3D打印行业研究报告x YUKI was compiled on the morning of December 16, 20203D打印行业研究报告（胡彬2013-8-11）一、何谓3D打印3D打印机，英文“3D Printers”，3D 打印这个名称是近年来该产品针对民用市场而出现的一个新词，是通俗叫法，其实在专业领域它有其它学术名称“快速成形技术”(及“快速原型制造技术”、“增量制造技术”、“增材制造技术”)。

快速成形技术(又称快速原型制造技术 Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，是一种不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状，根据零件或物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。

它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。

RPM 技术是在现代CAD/CAM 技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。

不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。

但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。

形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"，因此得名“3D打印机”。

3D打印机的原理：3D 打印机可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。

每个截面数据相当于医学上的一张CT 像片；整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。

当然，整个过程是在电脑的控制下，由3D打印机系统自动完成的。

二、3D打印的发展历程1984年，Charles Hull开始研发3D打印技术，【1986年】，他自立门户，创办了世界上第一家3D打印技术公司，也是现在的3D市场领军者之一3D Systems 公司（NYSE: DDD），同年发布了【第一款商用3D打印机】，2012年1月，他们收购了另外两家3D打印公司Zcorp和Vidar Systems；1988年，Scott Crump发明了FDM（热熔挤制成型）技术，并于1989年成立了现在的另一家3D打印上市公司斯川塔斯Stratasys（NASDAQ:SSYS），该公司在1992年卖出了第一台商用3D打印机。

2012年4月，Stratasys还收购了以色列的Objet公司，从而成为【全球最大】3D打印机制造商。

1989年，美国麻省理工学院的Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty等在美国申请了三维印刷技术的专利，之后Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty又多次对该技术进行完善，形成了今天的三维印刷快速成型工艺。

1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利。

1995年，美国ZCorp公司（后被3Dsystems收购）从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。

1996年，媒体第一次使用【3D打印】这个词来称呼当时的快速成型机，后来取代了之前的称谓，成就了现在流行的3D打印这个概念；2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

2008年，开源3D打印项目【RepRap】发布“Darwin”，3D打印机制造进入新纪元；同年，Objet 推出Connex 500，让【多材料】3D打印成为可能。

2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。

2011年6月6日，发布了全球第一款3D打印的比基尼。

7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。

8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。

2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次打印出人造肝脏组织。

目前，美国拥有世界上３８．５％的３Ｄ打印设备，而中国所占的比例只有８．６％，有着很大的提升空间。

3D打印技术在美国已经产业化，目前全球有两家3D打印机制造巨头，分别Stratasys和3D Systems，均在美国纳斯达克上市，2011年营业收入分别为亿美元和亿美元。

目前国外3D打印机制造商主要有：商用3D打印机主要制造商包括Stratasys，Objet Geometries,Z Corporation， 3DSystems等。

家用3D打印机主要制造商有Reprap，Makerbot Industries，Ultimaker，Botmill，Fab@Home等。

三、3D打印为什么近两年突然热起来2012年3月19日，美国总统奥巴马在卡内基梅隆大学宣布创立美国“制造创新国家网络”计划。

由政府主导、联邦政府和工业部门共同斥资10亿美元逐步建立15个“制造创新中心”，组成创新网络。

2012年4月21日，英国《经济学人》刊文《第三次工业革命》，认为3D打印技术将与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。

2012年8月16日，美国“国家增材制造创新中心”作为其首个“样板示范”创新中心剪彩成立。

作为新技术研究、开发、示范、转移和推广的基础平台，号称要成为增材制造技术全球卓越中心并提升美国制造全球竞争力。

至此，3D打印作为媒体和资本的新宠，风风火火地从幕后走向台前，发展如火如荼。

从飞机、汽车、枪支、巧克力、比基尼到星球再造式的沙漠打印，让越来越多的人了解到3D打印技术，开始憧憬着未来革命性的技术将对这个世界带来的影响。

四、3D打印国内外现状1、3D打印国外现状除了上面已提到的国外的企业/高校及产品，下面再列举一些比较知名的：1996 年，3D Systems、Stratasys、Z Corporation公司分别推出 Actua 2100、Genisys、Z402产品，第一次使用了“3D 打印机”的称谓。

