3D打印有前途吗?

这几年,要说在科技领域最火热的词的话,“3D打印”必定在其中之一。3D打印技术能够通过精确的数字建模,再运用易塑性的粘合材料能够将人们所需要的物品给打印出来。上到航天飞机,下到艺术摆件都能通过3D打印将其制造出来。尽管现在3D打印技术因受生产成本过高,生产效率较低的技术性难题所限制。但由于它令人惊叹的创造性,这项技术毫无疑问充满着广阔的前景。

例如在今年的一月,3D打印技术在人体器官打印上就有新的突破,荷兰特温特大学的科学家们发明了全新的空中流体技术,能够大大提升人体器官和细胞的打印效率。要知道在这项技术发明之前,医生通过3D打印机修补一立方厘米的残缺器官都要花上将近20个小时左右,才能保证植入的组织不会坏死,而通过空中流体技术仅仅需要几分钟的时间就可以完成。

这项技术的革新给需要更换人体器官的病人带来了福音,也为抢救病人的生命提供了帮助。再比如,3D打印技术能够胜任航天器材中精密度极高的零件制造。在2014年底,美国宇航局选择使用3D打印技术来制造一个新型的太空望远镜,据了解这个天文望远镜除了镜头与镜面均由3D打印机制造。相比较传统的方法制造这个望远镜,3D打印技术能够使得望远镜的零件更加耐用,便于提高性能。

3D打印市场前景如何

行业主要上市公司:Stratasys(SSYS)、3D Systems(NYSE:DDD)、铂力特(688333)、先临三维(600588)、极光科技(871953)、有研粉材(688456)、杰普特(688025)等本文核心数据:3D打印专利申请数量、3D打印专利区域分布、3D打印申请人排名、专利市场价值等全文统计口径说明: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35.81%;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25.52%。

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28.82%波动下降至2020年的3.74%,2021年截止8月18日,全球3D打印专利集中度有所提升,达到6.44%。

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。

3D打印未来前景怎么样?

这是个好问题,因为高科技发展太快近一时期人们多关注5G,量子通讯,量子计算,人工智能,大数据等,3D打印在一两年前的热词,最近很少提及了。3D打印是属于智能制造范畴的,它通过改变材料,设计,工艺,制造流程,智能化自动生产,无论工况,工种,设计多复杂一次完成,具有精度高,强度大,无拼接,多工种一次完成,效率高等特点,它是继智能机器人制造后,又一巅覆性的工业革命。

它从塑料玩具,牙刷,水杯,餐盒,眼镜开始,发展到现在,三年前武汉已经运用该技术创造了,3人三天打印出13X13X9米的,三层别墅楼的记录,360个喷头15X15X12米的大设备,集钢筋混凝土,导线,水气通管,门窗等一次完成,在航空发动机高性能配件上有3D打印的,在歼20隐型飞机上有3D打印的制造,中国3D打印正加速发展。

我儿子在某985大学上研究生,学的是3D打印及材料专业,请问将来就业前景如何?

3D打印是将信息、材料、生物、控制等技术融合,通过材料的变革性和数字化的增材技术。3D打印机可以通过将原材料加以混合,形成新的材料。3D打印可以打印三明治、打印身体器官、打印智能机器人3D打印将波及各行各业。如果你是一位中学老师,当你带着花费数小时用3D打印制作的恐龙化石或者喜马拉雅山模型来到教室,这堂课一定会令你的学生们印象深刻;如果你是一位资深医者,当你将带着使用3D打印机制造的与患者身体完美匹配的骨骼或者心脏瓣膜走进手术室时,整个医疗界必定为之振奋;如果你是一名考古工作者,利用3D扫描和3D打印技术快速复制那些脆弱、不可触碰的珍贵文物,那么繁冗细致的考古研究工作必将事半功倍;因为3D打印技术是前言科研方向,研究人员大多数研究生或者是博士生,所以本科开始的学校还非常少。

3D打印波及和影响各行各业的工作模式,在催生众多新机会的同时也带来很多新的挑战。部分开设院校清华大学——机械工程系北京航空航天大学——材料科学与工程学院西安交通大学——机械工程学院复旦大学——高分子科学系华中科技大学——材料科学与工程学院上海交通大学——医学方向北京工业大学——激光工程研究院上海交通大学医学院——3D打印辅助手术。


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