爾成立了3DSystems公司，并于1988年推出了第一個面向公眾的商業(yè)打印機(jī)SLA—250。SLA技術(shù)高精度成型效果好的特點，使其被收市場追捧，因而在面世后一直以來都是被各大企業(yè)所重視，希望能夠研發(fā)出收縮小、固化快、強(qiáng)度高的光敏材料。
       在申請量上美日企業(yè)幾乎獨霸了該榜單的前列，一方面3DSystems等作為該技術(shù)的發(fā)明者在該領(lǐng)域領(lǐng)跑，另一方面美日企業(yè)意識到SLA技術(shù)巨大的市場前景而為之投入研發(fā)。
       3.選擇性激光燒結(jié)（SLS）
       SLS選擇性激光燒結(jié)技術(shù)是由美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的C.R.Dechard于1989年發(fā)明，DTM公司于1992年推出了該工藝的商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備SinterSation。幾十年來，隨著奧斯汀分校、DTM公司、3DSystems等國際巨頭在SLS領(lǐng)域做了大量的研究工作，在設(shè)備研制和工藝、材料開發(fā)上取得了豐碩成果。國內(nèi)也有多家單位進(jìn)行SLS的相關(guān)研究工作，如華中科技大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、中北大學(xué)和北京隆源自動成型有限公司等，也取得了許多重大成果。
       但從SLS技術(shù)專利申請數(shù)量上來看前十主要包括了各大3D打印機(jī)生產(chǎn)巨頭及知名院校。值得欣喜的是我國企業(yè)不僅名列前茅更摘取了該項目申請量的桂冠，可見近年來中國在SLS領(lǐng)域的高投入換來了豐碩成果。