乐动网页版_乐动(中国)


    咨询热线:021-80392549

    乐动网页版_乐动(中国) QQ在线 乐动网页版_乐动(中国) 企业(yè)微信
    乐动网页版_乐动(中国)
    乐动网页版_乐动(中国) 资讯 > 3D打印 > 正文

    风口不在,融资不断,这(zhè)里有一份3D打印行业梳理

    2019/11/08460


    10月22日,在“直(zhí)通乌(wū)镇”全球互联网大赛总决赛上,3D打印公司「LuxCreo清锋时代」获得了大赛冠军。同月,专攻数字化齿科3D打印机的(de)「迅实科技」,宣布完成过亿元(yuán)人民币的B轮融资。

    8月8日,「LuxCreo清锋时代」宣布完成KPCB领投,北极光创投、顺(shùn)为资本跟投的3000万美元B轮融资。 8月26日,研发微(wēi)纳米级3D打(dǎ)印(yìn)设备及(jí)材料的「摩方材料(liào)」完成1亿人民币(bì)A+轮融资。

    在(zài)过(guò)去的两个月里,3D打印企业吸引了不少(shǎo)市场关(guān)注。此前,36氪也(yě)曾经(jīng)对2018年、2019年的两年来3D打(dǎ)印领域的投融资情况以(yǐ)及目(mù)前3D打印整个产业状况进行了分析。(详情(qíng)请看:发明30年后,3D打印现状(zhuàng)如(rú)何?)

    继续3D打印的(de)话题,国内3D打印领域(yù)主要有哪些(xiē)玩家组成?相信读完这篇文(wén)章,你一定能得出(chū)答(dá)案。

    3D打印是什么?

    3D打印是增材制造的另一种说法,它(tā)是以(yǐ)数字模型为基(jī)础(chǔ),将(jiāng)材料(liào)逐层堆积制造出实(shí)体物品的新(xīn)兴制造技术(shù)。增材制(zhì)造可节约制造材料(liào)和加(jiā)工时间,制(zhì)作形态万千(qiān)的物(wù)品,实现制造的个性化和定制化。增材制(zhì)造实现了(le)制造方式从等材、减材到(dào)增材(cái)的转变,改变了传统制造的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组(zǔ)合,被认为是制(zhì)造(zào)领域极具代表的颠覆性技术。

    为抢占(zhàn)增材制造技(jì)术及产业发展(zhǎn)先机,多个国家(jiā)和地区将其列为重(chóng)点发展(zhǎn)方向(xiàng),制定(dìng)了相关规划及扶持政策。

    按(àn)3D打(dǎ)印产业链,可以根据上中下游分为3D打印材料(liào)、3D打印设备、3D打印服务、以及3D打印应用。而(ér)按(àn)照3D打印原(yuán)材料的则可以分为(wéi)金属3D打印和(hé)非(fēi)金属3D打印两大类;按照应用上的区(qū)别(bié)又可以分为工业级3D打印、特(tè)种(zhǒng)打印等(děng)。

    在这份行(háng)业图谱里,我们将整(zhěng)个3D打印行业拆分成金(jīn)属3D打印和非金(jīn)属3D打印两大类,并以相关的打印技术和应用范围(wéi)为细分项(xiàng)为(wéi)大(dà)家盘点整个市(shì)场的企业格(gé)局。


    一、金属3D打印

    1、金属3D打印(yìn)材料

    与普(pǔ)通材料不(bú)同的是(shì),3D打印材料需要应用特有的技(jì)术进(jìn)行制备(bèi),来满(mǎn)足3D打印产品及3D打(dǎ)印设备对材料(liào)的特殊(shū)要求。根据所使用的3D打(dǎ)印技术的不同、制造(zào)的(de)零件(jiàn)用途不同,所需要的材料也不相同。

    金属3D打印材料主要(yào)是金属粉末,主要材质包括钴基合金、不锈钢、工具钢、模具(jù)钢、镍基合金(jīn)、钛及钛(tài)合金(jīn),以及各系铝合金等。

    据(jù)有关数据(jù)分(fèn)析报告显示,未来(lái)市场3D复(fù)合打印材料的规模将不断增加,金属材料的应用(yòng)也会逐年上升,预计2022年复合材料有望达到1.11亿美元,3D打印(yìn)金属材料的市场规模达到8亿美元,金属材料(liào)的研发生(shēng)产将有更广阔的市场空间。

    在金(jīn)属3D打印(yìn)材料领(lǐng)域,有(yǒu)公司仅针对特定领域(yù)提供专(zhuān)业材料。如(rú)「中航迈特」,主营业务业务就是航空航(háng)天金属(shǔ) 3D 打印粉末(mò)材料研发和生产,年产能将达至少1000吨;以及「融天(tiān)航(háng)空器材」代(dài)理来自美国、欧洲的航空用(yòng)3D打印(yìn)金属(shǔ)粉末。

    更多的厂商是生产通用性的金(jīn)属粉末(mò)产品。如「纳联材料」生产适用于SLM、EBM、DED 等技术的基(jī)合金(jīn)、不(bú)锈钢、工具钢、模具钢、镍基合金、钛及钛合金金属(shǔ)粉末材(cái)料;同类公司还有「宇(yǔ)光飞利金属材料」、「金源智能(néng)技术」、「微纳增材技术」、「康普锡威科技(jì)」、「英纳特纳米科技」、「优材科技」、「中体(tǐ)新材(cái)料」、「上海状迈」等(děng)。

    此外(wài),还(hái)有部分兼备打印设备和材(cái)料的公司,将在(zài)下文进行讨论。


    2、金(jīn)属3D打印装备

    现(xiàn)在主流的金(jīn)属3D打印技术有:激光选区熔化(SLM)、激(jī)光近净成型(xíng)(LENS)和电子(zǐ)束选(xuǎn)区熔(róng)化(EBSM)技术(shù)、直接能量沉积(DED)技术以及电(diàn)子束熔丝沉积(jī)(EBDM)。

