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3D打印在医疗行业的市场调查报告
第一章一、3D打印概念3D打印概述3D打印（3D printing），即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文 件为基础， 运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物 体的技术。通俗点讲，3D打印是一种不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打 造任意形状， 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。二、3D打印原理和过程“3D打印” 层层印刷的原理和喷墨打印机类似， 打印机内装有液体或粉末等 “打 印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制采用分层加工，叠加成型的方式来“造 型”，会将设计产品分为若干薄层，每次用原材料生成一个薄层，一层一层叠加 起来，最终在计算机上的蓝图变为实物。3D打印是一种直接数字化制造技术，是 利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。 每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域洒一层特殊胶水，胶水 液滴本身很小，且不易扩散，然后是喷洒一层均匀的粉末。这样在一层胶水一层 粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末 即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用，加工过程仅需确定所需塑料、树 脂、金属等物料，材料耗费仅相当于传统制造的十分之一，而误差可轻易控制到 0.1mm之内。 它无需生产线， 亦可制造那些常规方法无法生产的奇形怪状的零件。 三维打印的设计过程是：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分 区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。分步骤描述如下： 1、三维建模 通过goSCAN之类的专业3D扫描仪或是Kinect之类的DIY扫描设备获取对象的 三维数据，并且以数字化方式生成二维模型。也可以使用Blender、SketchUp、 AutoCAD等二维建模软件从零开始建立三维数字化模型，或是直接使用其他人已 做好的3D模型。 2、分层切割 由于描述方式的差异，3D打印机并不能直接操作3D模型。当3D模型输入到电 脑中以后， 需要通过打印机配备的专业软件来进一步处理，即将模型切分成一层 层的薄片，每个薄片的厚度由喷涂材料的属性和打印机的规格决定。 3、打印喷涂 由打印机将打印耗材逐层喷涂或熔结到二维空间中，根据工作原理的不同， 有多种实现方式。比较流行的做法是先喷一层胶水，然后在上面撒一层粉末，如 此反复；或是通过高能激光融化合金材料，一层一层地熔结成模型。整个过程根 据模型大小、复杂程度、打印材质和工艺耗时几分钟到数天不等。 4、后期处理 模型打印完成后一般都会有毛刺或是粗糙的截面。这时需要对模型进行后期 加工，如固化处理、剥离、修整、上色等等，才能最终完成所需要的模型的制作。三、3D打印技术主要种类3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方 式，并以不同层构建创建部件。 类型 挤压 线 累积技术 熔融沉积式 (FDM） 电子束自由成形制造(EBF) 直接金属激光烧结（DMLS） 电子束熔化成型（EBM） 粒状 选择性激光熔化成型(SLM) 选择性热烧结（SHS） 选择性激光烧结（SLS） 粉末层喷头3D 打印 层压 光聚合 石膏3D打印 (PP) 分层实体制造（LOM） 立体平板印刷（SLA） 数字光处理 (DLP) 基本材料 热塑性塑料，共晶系统 金属、可食用材料 几乎任何合金 几乎任何合金 钛合金 钛合金，钴铬合金，不 锈钢，铝 热塑性粉末 热塑性塑料、 金属粉末、 陶瓷粉末 石膏 纸、金属膜、塑料薄膜 光硬化树脂 光硬化树脂（一） 熔融沉积式技术(FDM )：最早的3D打印技术 FDM技术是由Stratasys公司于1980年中后期发明。 该成型设备采用成卷的塑 料丝或金属丝作为材料，工作时将材料供应给挤压喷嘴，喷嘴加热融化材料，并 在计算机辅助制造软件的控制以及步进电机或伺服电机的驱动下， 沿着水平和垂 直方向移动打印，热塑性材料凑够喷嘴挤出，形成层并迅速硬化。打印完成后， 拿掉固定在零件或模型外部的支撑材料即可。 整个成型过程需要恒温环境，熔融状态的丝挤出成型后如果骤然受到冷却， 容易造成翘曲和开裂， 适当的环境温度最大限度地减小这种造型缺陷，提高成型 质量和精度。