2005 年，Z Croporation 发布Spectrum Z510，这是世界上第一台高精度彩色3D打印机。

同一年，英国巴恩大学的Adrian Bowyer发起开源3D打印机项目RepRap，其目标是制造出“自我复制机”，通过 3D 打印机本身，能够制造出另一台3D打印机。

2008 年，第一版RepRap发布，代号“Darwin”，能够打印自身50% 的元件，体积仅一个箱子大小。

1）、国外知名3D打印企业及机构产品介绍德国EOS公司的金属粉末烧结机-EOSEOSINT M270金属激光烧结系统，该设备采用EOS公司研发的DMLS技术（Direct Metal Laser-Sintering）进行金属件制作。

EOSINT M270激光烧结系统采用的是Yb-fibre激光发射器，具有高效能、长寿命等特点。

精准的光学系统能够保证模型的表面光滑度和准确度。

氮气发生装置以及空压系统则使设备的使用更加安全。

技术参数：最大成型尺寸 250mm×250mm×215mm；建造速度 2-30mm3/秒；层厚 20-100微米；激光发射器类型 Yb-fibre激光发射器200W；光学系统 F-theta-lens；扫描速度最高速度为7m/秒；支撑结构无；电源220V，32A或380V，16A；最大功率 5500W；氮发生装置标准；压缩空气支持7bar，20m3/小时；产品尺寸2000mm×1050mm×1940mm；建议安装空间3500mm×3600mm×2500mm；重量 1130kg；数据处理PC Windows操作系统；软件 EOS RP RP（Materialise）；CAD接口 STL或其他可转换的格式；网络以太网；产品认证 CE，NFPA；可使用材料不锈钢材料钴铬钼合金MP1 钴铬钼合金SP1 马氏体钢钛合金纯钛超级合金IN718 铝合金。

美国3D SYSTEMS公司这款sPro 250 SLM商用型金属3D打印机为目前比较先进的制造系统，能够提供长达为320毫米（英寸）的高工艺金属零件，具有出色的表面光洁度、精细的功能性细节与严格的公差。

可以选择广泛范围的金属合金使用，包括铝和钛。

sPro 250 SLM商用型金属3D打印机的应用领域包括产品质量原型的功能测试，具有有机或高度复杂的几何形状。

快速小批量制造金属部件的其他应用范例包括：定制医疗植入物、轻量级航空航天和赛车部件、高效散热片、带有随形冷却管道的注塑模具镶件，以及牙帽、牙冠和牙桥。

SLM工艺使用高功率激光逐层熔化直接来自CAD数据的金属细粉末，以创建功能性金属部件。

每一层操作完后重新喷粉机系统将堆积厚度范围从20到100微米的一个新粉末层。

SLM系统采用市售的气体雾化金属粉末产生完全致密的金属零件，包括不锈钢、钛、钴铬合金及工具钢的材料。

这些系统在设计伊始均考虑到工具库或工人的需求，带有一个简单的触摸屏用户界面，便于管理粉末处理系统，结构坚固。

只需选择满足客户特定应用需求的一种围护结构与材料。

3D打印技术在美国已经产业化，目前有两家3D打印机制造巨头，分别是Stratasys（开发制订行业标准技术之一FDM）和3D Systems(3D打印技术的创始者)，均在美国纳斯达克上市，2011年营业收入分别为亿美元和亿美元。

2011年3D打印市场规模亿美元。

不过，这一数字仅占全球制造市场的%。

以色列objet公司Objet是快速成型和快速制造的光固化技术先锋，开发者，生产商及高精度，高分辨率三维打印方案的全球市场推广者。

Objet系统都是基于经过市场证明的自身专利技术的光敏树脂喷射技术，使得极为复杂的三维部件都可以以高品质，高精度和高速度打印出来。

Polyjet的打印头类似于行式打印机，沿着X 轴前后滑动，在成型室里铺上一层超薄的光敏树脂。

每铺完一层后，喷头架边上的紫外光球立即发射紫外光，快速固化和硬化每层光敏树脂。

这一步骤减少了使用其他技术所需的后处理过程。

每打印完一层，机器内部的成型底盘就会极为精确地下沉，而喷头继续一层一层地工作，直到原型件完成。

精密的工具软件保证了所有的喷头能协调运作，能同步地往底盘上喷射等量的材料。

这就产生了特别平坦和光滑的表面。

成型时使用了两种不同的光敏树脂材料：一种是用来成型实体部件的成型材料，另一种类胶体的用来支撑部件的支撑材料。