    来源(yuán):国家增材制造产业(3D)发展推进计划(huá)(2015-2016年)


    (1)激(jī)光选区熔化(SLM)

    SLM是目前金属3D打印(yìn)成型中最普遍的技(jì)术(shù),其工作原理为(wéi):计算机将物体的三维数据转化为一层层截(jié)面 2D数据并传输给打(dǎ)印机,打印过程中(zhōng),在基板(bǎn)上用(yòng)刮(guā)刀铺上设定层厚(hòu)的金属粉末,聚焦的激光在扫描(miáo)振(zhèn)镜的控制下按照事先规划好的(de)路径与工艺参数进行扫(sǎo)描(miáo),金属粉末在(zài)高能(néng)量激光的照射下其发生(shēng)熔化,快速(sù)凝固,形成冶金结合层。当(dāng)一层打印任务(wù)结束后(hòu), 基板下(xià)降一个切(qiē)片(piàn)层(céng)厚高度,刮刀继续(xù)进行粉末铺平,激光扫描加工,重复这样的过程(chéng)直至整个零件打印结(jié)束。(引用自铂力特招股(gǔ)书)

    该(gāi)技术的(de)优势在于可以(yǐ)广泛(fàn)应(yīng)用于复杂形状的金(jīn)属零件的批量生产,而且大(dà)多数金属粉(fěn)末都(dōu)适(shì)用于(yú)这种(zhǒng)技(jì)术(shù),包括钛合金、铝合金、高温合金、铜合金、钴铬合金、 不锈钢(gāng)、高强钢、模具钢等,得到的零件致密(mì)度几(jǐ)近100%。

    3D打印领域(yù)唯一的科创板公(gōng)司「铂力特」的自研设备就以SLM 3D打印机为主,其招股说明书显示其SLM设备成形机时(shí)累(lèi)计突破50万小时。在打印材(cái)料方面,铂(bó)力特(tè)在开发了数(shù)种传统钛合金(jīn)、 铝(lǚ)合金等材料(liào)基础上,成(chéng)功研发(fā)增材制造专用新型(xíng)钛合(hé)金粉(fěn)末TiAM1、铝合(hé)金(jīn)粉末AlAM1。

    以及主要面(miàn)向航天、航空、航海、核电等高端制(zhì)造(zào)领域金属3D打印服务的「鑫精合(hé)」同样也是主要利用(yòng)SLM技术(shù)进行服务。此外,该公司还掌握激光沉积制造(LDM)的工艺技(jì)术,目前拥有50 台自主研发的系列化金属选(xuǎn)区熔化设,11台超大(dà)型(xíng)号自主(zhǔ)研发的金属沉积(jī)制造设备(bèi),在职人员 600余人(rén)。

    另外,在金属(SLM)3D打印领域,还有如「广东(dōng)汉邦(bāng)科技(jì)」、「永年激(jī)光」、「易加三维」、「易博三维」、「西帝摩(mó)」等。

    (2)其他金属3D打印技术

    LENS(Laser Engineered Net Shaping)是一种基于同步送粉的激光熔覆沉积技术,激光束在控制下,按(àn)照预先设定的路径,进行移动(dòng);同时,粉末喷(pēn)嘴将金(jīn)属粉末(mò)直接输送到激光光斑下,使(shǐ)之由点到线、由线到(dào)面的顺(shùn)序(xù)凝固,从而完成一个层截面的打(dǎ)印工(gōng)作,这样层(céng)层叠加,制造出近(jìn)净形的零部件实体。使用该技术的(de)打印机通(tōng)常会与相应的(de)CNC铣(xǐ)削单元混合(hé)使用。

    美国的(de)「Optomec」上世纪九十年代(dài)末开始集中于LENS技术(shù)的商业开(kāi)发,可以做到以五个(gè)运动轴移(yí)动装置逐渐建(jiàn)立(lì)3D金属物体(tǐ),今年3月推出了两款新的独立系统LENS CS 600和(hé)CS 800。国内比较典型的(de)公司是「大连(lián)海(hǎi)博瑞(ruì)思科技」,该公司融合了LENS技术,研发了五轴混合加(jiā)工(gōng)制造技术,生(shēng)产了相关(guān)设(shè)备并提供相对应(yīng)的解决方案。

    电子束选区熔化(EBSM/EBM)是通过在(zài)真空环境下使用电子束扫描、熔化粉末材料,逐层沉积(jī)制造3D金属(shǔ)零(líng)件(jiàn)的(de)工(gōng)艺,相(xiàng)对于SLM技术加工效率更高(gāo),成本也更低,但技术难(nán)度(dù)相对更高。

    最早将该技术(shù)商业化的是瑞典的(de)「Arcam AB」公司,国内则有「智束科技」,该公(gōng)司核心技(jì)术与团队均来源于清华大学,开发了具有自主知(zhī)识产权的(de)EBSM金属3D打(dǎ)印装(zhuāng)备,该技(jì)术可广泛应(yīng)用(yòng)于航空航天高性能复杂零(líng)部件和医(yī)疗植入(rù)体制造等领域。


    二、非(fēi)金(jīn)属3D打(dǎ)印(yìn)

    1、非金属3D打印材料

    目前(qián)能够用于3D打印的材(cái)料(liào)已有1000多种,绝大部分(fèn)都是(shì)非金属(shǔ)材料。非金属3D打印(yìn)主要使用的是高分子材料,包括合成高分子材(cái)料,如聚乳酸(PLA)、聚乙二醇(chún)(PEG)、聚对苯(běn)二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二(èr)甲醇酯(PETG)、聚(jù)-羟(qiǎng)基戊酸酯(PHBV)、聚(jù)丁二酸-丁二醇酯(zhǐ)(PBS)、聚己内酯(PCL)以及光敏树脂等;热塑(sù)性高分(fèn)子材料,如PC、ABS-M30i、尼(ní)龙、PEEK等;天然高分(fèn)子材料(liào),如藻酸盐、胶原、纤维蛋白(bái)原、明胶、细胞外基质、琼脂糖(táng)、葡聚糖、葡萄糖、蔗糖、壳聚糖等。