由于FDM工艺不用激光，使用、维护简单，成本较低，同时兼具成 型材料种类多，成型件强度高、精度较高的特点，使该工艺可以直接制造功能性 零件。 目前，FDM技术可以打印的材料包括ABS，聚碳酸醋、PLA，聚苯矾等。与其 他的3D打印技术相比，FDM是唯一使用工业级热塑材料作为成型材料的积层制造 方法，打印出的物件具有可耐受高热、腐蚀性化学物质、抗菌和强烈的机械应力 等特性，被用于制造概念模型、功能模型，甚至直接制造零部件和生产工具。 FDM技术被Stratasys公司的Dimension， uPrint和Fortus全线产品以及惠普 大幅面打印机作为核心技术所采用。由于其成型材料种类多，成型件强度高、精 度高，表面质量好，易于装配、无公害，可在办公室环境下进行等特点，使得该工艺发展极为迅速，目前FDM在全球已安装快速成形系统中的份额大约为30% 。 2012年3月，Stratasys公司发布的超大型快速成型系统Fortus 900mc，代表 了当今FDM技术的最高成型精度、成型尺寸和产能，成型尺寸高达914.4mm X696mmX914.4mm， 打印误差为每毫米增加0.mm，打印层厚度最小仅为 0.178mm，被用于打印真正的产品级零部件。 (二） 电子束自由成形制造(EBF) 电子束自由成形Electron beam freeform fabrication（EBF3）是一种采用 电子束作为热源， 利用离轴金属丝建造零件的工艺。采用该增材制造工艺制造的 近净成形零件需要通过减材工艺进行后续的精加工。该工艺最初为美国NASA 兰 利研究中心开发， 其合同商 Sciaky 是当前该工艺开发方面的最领先公司，目前 已经加入DARPA“创新金属加工-直接数字化沉积（CIMP-3D）”中心的研究。该 工艺的研究主要用于航空航天领域。 EBF3工艺可替代锻造技术， 大幅降低成本和缩短交付周期。它不仅能用于低成 本制造和飞机结构件设计， 也为宇航员在国际空间站或月球或火星表面加工备用 结构件和新型工具提供了一种便捷的途径。EBF3 技术可以直接成形铝、镍、钛、 或不锈钢等金属材料， 而且可将两种材料混合在一起，也可将一种材料嵌入另一 种， 例如可将一部分光纤玻璃嵌入铝制件中， 从而使传感器的区域安装成为可能。 EBF3 系统已经在 NASA 喷气式飞机上进行测试，并经历了短暂的失重状态。 （三） 直接金属激光烧结（DMLS） 通过使用高能量的激光束再由3D模型数据控制来局部熔化金属基体， 同时烧 结固化粉末金属材料并自动地层层堆叠，以生成致密的几何形状的实体零件。通 过选用不同的烧结材料和调节工艺参数，可以生成性能差异变化很大的零件，从 具有多孔性的透气钢， 到耐腐蚀的不锈钢再到组织致密的模具钢。这种离散法制 造技术甚至能够直接制造出非常复杂的零件，避免了采用铣削和放电加工，为设 计提供了更宽的自由度。 早些年只有相对软的材料适用这种技术，而随着技术的 不断进步，适用领域也扩展到了塑料、金属压铸和冲压等各种量产模具。应用这 项技术的优点不仅是周期短， 而且使模具设计师能够把心思集中在如何建构最佳 的几何造型， 而不用考虑加工的可行性上。结合CAD和CAE技术可以制造出任意冷 却水路的模具结构。 （四） 电子束融化成型（EBM） 电子束熔炼是一种金属部件的积层制造技术，可打印钛合金等材料。电子束 熔炼技术是通过高真空环境下的电子束将融化的金属粉末层层叠加， 与直接金属 激光烧结技术低于熔点的生产环境有所不同，EBM技术生产出的物件密度高、无 空隙且非常坚固。采用EBM技术的代表设备为瑞典ARCAM公司的EBM系统。 （五） 选择性激光熔化成型(SLM) SLM技术是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型 的一种技术。为了完全熔化金属粉末，要求激光能量密度超过106W／cm2。目前 用SLM技术的激光器主要有Nd-YAG激光器、Co2激光器、光纤（Fiber）激光器。 这些激光器产生的激光波长分别为1064nm、 10640nm、 1090nm。 金属粉末对1064nm 等较短波长激光的吸收率比较高，而对10640nm等较长波长激光的吸收率较低。 因此在成型金属零件过程中具有较短波长激光器的激光能量利用率高， 但是采用 较长波长的Co2激光器，其激光能量利用率低。在高激光能量密度作用下，金属粉末完全熔化，经散热冷却后可实现与 固体金属冶金焊合成型。SLM技术正是通过此过程，层层累积成型出三维实体 的快速成型技术。 根据成型件三维CAD模型的分层切片信息，扫描系统（振镜）控制激光束 作用于待成型区域内的粉末。一层扫描完毕后，活塞缸内的活塞会下降一个 层厚的距离；接着送粉系统输送一定量的粉末，铺粉系统的辊子铺展一层厚 的粉末沉积于已成型层之上。 然后， 重复上述2个成型过程， 直至所有三维CAD 模型的切片层全部扫描完毕。这样，三维CAD模型通过逐层累积方式直接成型 金属零件。最后，活塞上推，从成型装备中取出零件。至此，SLM金属粉末直 接成型金属零件的全部过程结束。 （六） 选择性激光烧结（SLS） 由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R. Dechard于1989年研制成功。SLS工 艺是利用粉末状材料成形的。将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平； 用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面；材料粉末在高强度的激 光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成形的部分粘接；当一层 截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选择地烧结下层截面。 SLS工艺最大的 优点在于选材较为广泛，如尼龙、蜡、ABS、树脂裹覆砂（覆膜砂）、聚碳酸脂 （poly carbonates）、金属和陶瓷粉末等都可以作为烧结对象。粉床上未被烧 结部分成为烧结部分的支撑结构，因而无需考虑支撑系统（硬件和软件）。SLS 工艺与铸造工艺的关系极为密切，如烧结的陶瓷型可作为铸造之型壳、型芯，蜡 型可做蜡模， 热塑性材料烧结的模型可做消失模。由于该类成型方法有着制造工 艺简单，柔性度高、材料选择范围广、材料价格便宜，成本低、材料利用率高， 成型速度快等特点，针对以上特点SLS法主要应用于铸造业，并且可以用来直接 制作快速模具。 (七） 石膏3D打印 (PP) 使用PP技术的3D打印机每次喷一层石膏或者树脂粉末， 并通过横截面进行粘 合。打印机不断重复该过程，直到打印完每一层。此技术允许打印全色彩原型和 弹性部件，将蜡状物、热固性树脂和塑料加入粉末一起打印，还可以增加强度。 采用此打印技术的代表设备为3D Systems公司的ZPrinter系列 3D打印机。 （八） 分层实体制造（LOM） 其工艺原理是根据零件分层几何信息切割箔材和纸等，将所获得的层片粘 接成三维实体。其工艺过程是：首先铺上一层箔材，然后用CO，激光在计算机控 制下切出本层轮廓，非零件部分全部切碎以便于去除。当本层完成后，再铺上一 层箔材，用滚子碾压并加热，以固化黏结剂，使新铺上的一层牢固地粘接在已成 形体上，再切割该层的轮廓，如此反复直到加工完毕，最后去除切碎部分以得到 完整的零件。该工艺的特点是工作可靠，模型支撑性好，成本低，效率高。缺点 是前、后处理费时费力，且不能制造中空结构件。 （九） 立体平板印刷（SLA） SLA的主要实现途径是用于生产固件部件的光固化成型技术。 SLA技术最早由 美国3D Systems公司成功买现商业化，其生产的Projet系列和iPro系列3D打印设 备均采用了SLA技术。该技术由于具有成型过程自动化程度高、制作原型表面质 量好、 尺寸精度高以及能够买现比较精细的成型尺寸等特点，因而成为广泛应用 的快速成型工艺方法。但SLA系统的缺点是对液态光敏聚合物进行操作的精密设备，对工作环境要求苛刻，同时，成型件多为树脂类，强度、刚度和耐热性有限， 不利于长期保存。 Objet公司的PolyJet系统是一种喷头打印技术，目前已买现以16 -30um的超 薄层喷射光敏聚合物材料，并层层构建到托盘上，直至部件制作完成。每一层光 敏聚合物在喷射时即采用紫外线光固化，打印出的物件即为完全凝固的模型，无 需后固化。 被设计用来支撑复杂几何形状的凝胶体支撑材料，通过手剥和水洗即 可除去。 (十） 数字光处理 (DLP) 在数字光处理技术中， 大捅的物体聚合物被暴露在数字光处理投影机的安全 灯环境下， 暴露的液体聚合物快速变硬，然后设备的构建盘以较小的增量向下移 动，液体聚合物再次暴露在光线下。这个过程不断重复，直到模型建成。最后排 出捅中的液体聚合物，留下买体模型。采用DLP技术的代表设备是德国 EnvisionTec公司的Ultra 3D打印数字光处理快速成型系统。 DLP激光成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似， 也是采用光敏树脂作为 打印材料， 不同的是SLA的光线是聚成一点在面上移动，而DLP在打印平台的顶部 放置一台高分辨率的数字光处理器(DLP)投影仪，将光打在一个面上来固化液态 光聚合物，逐层的进行光固化，因此速度比同类型的SLA立体平版印刷技术速度 更快。 DLP的应用非常广泛，该技术最早是由德州仪器开发的，它至今仍然是此项 技术的主要供应商。最近几年该技术放入3D打印中，利用机器上的紫外光(白光 灯)，照出一个截面的图像，把液态的光敏树脂固化。该技术成型精度高，在材 料属性、细节和表面光洁度方面可匹敌注塑成型的耐用塑料部件。 SLA与DLP打印所需的液态光敏树脂材料也因生产商家和机型的不同而各有 特点，比如EnvisionTec的各类机型都可以使用EC-500型蜡基液体树脂材料制造 各类精致饰品模型以用于失蜡法铸造，但其每千克材料成本高达几千元。