    加(jiā)工方会(huì)根据不同的3D打印(yìn)技(jì)术特性及应用产(chǎn)品需求,选(xuǎn)择不同性能的材料。市(shì)场上,也有许多专门研发(fā)生产3d打印材料的公司。

    如「eSUN 易生」,它是深圳光华伟业股份有限(xiàn)公司2007年进入3D打印材料制造领域(yù)时创立的品牌(pái)。截止到 2019年4月,「eSUN 易生」已经(jīng)上市了超(chāo)40种FDM材料、以及适(shì)用(yòng)于光固化(huà)3D打印的光敏树脂(zhī)系列。还(hái)开发了iSUN3D医疗(liáo)鞋(xié)垫3D打印系(xì)统系统(tǒng),目(mù)前,公司产品拥有 REACH、RoHS、CE、ISO 等全系列认证,全球代理商累计超50个,产品销往了100多个国家(jiā)及(jí)地区(qū)。

    目(mù)前,FDM(Fused Deposition Modeling,熔积成型(xíng)法)是市面上(shàng)成本最低,应用也最广的(de)3D打(dǎ)印技术,FDM工(gōng)艺使用(yòng)丝(sī)状材料(liào),可(kě)选择多(duō)种材料进行(háng)加工,包(bāo)括(kuò)聚碳酸酯、工(gōng)程塑料(liào)以及二(èr)者的混合材(cái)料(liào)等。因(yīn)而,也(yě)有(yǒu)公司(sī)专门针对FDM公(gōng)司研发(fā)材料。

    如36氪(kè)采访到的(de)「Polymaker」,这是一家成立(lì)于2012年,在(zài)工程塑料的3D打印材料在(zài)全世界范围都有较(jiào)高的知名度的公司,在中国、美国与荷兰均设立分公司,90%以上(shàng)的(de)产品(pǐn)销往美国、德国(guó)、日本等海外(wài)市场。同(tóng)时,该公(gōng)司(sī)也可以根据客户(hù)需求(qiú)研发有针对(duì)性的(de)材料,比如为(wéi)航空公司(sī)研制飞机(jī)上使用的阻(zǔ)燃材(cái)料。

    另外,同样以FDM线材为(wéi)主的材料厂商还有(yǒu)「广州(zhōu)优(yōu)塑」、「Elements 3D」、「青岛宏飞达」、 「深圳市众景优品」、 「瑞(ruì)贝(bèi)思(sī)三维」、「辰岳科技」、「北京(jīng)斯(sī)科瑞化工」等。

    除了FDM工艺,DLP和SLA技术也(yě)是非金属3D打印中的两种(zhǒng)重要(yào)工艺(具(jù)体技术阐述将在后文展开),它们使用的耗材则是光敏树脂。这类材料的(de)制造工(gōng)艺难度以及(jí)成本都相对较(jiào)高(gāo),高质量液态光敏树脂仍然依赖(lài)进(jìn)口也需要从国外进口。

    在光敏树(shù)脂材料研(yán)发生产领域(yù),有「广州双力」这类既生产_塑料丝和光敏树脂(zhī)的公司,也(yě)有专注光敏树脂材料的公(gōng)司,如「力邦新(xīn)材料」、「正邦科(kē)技」、「雅霖(lín)特种材料」等。另外,也会有3D打印设备和服务的公(gōng)司会涉及到该材料的研(yán)发(fā),如(rú)36氪(kè)曾报道的「塑成科技(jì)」、「清(qīng)锋时代」、「UNIZ」。

    除了这(zhè)些主流材(cái)料,也还有公司把目光投向了特种材料,如(rú)「飞亚新材料」开发(fā)了(le)聚芳醚醚腈(PEEN)特种(zhǒng)高分子材料、「随身科技」研(yán)发了石墨烯尼龙(lóng)复合材料、「晗宇科技」开发(fā)了高精密(mì)度3D打印石(shí)蜡耗材。

    2、非金属3D打印(yìn)设备(bèi)

    现在主流(liú)的(de)非金属3D打印技术有:熔积成型法(FDM)、立体光固化成型技术(SLA)、数字光投影技术(DLP)、非金属激光粉末烧(shāo)结(SLS)。

    (1)熔积成型法(FDM)

    熔融沉积成型(xíng)法(FDM,Fused Deposition Modeling),这种工(gōng)艺是通过将丝状(zhuàng)材料如(rú)热塑性塑料、蜡(là)或(huò)金属的(de)熔丝从加热的喷嘴挤(jǐ)出,按照零件每一层的预定轨迹,以固定(dìng)的速率进行熔体沉积。主要用途(tú)是(shì)塑料(liào)件、铸造用蜡模、样件(jiàn)或模型制造。但相(xiàng)对于其他几种工艺,加工精(jīng)度低、时间较(jiào)长。

    FDM不用激光,使用(yòng)、维护简单,成本低(dī),可以满足(zú)消(xiāo)费级客户的DIY要求(qiú),也能满足企业低价零件制造以及模型制造的(de)要求。

    36氪(kè)曾(céng)报道过(guò)的「创想三(sān)维」就(jiù)是(shì)一家桌面级3D打印机(jī)厂(chǎng)商,主要提供(gòng)用于家庭场景的FDM桌面(miàn)级3D打(dǎ)印机硬件(jiàn)产品和(hé)耗材,年出货量50万台,全年营收(shōu)的 90% 以(yǐ)上(shàng)来(lái)自于海外市场。除此之外,公司创(chuàng)想三维也研发了大型3D打印设备(bèi)以(yǐ)及桌面级光固化打印机,在工(gōng)业级(jí)打印同样也所有涉及。同样针对消费级桌面3D打印的公司,36氪还曾报道过「Snapmaker」。