其民用 代表机型有B9 Creator（2500美元)，Form1（3300美金)等。 （十一) 3DP三维喷绘打印技术 3DP是一种基于微喷射原理(从喷嘴喷射出液态微滴)，按一定路径逐层打印 堆积成形的打印技术，这种技术和平面打印非常相似。3DP打印机主要部件为储 粉缸和成形室工作台。打印时首先在成形室工作台上均匀地铺上一层粉末材料， 接着打印头按照零件截面形状，将粘结材料有选择性地打印到已铺好的粉末层 上，使零件截面有实体区域内的粉末材料粘接在一起，形成截面轮廓，一层打印 完后工作台下移一定高度， 然后重复上述过程。 如此循环逐层打印直至工件完成， 再经后处理，得到成形制件。 同立体印刷、叠层买体制造和选择性激光烧结快速成形技术相比，3DP不需 要昂贵的激光系统，具有设备价格便宜、运行和维护成本低的优势。与熔融沉积 快速成形技术相比，3DP可以在常温下操作，具有运行可靠，成形材料种类多和 价格低的优势。此外，与其它RP系统相比，3DP还有操作简单、成形速度快、制 件精度高、成形过程无污染，适合办公室环境使用等优点。 几种方法优劣比对：目前FDM和SLS为主流 金属零件快速制造技术代表了RP技术的最新发展方向。目前，真正能够制造 精密金属零件的快速成型技术只有选择性激光熔化和选择性激光烧结。SLS成型 方法成型金属零件时， 多采用树脂或低熔点材料包覆的金属粉末作为原材料，通 过激光扫描使树脂熔化将金属粉末固结在一起，在成型后经过脱脂、浸渗低熔点金属(如青铜等)来提高致密度。 使用该技术成型，金属零件工序复杂且零件强度 与精度多数情况下仍达不到要求。而选择性激光熔化SLM技术是一种极具创新的 快速成型技术， 能一步加工出具有冶金结合， 相对密度接近100%， 具有复杂结构、 高的尺寸精度的金属零件。目前，金属3D打印成本偏高是其主要缺点之一。四、3D打印相关软件在3D打印的制作过程中， 用到软件的方面应该是在3D打印的三维模型设计上 （不包括其余过程中的常用的操作软件）。模型的设计可以说是整个3D打印过程 的核心部分， 是3D打印产品的根本。在此介绍几种建立三维数字化模型的建模软 件。 Blender： Blender是一个开源的多平台轻量级全能三维动画制作软件， 提供从建 模，动画，材质，渲染，到音频处理，视频剪辑的一系列动画短片制作解决方案。 blender以python为内建脚本，支持yafaray渲染器，同时还内建游戏引擎。 完整集成的创作套件，提供了全面的3D创作工具，包括建模（modeling）、uv 映射 （uv-mapping） 、 贴图 （texturing） 、 索链关连 （rigging） 、 蒙皮 （skinning） 、 动画 （animation） 、 粒子 （particle） 和其它系统的模拟、 脚本控制 （scripting） 、 渲染（rendering）、合成（compositing）、后期处理（post-production）和 游戏制作； SketchUp：Google Sketchup是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具，其 创作过程不仅能够充分表达设计师的思想而且完全满足与客户即时交流的需要， 它使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思， 是三维建筑设计方案创作 的优秀工具。google SketchUp软件同3dmax等3维制作软件同样，有丰富的模型 资源，在设计中可以直接调用、插入、复制等进行编辑任务。 AutoCAD：AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美国Autodesk公司首次于 1982年开发的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和 基本三维设计。现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用 户界面， 通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。 它的多文档设计环境， 让非计算机专业人员也能很快地学会使用。 在不断实践的过程中更好地掌握它的 各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。AutoCAD具有广泛的适应性，它 可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行。五、3D打印材料（一）常用3D打印材料 常用的3D打印材料有塑料、光敏树脂、金属材料、复合材料、其他材料 1.塑料 在3D打印领域，塑料是最常用的打印材料，常用塑料的种类有：ABS塑料、 PLA(聚乳酸）、尼龙、PC、玻璃填充聚胺，通过不同比例的材料混合，可以产生 出将近120种软硬不同的新材料。 尼龙材料说明： 尼龙12，具有良好的力学性能和生物相容性，经认证达到食品安全 等级， 高精细度， 性能稳定， 能承受高温烤漆和金属喷涂， 适用于制作展示模型、 功能部件、真空铸造原型、最终产品和零配件。它的表面是有一种沙沙的、粉末 的质感，也略微有些疏松。 材料应用：汽车、家电、电子消费品 材料颜色：白色 材料热变形温度：110℃ 市场价位：20元-27元/千克 聚苯乙烯 材料说明：优秀的尺寸精度，表面质量高，性能稳定，在高温下气化，灰粉残余 物极低。 材料应用：适用于制作融模铸造、石膏铸造、陶瓷铸造和真空铸造原型。 多色树脂 材料说明： 系列材料集尺寸稳定性和细节可视性于一身，适用于模拟标准塑料和 制作模型，可实现逼真的最终产品效果。 非常适用于：广泛的装配与外观测试、活动部件与组装部件、展览与营销模型、 电子元件的组装、非常适用于硅胶模具 材料应用：电子消费品、家电、汽车制造、航空航天、医疗器械 材料颜色：白色蓝色黑色 材料热变形温度：45℃ 市场价位：25元-30元/千克 半透明树脂 材料说明： 集高尺寸稳定性、 生物相容性和表面平滑度于一身的标准塑料模拟材 料。 非常适用于： 透明或透视部件的成形和拟合测试 、玻璃、眼镜、灯罩、灯箱 、 液流的可视化、彩染、医疗、艺术与展览模型 材料应用：电子消费品、家电、汽车制造、航空航天、医疗器械 材料颜色：半透明微黄 材料热变形温度：45℃ 市场价位：800元-880元/千克聚乳酸（聚丙交酯）PLA 热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工。 由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐 热性好，有的聚乳酸（PLA）还具有一定的抗菌性、阻燃性和抗紫外性。 使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过 程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用 后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境 ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 ABS是常用的一种3D打印塑料之一。ABS塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击 强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机 械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂， 而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。 ABS-ESD防静电塑料材料 材料说明： ABS-ESD7是一种基于ABS-M30的热塑性工程塑料，具备静电消散性能， 可以用于防止静电堆积。 主要用于易被静电损坏、降低产品性能或引起爆炸的物 体。因为ABS-ESD7防止静电积累，因此它不会导致静态震动也不会造成象粉末、 尘土和微粒的微小颗粒的物体表面吸附。 该材料是理想的用于电路板等电子产品 的包装和运输。广泛用于电子元器件的装配夹具和辅助工具。 材料应用：电子消费品、包装行业 材料颜色：黑色 材料热变形温度：90℃ 市场价位：50元-100元/千克 PC材料、PC-ISO材料、PC-ABS材料 材料说明：PC材料是真正的热塑性材料，具备工程塑料的所有特性。高强度，耐 高温，抗冲击，抗弯曲，可以作为最终零部件使用。使用PC材料制作的样件，可 以直接装配使用， 广泛应用于交通工具及家电行业。PC的强度比ABS材料高出60% 左右，具备超强的工程材料属性！ 材料应用：电子消费品、家电、汽车制造、航空航天、医疗器械 材料颜色：白色 材料热变形温度：138℃市场价格：20元-42元/千克 2、光敏树脂 光敏树脂即是UV树脂，由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光（紫外光）引发 剂（或称为光敏剂）。在一定波长的紫外光（250-300纳米）照射下立刻引起聚 合反应完成固化。 树脂材料Somos 11122 材料说明：Somos 11122看上去更像是真实透明的塑料,具有防水和尺寸稳定性。 应用：Somos 11122 提供多种类似工程塑料的特性。这些特性使它很适合用在汽 车、医药、电子类消费、透镜、包装、流体分析、RTV翻模、耐用的概念模型、 风 洞试验、快速铸造等。 材料应用：汽车、家电、电子消费品 材料颜色：透明 市场价位：800元-880元/千克 Somos 19120:材料为粉红色材质，铸造专用材料。成型后直接代替精密铸造的蜡 膜原型，避免开模具的风险，大大缩短周期。