    除了消费级桌面打(dǎ)印机,更多的(de)公司瞄准的是FDM工(gōng)业级3D打(dǎ)印市场。比如「弘瑞3D打印」、「复志Raise 3D」、「PMAX巨影」、「海芯科技」等。

    (2)立体光固化成型(SLA)和数(shù)字(zì)光处理(DLP)

    立体光固化成型(SLA),是使用激光束在液态树脂表面勾画(huà)出(chū)物体(tǐ)的第一层形状(zhuàng),然后制作平台下(xià)降一定的距离(0.05-0.025mm之间),再让固化(huà)层浸入液态树脂中(zhōng),如此反(fǎn)复(fù)。使用(yòng)的(de)树脂是光敏(mǐn)树脂(zhī),激(jī)光(guāng)束照射后会形成固态(tài)。

    在SLA 3D打(dǎ)印(yìn)领域,「联泰科(kē)技」拥有较高的知名度,据其官网介绍(shào)联泰(tài)科技目前(qián)拥有国内立体光(guāng)固化(SLA)3D 打印技术最(zuì)大(dà)份额的工(gōng)业领域客户(hù)群,国内市场占有率超过 60%。产品已被(bèi)广泛应(yīng)用于手板 模(mó)具、鞋业、口腔(qiāng)医疗、文化创意、汽车(chē)、电子(zǐ)以及教育科研等多个应用及(jí)行(háng)业领域(yù)。

    另(lìng)外,「中瑞科技」也在光(guāng)固(gù)化3D打印机(jī)方面有所积累,尽管该公司(sī)SLA光固化、SLM选区激光熔化、SLS尼(ní)龙粉末(mò)烧结和(hé)FMS铸造砂(shā)模和(hé)AMC陶瓷都有打印设备,还提供(gòng)相配套的(de)3D打印(yìn)材料和(hé)3D打印软(ruǎn)件,但光固化3D打印机(jī)的种(zhǒng)类最多。同时,公(gōng)司也有涉及SLM金属打印机。其他集中在SLA光(guāng)固化3D打印的公司,还包括「东(dōng)莞鸿泰(tài)」、「深圳金石」、「嘉兴善维」、「佛山吗(ma)卡」。

    数(shù)字光处理(lǐ)(DLP),使用的耗材和SLA一样,都(dōu)是光固化树脂。DLP与SLA最大的不同在于(yú),DLP用(yòng)的是投(tóu)影仪的数字光源(yuán),SLA用(yòng)的是(shì)激(jī)光头。正(zhèng)因为如(rú)此,DLP一扫就是(shì)一片,SLA成(chéng)形只能(néng)靠一个激光点。比较典型的企(qǐ)业有「迅实(shí)科技」,该公司拥(yōng)有(yǒu)针对珠宝设计、齿(chǐ)科(kē)等多种行业应用的多款打印机。以及「黑格智造」,该公司以“DLP+”在智能化、打(dǎ)印精(jīng)度(dù)、成型速度、稳定性、成型幅面上,相较(jiào)于传统DLP有(yǒu)了较大的提升,让(ràng)使用该技术(shù)的设备更加适合大规模(mó)的终端产品,包括牙(yá)齿矫正(zhèng)套、消费类电(diàn)子(zǐ)产品等的生产。

    光固化技术相较于FDM来说,最主要的优势就是精(jīng)度更高(gāo),速(sù)度更快。

    目前3D打印企业仍然面对(duì)成本较高,盈利较难的困境。很大(dà)一(yī)部分原因就在于,打印速(sù)度难以(yǐ)跟上,效率(lǜ)较(jiào)低。于是兼顾精度(dù),提升速度(dù)的打(dǎ)印方案开始越来越被(bèi)关注,有(yǒu)企业对传统对光固化技术(shù)进行革新已(yǐ)达到(dào)更(gèng)快速度的(de)目的。

    10月中旬,美国西北大学在《Science》上发表了的新一代高速、大尺寸、光固化的3D打印(yìn)技术HARP (high-area rapid printing)技(jì)术的技术论文。科学家们也以(yǐ)此创办了Azul 3D公司。

    据(jù)南极熊3D打印报(bào)道(dào),HARP技术采用(yòng)垂直打印,用紫外线将液(yè)态(tài)树(shù)脂固化为(wéi)硬化的塑料。此过程可(kě)以打印出坚硬(yìng)、有弹(dàn)性(xìng)甚至陶瓷。与其(qí)他3D打印技术常见的叠层结构相反,这些连续打印(yìn)的零件机(jī)械性能(néng)很好,可(kě)以用(yòng)作汽(qì)车、飞机、牙科、矫形(xíng)器、时(shí)尚(shàng)等等的零(líng)件。在打印过程(chéng)中,HARP采用液体聚四氟乙(yǐ)烯在接口上流动(dòng)得以除去热量,然后通过冷却(què)单元(yuán)进(jìn)行循环。

    Azul3D称自己的(de)HARP技术,已(yǐ)经突破(pò)了Carbon3D的CLIP技术打印速度的最高(gāo)纪录,Carbon3D是目前全球3D打印公司中估值最高的企业之一。它的CLIP技术是利用(yòng)一层(céng)透(tòu)氧膜,隔离光(guāng)敏树脂液体和(hé)空(kōng)气中的氧气,实现高速、连续(xù)的3D打印成(chéng)型。

    2019年6月,Carbon获得(dé)了E轮的投资,融资规模高达2.6亿(yì)美元(约18亿元人(rén)民币),而估值(zhí)则达到了(le)24亿美元(yuán)(165亿元人(rén)民币)。截止2019年10月,Carbon3D已经推出了最新一(yī)代(dài)的高速量(liàng)产(chǎn)3D打印(yìn)机L1,目标就是(shì)大批量生产应用(yòng)的。