拥有低留灰烬和高精度等特点。 Somos Next:材料为白色材质，类PC新材料，材料韧性较好，精度和表面质量更 佳，制作的部件拥有最先进的刚性和韧性结合。 环氧树脂（类透明pc类） 材料说明：这种便于铸造的激光快速成型树脂：? 含灰量极低 (1500? F时的残 留含灰量&0.01%) ? 可用于熔融石英和氧化铝高温型壳体系 ? 不含重金属锑 ? 可用于制造极其精密的快速铸造型模。 材料应用：汽车、家电、电子消费品 材料颜色：透明 市场价位：800元-880元/千克 3、金属材料 3D打印材料中以金属粉末应用市场最为广阔。因此，直接用金属粉末烧结成 型三维零件是快速成形制造最终目标之一。由于各种金属材料的化学成分、物理 性质不同，因此成型的机理也各具特征，对金属粉末的性能要求也更为严苛。 目前仅德国的EOS公司能生产出有限的几种金属粉末，如：不锈钢粉、铝硅 粉、钛合金粉，但价格是传统粉体的10-20 倍。不锈钢 材料说明:不锈钢材料，具有很好的抗腐蚀及机械性能，适用于功能性原型件和 系列零件， 被广泛应用于工程和医疗领域。不锈钢打印在金属打印上来讲算是最 便宜的一种打印形式，既具有高强度，又适合打印大物品。 材料应用：家电、汽车制造、航空航天、医疗器械 材料颜色：玫瑰金、钛金、紫金、银白色、蓝色 材料热变形温度：不同规格有不同的温度 铁镍合金 主要是用于高温下苛求优异的机械和化学特性的合金。 主要拥挤航空航天工 业的动力涡轮机和相关零件的制造，在高达700°C?的温度下，该合金具有极佳 的蠕变断裂强度 钴铬钼超耐热合金CobaltChrome?MP1 一种基于钴铬钼超耐热合金材料，它具有优秀的机械性能、高抗腐蚀及抗温 特性，被广泛应用于生物医学及航空航天 CobaltChrome SP2 材料成分与CobaltChrome?MP1?基本相同，抗腐蚀性较MP1?更强，目前主要 应用于牙科义齿的的批量制造，包括牙冠、桥体等 钛合金 详细说明：生产最终使用的金属样件，质量可媲美开模加工的模型。钛合金模型 的强度非常高，尺寸精密，能制作的最小细节的尺寸为0.1mm。 材料应用：家电、汽车制造、航空航天、医疗器械 材料颜色：银白色 材料热变形温度：熔点1672℃ 铝合金 强度：高； 细节：好； 表面光滑度：高； 适用设备： EOS M金属粉末烧结成型设备 铜合金铜合金，具有良好的机械性能、优秀的细节表现及表面质量、易于打磨、良 好的收缩性可使烧结的样件达到很高的精度， 适用于注塑模具和功能性原型件的 制造。 金 材料说明： 先将您的设计打印成一个蜡制样件，熔化的金料注入到用蜡制样件做 出的模具内。通常情况下这样做出来的金件需要手工打磨才能完成。 材料应用：首饰、人像、纪念品 材料颜色：金黄 材料热变形温度：熔点1064.18 °C 市场价位：278元/克 镀银 材料说明：此种材料是一种坚固的标准银。银是一种导热导电性很强的金属，将 其打磨后则表明非常明亮，并且极具延伸性。 材料应用：首饰、人像、纪念品 材料颜色：银白色 材料热变形温度：熔点： 1234.93 K℃ 4、复合材料 非金属+金属 尼龙铝 材料说明： 尼龙铝模型是由一种灰色铝粉及腈纶混合物制作而成。尼龙铝是一种 高强度并且硬挺的材料， 做成的样件能够承受较小的冲击力，并能在弯曲状态下 抵抗一些压力。尺寸精度高，高强度，金属外观，适用于制作展示模型，模具镶 件、夹具和小批量制造模具。 材料应用：飞机、汽车、火车、船舶、宇宙火箭、航天飞机、人造卫星、化学反 应器、医疗器械、冷冻装置 材料颜色：银白色 材料热变形温度：（熔点660℃） 尼龙玻纤(玻璃纤维和尼龙) 材料说明：尼龙玻纤外观是一种白色的粉末。比起普通塑料，其拉伸强度、弯曲 强度有所增强，具有极好的刚硬度，非常耐磨，耐热，性能稳定，能承受高温烤漆和金属喷涂，适用于制作展示模型，外壳件，高强度机械结构测试和短时间受 热使用的零件，耐磨损零件。热变形温度以及材料的模量有所提高，材料的收缩 率减小了，但材料表面变粗糙，冲击强度降低。 材料应用：汽车、家电、电子消费品 材料颜色：白色 材料热变形温度：110℃ 市场价位：22元-48元/千克 5、其他材料 彩色石膏材料 材料说明：材料本身基于石膏的，易碎，坚固，色彩清晰。材料感觉起来很像岩 石。按照需要使用不同的浸润方法，如低熔点蜡、Zbond 101、ZMax 90（强度依 次递减）。全彩色3D打印模型易碎。基于在粉末介质上逐层打印的成型原理，3D 打印成品在处理完毕后， 表面可能出现细微的颗粒效果，在曲面表面可能出现细 微的年轮状纹理。 材料应用：动漫，玩偶，建筑等 材料颜色：全彩色 材料热变形温度：200℃ 市场价位：35元-40元/25千克 橡胶类材料 材料说明：橡胶类具备多种级别的弹性材料特征：这些材料所具备的肖氏 A 级 硬度、断裂伸长率、抗撕裂强度和拉伸强度，使其非常适合于要求防滑或柔软表 面的应用领域，如消费类电子产品、医疗设备和汽车内饰。 非常适用于：展览与交流模型 、橡胶包裹层和覆膜、柔软触感涂层和防滑表面、 旋钮、把手、拉手、把手垫片、封条、橡皮软管、鞋类。 材料应用：轮胎，垫片等 材料颜色：黑色 材料热变形温度：50℃ 市场价位：26元-46元/千克 建筑材料 食品材料生物材料 (二) 3D打印技术瓶颈 耗材难题最致命 3D打印机自从诞生以来就给人一种“无所不能”的感觉，它可以打印人们日 常生活用品，小到一只笔大到一辆车，甚至可以“建造”一幢房子，总之只有你 想不到的没有它做不到的。 但是人们往往只看到了它的神奇之处，3D打印机带给 我们神奇的同时又隐藏着怎样的问题？ 能打印出什么关键看耗材 3D打印是添加剂制造技术的一种形式， 在添加剂制造技术中三维对象是通过 连续的物理层创建出来的。3D打印机相对于其他的添加剂制造技术而言，具有速 度快，价格便宜，高易用性等优点。根据3D打印的原理来说，只要给3D打印机的 使用与模型相同的材质，就能打印出于模型几乎一模一样的东西。比如面包，你 使用面粉做材料，打印的面包是可以吃的，你使用塑料、石膏等材料打印的只能 是面包的模型。然而关于3D打印的耗材并不广泛，从3D打印的原理来说，3D耗材 的扩展，决定了3D打印机的能力边界。目前主要为塑料丝、金属丝、石膏粉等， 这些材料无论是在精度和应用范围来说， 让目前的3D打印机还停留在模型的制造 上，它的更大价值还没有完全发挥出来。 耗材问题难以解决 几乎每一项新技术应用，都会经历很长的市场培育期。3D打印技术虽然已有 近20年的发展历程，但仍存在缺陷。耗材的局限性是3D打印不得不面对的现实。 目前，3D打印的耗材非常有限，现有的市场上的耗材多为石膏、无机粉料、光敏 树脂、塑料等。如果真要“打印”房屋或汽车，光靠这些材料是远远不够的。比 如最重要的金属构件，这恰恰是3D打印的软肋。耗材的缺乏，也直接关系到3D 打印的价格。 打印一件飞机零部件，某种样品的金属粉末耗材一斤就要卖4万元， 所以3D打印样品至少要卖2万元。但是，如果采用传统的工艺去工厂开模打样， 几千元就可以做到。”由于3D打印工艺发展还不完善，特别是对快速成型软件技 术的研究还不成熟， 目前快速成型零件的精度及表面质量大多不能满足工程直接 使用，不能作为功能性部件，只能做原型使用。 以Stratasys公司3D打印车为例，车子固然能“打印”出来了，但是否能在 路上顺利跑起来？使用寿命又有多长？从现有的技术来看，恐怕有点够呛：由于 采用层层叠加的增材制造工艺， 层和层之间的粘结再紧密，也无法和传统模具整 体浇铸而成的零件相媲美，这意味着在一定外力条件下，“打印”的部件很可能 会散架。 （三）3D打印材料前景3D打印未来最赚钱的部分之一：材料。美国巨头3D System测算，未来3年， 材料部分将成为3D行业最大的利润来源。目前《国家增材制造发展推进计划 （年）》（征求意见稿）已初步制订完成，年内将会出台。 国家对3D打印的发展目标包括： 到2017年初步建立增材制造 （俗称 “3D打印” ） 技术创新体系， 培育5至10家年产值超过5亿元、具有较强研发和应用能力的增材 制造企业；并在全国形成一批研发及产业化示范基地等。在政策措施上，国家将 加强组织领导，加强财政支持力度，并支持3D打印企业境内外上市、发行非金融 企业债等融资工具。 在3D打印的重点发展方向上，征求意见稿拟定了五大方向：一是金属材料增 材制造，包括针对航空航天，核电、能源等机械零部件直接制造需求，研制钛合 金、高温合金等金属材料；二是非金属材料增材制造；三是医用材料增材制造， 例如针对牙齿、假肢、手术导板、手术辅助器械等方面需求，开发医用外部矫形 器械专用材料等；四是设计及工艺软件；五是增材制造装备关键零部件。 据了解，3D打印的巨大市场前景也吸引着众多企业。目前仅在国内资本市场 上，涉足3D打印的上市公司数量也多达二、三十家。而据中国3D打印技术产业联 盟数据， 2013年全球3D打印市场规模约40亿美元， 中国市场规模约达20亿人民币。 也有机构乐观预测，未来几年，中国大陆3D打印市场每年将至少以1倍以上的速 度成长，规模或将达到百亿元。 （四）3D打印材料市场价值分析 近年来,随着3D打印概念及应用的逐步普及，3D打印材料也面临着大幅度的 市场需求。一份调研报告显示，过去一年，全球3D打印市场为8亿美元，预计20 25年，全球3D打印市场将达到80亿美元。 此前，3D打印被称为快速成型技术，而这一名称将被替换为增材制造。从1 980年代3D打印开始商业化之旅，其增长发展就比较缓慢。在其后的2009年，关 键技术专利失效，市场上主要产品则被低价的热塑性塑料挤压机所占领，而后， 市场则被热塑性纤维助推器所占领。当下其市场份额月有1.65亿美元，其后在2 025年则将达到10亿美元市场。 当下，3D打印不像之前只能被用于一次性设备，而是用于成品制作以简化装 配， 加快设计迭代， 放大设计自由， 提供定制化服务并降低材料耗损浪费。 因此， 3D打印在航空航天、医疗整形、珠宝、骨科等部门较为常见。 3D打印材料并不&千篇一律& 3D打印技术的发展让更多的各种各样的材料被用于其中。 