    在国(guó)内,也(yě)有(yǒu)企业在速度上下功夫。如36氪曾经报道过的(de)「UNIZ」以(yǐ) LCD-SLA 光固化技(jì)术为核心,加(jiā)上其特有的Uni-Directional Peel(UDP,单向剥离)技术,使得其打(dǎ)印机的精(jīng)度和速度都能保持较(jiào)高(gāo)水平(píng),号称3D打印速度(dù)可达(dá)1200mm/h以上。

    还有此前提(tí)到(dào)的「清(qīng)锋(fēng)时代」则研发了(le)类似于光固化的LEAP技术,据称可将3D打印速度提升百倍。该技术(shù)搭配公司研发的(de)可量产(chǎn)高性能弹(dàn)性材料EM-11,将用于清(qīng)锋时代3D打印鞋(xié)底(dǐ)的批量(liàng)生产。

    同样要用3D打印技术量产鞋底的,还有「塑成科技」,该公司采用的是精度更高,速(sù)度更快的光固(gù)化打(dǎ)印技术,是(shì)传统速度的60-90倍。

    (3)其他非金属3D打印技术

    SLS,在行业内叫做粉末烧结,其可(kě)用材料包(bāo)括高分子、金属(shǔ)、陶瓷(cí)、石膏、尼(ní)龙(lóng)等多种粉末(mò)材料。

    在(zài)尼龙3D打印(yìn)中,「华曙高科(kē)」是头部企(qǐ)业,现有员工超(chāo)过280人,其中(zhōng)研发人(rén)员超过 40%,公司共(gòng)申请专(zhuān)利超过百(bǎi)项,获得专利授权近百项,同时(shí)研发金属3D打(dǎ)印设备及尼龙等高分子3D打印材料。此外(wài),该公司在金属3D打印领域(yù)也有所涉(shè)及。

    3DP工艺与SLS工艺类似,采用(yòng)粉末(mò)材料成形(xíng),如陶瓷粉末,金属(shǔ)粉末(mò)。不同的是材料粉末不是通(tōng)过烧(shāo)结连接起来(lái)的,而是通过喷头用粘接(jiē)剂(如(rú)硅(guī)胶)将零件的(de)截面(miàn)“印刷”在材(cái)料(liào)粉末(mò)上面。如「宁夏共(gòng)享集团(tuán)」就(jiù)采用(yòng) 3DP 工(gōng)艺“逐层叠加、增材制造”,把铸造所(suǒ)用(yòng)的砂芯(xīn)砂型直接打印成形, 已经建设(shè)了3D打印(yìn)智能工厂。


    三、3D打印服务

    说起(qǐ)3D打(dǎ)印服务(wù),这里(lǐ)我们将其拆分成两类,一类是3D打(dǎ)印供(gòng)应链企业,它们为3D打印提供(gòng)后处理等服务,为3D打(dǎ)印生产提供相关软件(包括控制系统)及相关解决方案;另一类则本身不(bú)生产3D打印所需的材料(liào)及打印(yìn)机产(chǎn)品,而是提供解决方案设计、直(zhí)接的打印服务、以及(jí)交易平台。

    (1)软件及系统(tǒng)解决方案供应商

    3D打印产(chǎn)线不仅需要3D打印(yìn)硬件产品(pǐn),同样也需要软件系(xì)统(tǒng)的配合。多数3D打印设备厂商会自行研发或是(shì)二次开发相关(guān)的软件系统。市面上仍有专(zhuān)业的厂商,提供相关方案(àn)。

    如新(xīn)三板上市公司「金(jīn)橙子」科(kē)技自(zì)主研发(fā)了3D打印控制系统,该公司的控制卡集振镜控(kòng)制、激(jī)光(guāng)控制、运动(dòng)控(kòng)制、传感器(qì)反馈于一体,并同时高精密(mì)校(xiào)正方案、多机加工(gōng)方案、多种路(lù)径规划方案;「 创必(bì)得科技」自主研发(fā)了赤兔系列主控系统(tǒng)和切(qiē)片软件,最早实现了 3D 打印脱机控制及多机器分布(bù)式控制系统解(jiě)决(jué)方案;「空灵(líng)智能」推出的主板品牌「魔印」,该产(chǎn)品(pǐn)搭载了实时监控传输技(jì)术,和打环检测技(jì)术(shù),使(shǐ)得传统 3D 打印机可以实现互联(lián)网打印同时拥有自我(wǒ)检测功能,客户可通(tōng)过(guò)手机 app 对 3D 打印机进(jìn)行远程(chéng)操控。同(tóng)样的3D 打印控制(zhì)系统供应商,还有「谦辉信息(xī)」、「 晋原铭科技」。

    (2)3D打印后处理(lǐ)

    3D打印后(hòu)处理是3D打印重要的步骤(zhòu),直(zhí)接使用3D打印出来(lái)的物(wù)品只是一个半成品,有些(xiē)表面会比较粗糙,需要打磨抛光,有(yǒu)些需要喷(pēn)涂、上色;金属制品需要退火(huǒ)、处气、固化。经(jīng)过后处理(lǐ),3D打(dǎ)印产(chǎn)品(pǐn)才能最终送到客(kè)户手里。

    今年10月,英国3D打印后处理初创公司「Additive Manufacturing Technologies(AMT)」宣布完(wán)成520万美元的(de)A轮融资(zī)。去年,德国专注于(yú)SLS聚合(hé)物(wù)3D打印后处(chù)理创业公司「DyeMansion GmbH」获得了500万美元的A轮(lún)投资。

    国内后处理(lǐ)厂商并不多,就在2019年10月,南极熊曝光了一(yī)个专门(mén)做尼龙/TPU等材料3D打印(yìn)后(hòu)处理的(de)国产厂商——「东(dōng)莞德为智能(néng)(DYEWIN)」。他们自主研发的3D打印零件表面(miàn)处理及3D打(dǎ)印零件染色等后处(chù)理(lǐ)系统,这一套清粉+表面精细处理+染色的系统价格仅为国(guó)外同类进口产(chǎn)品的20%。此外,还有「 苏州(zhōu)诺曼(màn)比尔材(cái)料」专(zhuān)注金属等(děng)材料的3D打印后处理。

    (3)消费端3D打印服务及3D打印平台

    在消费(fèi)端,有公司专注于3D设计软(ruǎn)件和设计服务。比如「中望龙腾软件」 就开发了3D One 系列三维(wéi)创意设(shè)计软件 ,主要面对教育领域(yù)。另外面(miàn)对(duì)教育市场(chǎng)的提(tí)供(gòng)设计软件及相应解决方案(àn)的公(gōng)司还有「 遨为数字技术 」、「乐伴科技」、「 张飞打印」。

    也有(yǒu)提供产品设计及(jí)打印服务(wù)的公司,36氪此前曾介绍过聚焦“3D 打印+文(wén)创”的 「 上海极(jí)臻三维」, 此外聚焦3D技术(shù)消费(fèi)领域的产品化(huà)的(de)公(gōng)司还有「云(yún)迹创意设计」、「 3dans 蛋生」、「 紫晶立(lì)方科技 」

    在3D打印平台方面, 36氪(kè)曾介绍(shào)过「云工厂」,“云工厂”的主(zhǔ)要业(yè)务线(xiàn)包括3D打印(yìn)、手板加(jiā)工和机(jī)械(xiè)加工,开发设计了专用(yòng)于(yú)中小批量(liàng)产品加工的标准化(huà)流程(chéng),将传统(tǒng)制(zhì)造和互联网连接,可以实现线(xiàn)上(shàng)下单、自动报价、实时跟踪(zōng)生产进度(dù)和快速交付产品的制造。

    新(xīn)三板上市企业「先临(lín)三维」也(yě)有3D打(dǎ)印服务的(de)子公司「云打(dǎ)印(yìn)」,云打印打造了(le)“3D 打印+互联网(wǎng)+物联网(IOT)+人工智能(AI)”的技术(shù)平台,打造 C2M 和线上线下相(xiàng)结合(hé)的 3D 打(dǎ) 印分布式服务(wù)模(mó)式。公司已(yǐ)在浙江、江(jiāng)苏(sū)、南等 全国(guó)多个省(shěng)份的地方政府或园区合作,建立(lì)了十(shí)几家线(xiàn)下 3D 打印服务中心。类似的提供(gòng) 3D 打(dǎ)印云平台的公(gōng)司(sī),还有「易速普瑞」、「南京 1001 号」、「创想智造 3D 打印(yìn)网 」、「魔猴网」等。

    此外,还有相关的垂直媒体服务于行业内外的3D打印关注者。比如「南极熊3D打(dǎ)印网」,该平(píng)台报道全(quán)球最新的3D打(dǎ)印资讯,定期输出3D打印的研究报告,举办行业内交流会(huì)议,也(yě)为3D打印相关(guān)企(qǐ)业提(tí)供(gòng)咨询服务。与它(tā)类似,还有「3D打(dǎ)印世界(jiè)」、「3D科学谷(gǔ)」、「3D打印技术(shù)参考」等。


    四、3D打印(yìn)的应用

    3D打印的应(yīng)用非(fēi)常广泛,现(xiàn)今最热门的(de)当属医疗3D打印。

    医疗3D打(dǎ)印有着数十亿美元的想象(xiàng)空间。从微(wēi)小的细胞组织(zhī),到大体积的骨骼,都是3D打(dǎ)印未(wèi)来的“战场”。

    医(yī)疗3D打印,首先是(shì)用计算机(jī)建(jiàn)立三维模型,数据传输至打(dǎ)印机,由打(dǎ)印机逐层打印(yìn)截面,最后各截面粘合起来完成塑型。

    我们可以从落地的难易程(chéng)度,把(bǎ)医疗3D打印(yìn)划分(fèn)为两部分:

    骨(gǔ)科植入物、口腔修复、定制化假肢、手(shǒu)术导(dǎo)板(bǎn)、内植入物,此类非生物3D打印技术,技术更(gèng)为成熟(shú),更加(jiā)贴近临床,应用场(chǎng)景明确,是玩家们主要聚集的细分赛道;细胞组织甚至器官组织的3D打(dǎ)印,还有漫长的技术研发(fā)之路,是医疗3D打印的(de)进(jìn)阶(jiē)阶段,水面上(shàng)的国内玩家仅有五家(jiā)。(1)最引人注目的板块(kuài)莫过于骨科(kē)植入物(wù)

    公开数据显示,骨(gǔ)科植入物(wù)占整个植入物市场规模的93%之多,预计2022年骨(gǔ)科植入物(wù)的(de)市场规模高达290亿元。目前(qián)国内企业已(yǐ)经有一些产品(pǐn)获批上(shàng)市,也有(yǒu)与(yǔ)医院合作手术的(de)成功(gōng)案例。

    国内(nèi)主要集(jí)中(zhōng)在金(jīn)属和高分(fèn)子材料上,国际上,多(duō)数国(guó)外(wài)厂商(shāng)采用的是羟基磷灰石和(hé)聚(jù)乳酸复合(hé)材(cái)料,还(hái)有一些骨科辅助器械则采(cǎi)用(yòng)的是石膏或树脂材料(liào)。

    举几(jǐ)个(gè)例子(zǐ),「爱康医疗(liáo)」的3D ACT钛合金骨小梁(liáng)髋臼杯(bēi)在2015年获得了(le)上市许可;「艾科赛龙」也聚焦3D打印骨科(kē)耗材,它的特点是具备介入(rù)式(shì)手术的(de)导(dǎo)航(háng)板方案(àn),帮助扫(sǎo)除手术(shù)盲区;「 欧比雅」与广州医科大学附属第(dì)三医院合作,帮(bāng)助(zhù)一名(míng)有十年病史的踝关节慢性(xìng)骨髓炎患(huàn)者置换病灶骨(gǔ)骼。

    通常我们有一些维度去(qù)评价骨(gǔ)科植入物(wù)的技术水(shuǐ)平:材质的(de)抗磨损性能和生物相容性(xìng)、孔(kǒng)隙(xì)率、摩擦系数、旋转活(huó)动度(分(fèn)散应力)、铰链机(jī)制(防脱易植入)、承重方式(损耗(hào)程度)、补块垫块的丰富性(骨缺损处理(lǐ)方案的(de)丰富性)、手术及翻修策略等等。

    (2)风口上的隐形牙套,正是3D打印的(de)成果

    3D打印的(de)另一个细分赛(sài)道是数字化口(kǒu)腔修复(fù),现在技术(shù)已经可(kě)以制(zhì)作种植牙、义齿、正畸产品等(děng)等,还可以达成相(xiàng)关关节(jiē)紊乱病的治疗修复。

    隐形正畸正(zhèng)处(chù)于投资风口(kǒu),正畸量在近几年来有着爆发(fā)式的增长,诊(zhěn)所的毛利率通(tōng)常在50%-75%。而隐形(xíng)正畸所用(yòng)的隐(yǐn)形牙套,正是3D打(dǎ)印的成果(guǒ)。

    3D打印可以带给用(yòng)户个性化的(de)精准矫形,扫描仪(yí)掌握数(shù)字化地口腔状况,建立个性化的口内3D数字模型,从而生(shēng)产出“量(liàng)身(shēn)定制”的隐形牙套。根据平安证券口腔报告(gào)测算,2017年中国国正畸病例大约206万例,每例按12000元计算,则中(zhōng)国正畸市场规模在(zài) 250亿(yì)左右。

    对(duì)于义齿(chǐ)厂(chǎng)而言,3D打印机不仅能够实(shí)现(xiàn)人工替代,还能够提高生(shēng)产效率和品(pǐn)质。全国有(yǒu)4000多家义齿厂,随着产业(yè)的升级、进口替代的加速,未来将有更多的3D打(dǎ)印机进(jìn)入义齿(chǐ)厂(chǎng),未来(lái)五(wǔ)年市场规模有望超(chāo)10亿。

    以(yǐ)往困扰口腔医生的是,初期设计(jì)的轮廓外形总是很难与最(zuì)终得到的修(xiū)复体一(yī)致,而(ér)3D打印就很好地解决了(le)这个(gè)问题。3D打印的目标(biāo)修复体导板,可以将修复蓝图可视化地呈现出来(lái),根据导板打印而成的修复体,可以做到高精准度,让“理想”和“现实”达(dá)成一(yī)致。

    还有一些(xiē)公司擅长三维数据采集,为医院提供(gòng)手术前规划(huá)方案,用可视化的图(tú)像模(mó)拟手(shǒu)术,帮助医生更好地操作(zuò)演练。这个赛道上,「浙江德尔达(dá)」的做(zuò)法是,通过对病(bìng)患部(bù)位的(de)三(sān)维重建(jiàn),设计手术导板,手术导板(bǎn)就像是一个“手(shǒu)术用的地图”,让(ràng)医生可以通过实体模型(xíng)来规划手术;「即刻叁医疗」将3D技术应用(yòng)在了血管外科、肝胆外、肿(zhǒng)瘤、颌面外科。

    数字化(huà)口腔赛(sài)道的公司相对较(jiào)多,包括(kuò)此前文章提及(jí)的「迅实科技」、「瑞通生物」、「UNIZ」、「 黑格智能」、「精唯信诚(chéng)」、「长朗智能(néng)」等。

    (3)世界(jiè)首颗3D打(dǎ)印心脏诞(dàn)生

    "医疗3D打印的进阶阶段",就是细胞组织甚至器官组织的3D打印。

    今年4月(yuè)15日,以色列特拉维夫(fū)大(dà)学研(yán)究(jiū)人(rén)员宣布成功3D打印出世界首颗(kē)“完整(zhěng)”心脏的新(xīn)闻(wén)轰动全球。一夜之(zhī)间(jiān),“3D打印(yìn)器(qì)官”仿(fǎng)佛(fó)触手可及,器官移植(zhí)供体紧缺(quē)似(sì)乎不(bú)再是问题。

    然而(ér)冷静下来,我们会发现:这个“心脏”很小,并非人类尺寸;血(xuè)管(guǎn)系统并不完(wán)整,毛细血管未被打印出来;此“心脏”尚不具备泵血(xuè)功能。

    尽管距真正可移植的心脏还有一(yī)段距离,但是这颗心脏的诞(dàn)生,仍然引(yǐn)起了巨大的轰动。为什么呢?答案是(shì),它与(yǔ)组织(zhī)工程构建(jiàn)技术有关(guān)。

    经典组织工程构建首先需(xū)要两类材料(liào)——种子细胞和支架材料。支架材料顾名思义,起到的即“支撑”作用(yòng)。它为(wéi)种子细胞提供生长和(hé)发挥生物学功(gōng)能的场所,需(xū)要具有模仿天然(rán)组织的构建性(xìng)能。种(zhǒng)子细(xì)胞则是(shì)在支架材料上联结、生长成(chéng)所需组(zǔ)织(zhī)、器官(guān)的单位。

    怎样的(de)支架材料无毒、无(wú)免(miǎn)疫原性(xìng),具有良好的生物相容性、合(hé)适的生物降(jiàng)解性,同时适合细胞生长?怎样获得多功能干细胞(bāo),并使其定(dìng)向分(fèn)化成所需的种子细胞?如何维持所获(huò)组织、器官的(de)细胞活性?怎(zěn)样令打印出的组织(zhī)/器件功能化?这些都是摆在科学家和企业面前的(de)问(wèn)题。

    特(tè)拉维夫大学研究(jiū)人员即是解决了部分这些问(wèn)题后,打(dǎ)印出了(le)具有细胞、血管、心室和(hé)心房的“完整”心脏(zāng)。这同时意味着(zhe),结构更简(jiǎn)单的耳朵、气管、血管等组织器官可以完全重现。无(wú)排异的组织移植或许能先一步到来。

    目前(qián),36氪收集的公开(kāi)资料显示(shì),全(quán)球(qiú)生物3D打(dǎ)印(yìn)的市场规模(mó)在30亿元左右,全球领先的(de)生物3D打印公司包括美国的(de)「Organovo」、日本的(de)「Cyfuse Biomedical」、加拿大的「Aspect Biosesystems」等。而国(guó)内从(cóng)事器官、血管等组织(zhī)工(gōng)程3D打印的(de)企(qǐ)业,仅有数家,分别为:「上普生物」、「迈普医学」、「捷(jié)诺飞(fēi)生物科(kē)技」、「尤尼科(kē)技」、「蓝光英诺」等。

    FDM和光固(gù)化是目前较为主流的打印技术,上述”心脏“即是FDM技(jì)术下打印出来的。光固化(huà)技术的(de)优势在于成型(xíng)容易,但(dàn)是容易(yì)产生(shēng)毒性问题。

    细胞(bāo)打印产业化的难点,除(chú)了技术,还(hái)有伦理道德乃至风险(xiǎn)控制。社会对(duì)此类产品的(de)接受程(chéng)度、生产(chǎn)过程中可能带来的(de)病毒(dú)等(děng)风险,也在一定程度上制约了行业的发展。

    据悉(xī),现在企(qǐ)业提供的业(yè)务多为:生物(wù)3D打印机(jī)的定(dìng)制、售卖;生物墨水等其他耗(hào)材(cái)的定制、售卖;生物(wù)仿真(zhēn)模型的(de)打印服(fú)务等。目前行业内可降(jiàng)解组织(zhī)工程(chéng)支架(jià)的(de)打印相对成(chéng)熟,细胞(bāo)、组织、器(qì)官(guān)的3D打印处于(yú)科研应用阶段的居(jū)多。

    短期(qī)上看,生物(细胞)3D打印比较现实的落地场景在于,打印(yìn)具有单一(yī)功能的类组织来进行体外药检、病毒理测试(shì),乃至化妆品、保健品(pǐn)的效果测试。往远(yuǎn)了看,即最终应是实现器官移植,造福人类。

    随(suí)着技术的日益成熟,3D打印产品的生产制作或许将不再是最大难题。行(háng)业玩(wán)家(jiā)们共同面临的问题,其(qí)实(shí)是政策审批的问题。

    由(yóu)于医疗(liáo)3D打印(yìn)产品可能会(huì)直接用于人体(tǐ),且(qiě)产品都(dōu)是根据患者情况(kuàng)个性化定制的,每位患者(zhě)的情(qíng)况都会有所不同,所以对(duì)它的审批是非常严(yán)格谨慎(shèn)的(de),相关政(zhèng)策滞后(hòu)于技术。

    3D打印产品以往没有适用的(de)取(qǔ)证规范,定制化的产品导致取(qǔ)证成本很大,用在每(měi)一个身体(tǐ)部位都需要申请一张医疗(liáo)器械证,取证成本极高。

    最新(xīn)的动态是,今年7月(yuè)国家出台了一项新(xīn)政策,预计能为医(yī)疗(liáo)3D打印带来强心剂。

    这项新政是《定制式医疗器(qì)械监督管理规定(试行(háng))》,规定了(le)定(dìng)制(zhì)式医疗器械(xiè)的(de)备案管(guǎn)理(lǐ)、设计加工、使用(yòng)管理、监督管(guǎn)理的(de)规范,从明年1月1日起施(shī)行(háng)。

    纵(zòng)观(guān)整个3D打印市场(chǎng),其应用范围非常(cháng)广泛,从医用(yòng)至(zhì)工业至(zhì)消费,都可以看到3D打印的身影。

    医用领(lǐng)域包括医(yī)用(yòng)手术导板、医疗(liáo)植入物、齿科(kē)模(mó)型及相关矫正设备、金属(shǔ)牙冠等物件的(de)制造;

    工业方面,有工业(yè)产(chǎn)品设计开发、复(fù)杂小(xiǎo)型(xíng)金属精密零件、航空航天复(fù)杂金(jīn)属构件(jiàn)、飞机大(dà)型复杂金属构(gòu)件、航空航天领域用工程塑料零部件、汽车、家(jiā)电等领域零部件制造(zào)、铸造用(yòng)蜡模(mó)制作以(yǐ)及建(jiàn)筑建造;

    在消费领域则包括,手办(bàn)制作、珠宝设计与制作、创意产品制作与生产、以及食品制作等。

    这篇文章,36氪只盘(pán)点了(le)最热门的医疗(liáo)3D打印。接下来,36氪还将聚(jù)焦(jiāo)3D打印(yìn)在其他行业的应用(yòng),进行分析和(hé)盘点。

    关键词:




    AI人工智能网声明:

    凡资讯来(lái)源注明为(wéi)其他媒体来源的信息(xī),均为(wéi)转载自其(qí)他媒体,并不代表本网站赞同其观点,也不代表本网站对(duì)其真实性负责。您若对该(gāi)文章(zhāng)内容有任何疑问或质(zhì)疑,请立即与网站(www.bz.xinxiang.zz.pingliang.ww38.viennacitytours.com)联系,本网站将迅速(sù)给您回(huí)应并做处理。


    联系电话:021-31666777   新闻、技术(shù)文章投稿QQ:3267146135   投稿邮箱(xiāng):syy@gongboshi.com

    工(gōng)博士人工智能(néng)网(wǎng)
    乐动网页版_乐动(中国)
    扫描二维码关注微信
    扫码反馈

    扫一扫,反馈(kuì)当前页面

    咨询反馈
    扫码关注

    微信公众号(hào)

    返回顶(dǐng)部

    乐动网页版_乐动(中国)

    乐动网页版_乐动(中国)