不同于他们的传统 模拟生产，此篇分析报告概述了印刷在不同材料的优点和缺点,每个应用程序, 和技术数据的属性。在市场价值和数量方面的排序大致如下: o感光性树脂 o热塑性纤维 o热塑性粉末 o金属粉末o沙和粘结剂 o焊丝 o石膏 这七个关键材料市场总价值预计将从8亿美元增长到超过80亿美元。而这份材料 目录将随着3D打印技术的不断发展而不断扩充： o导电材料 o硅胶 o生物材料 o碳纤维 o风化层 o陶瓷 o石墨烯 行业应用地理化差异 许多关键金属打印机制造商和主要客户都在给欧洲,因此，欧洲地区在金属 粉末购买市场占有绝对市场份额。爱好者市场还没有真正开始，所以亚洲的热塑 性塑料销售小于在北美或欧洲。 另外，材料的销售增长率因地区不同也有很大不 同。 （五）国内外医用打印材料和临床应用相关动态 悉尼大学与上海医院共同研制出医用3D打印新材料 日，悉尼大学在上海宣布，该校教授HalaZreiqat已研究出一 种骨骼置换的新材料，其坚固程度是目前普遍使用材料的100倍。目前，研究团 队成功实现了这种新材料的3D打印，以确保为不同病患做出准确的骨骼形状。悉 尼大学已和上海市第九人民医院合作，共同研究使用新材料的方法。 在临床上， 传统的骨骼修复材料一般使用的是金属。而目前也有一些合成的 替换材料可供使用， “自然骨质很难复制，因为其特点是既要有孔又要坚固。但 目前使用的替换材料坚固度较差，比较硬脆且容易折断，无法在治疗过程中有效 承重”，Zreiqat教授表示，因此有必要找到新的材料，能够在强度和结构上模 拟自然骨质，并可以促进新骨质的生长，同时又要具备足够的耐受力，从而保证 在植入后能够分担骨骼的受力。 Zreiqat教授介绍，其研究团队研制出的这种新的骨头置换材料在结构、强 度和多孔性方面都与自然骨质十分相似，并且能够促进新骨质细胞的再生。这种 材质的主要目的是促进正常细胞的生长，一旦骨头恢复，这种新的合成材料就会 溶于体内。Zreiqat说，试验已证明，人体对新材料不会产生排斥性。而且我们 可以利用这种材料按照需要制作大量的植入结构，所以不存在材料不足的问题。 同时，其研究团队已成功对这种新材料进行了3D打印，这也是非常重要的一步， 以确保这种合成材料可以塑造成所要替换部位的准确的骨骼形状。 牛津性能材料公司钛金属金属人体植入物2013年7月， 一种新的可被3D打印的人体植入材料被FDA批准，这是3D打印在 医疗植入物的应用上具有里程碑的一件事。因为尽管钛的优点很多，可它毕竟是 金属，一来干扰X射线，二来核磁共振基本没戏；这就限制了钛只能植入替代一 些对精确度要求比较低的人体部位，比方臀部这块；而如果病人要补脑壳，这种 要求非常精细的手术，通常需要核磁成像的引导，钛就不可能被用到了。而这种 新被批准的可3D打印的材料是具有生物适应性的聚醚酮酮，塑料制品，因此不需 要担心影响成像。 而且由于是可以被3D打印的（具体来讲是采用选择性激光烧结 （SLS）工艺），因此制成的植入物将是严丝合缝，需要最少调整的完美植入物。 此外这种新材料不仅在强度和韧性上能够达到骨头的要求， 而且还具有骨导性 （ osteoconductive），换句话讲，骨细胞也能在这种材料上生长。这种材料的研 发者是 Oxford Performance Materials，牛津性能材料公司，他们从2006年开 始研制，他们将这种材料命名为 OsteoFab，是第一个被FDA批准的非金属3D可3 D打印的人体植入物。 阿科玛3D打印材料获医用材料认证 法国阿科玛公司（Arkema）宣布，该公司的3D打印机用材料“RilsanInven tNatural”获得了美国药典（USP）6级认证，能够用于医疗器械及医药品容器等 用途。该公司在11月25～28日于德国法兰克福举行的“EuroMold2014”上展出了 利用该材料制作的样品。RilsanInventNatural是原材料100%来源于植物的聚酰 胺（尼龙）11，作为用于SLS（选择性激光烧结）式3D打印机的材料供应。SLS 式3D打印机的原理是逐层使用激光使部分树脂粉末熔化、然后凝固成型。该材料 获得USP6级认证后，应用范围将得到扩展，可用作假肢及牙套等的造型用材料。 聚酰胺11的化学特性与聚酰胺12基本相同，但韧性更高不易断裂，因此有望用于 受力较大的假肢等。 迪康的生物玻璃可以做3D生物骨骼打印原材料 生物玻璃（bioglass）能实现特定的生物、生理功能的玻璃。将生物玻璃植 入人体骨缺损部位，它能与骨组织直接结合，起到修复骨组织、恢复其功能的作 用。 生物玻璃是佛罗里达大学美国人L.L.亨奇于1969年发明的。其主要成分有约 占45％Na2O、占25％CaO与25％SiO2和约占5％P2O5。若添加少量其他成分，如K 2O、MgO、CaF2、B2O3等，则可得到一系列有实用价值的生物玻璃。用这种玻璃 来造人体骨比某些金属要优越的多。只有迪康有生物玻璃生产。 创生医疗器械公司成立专门机构――― 3D打印生产人体骨骼 日创生医疗器械(中国)有限公司3D打印研发中心正式投用，在 国内首次生产3D打印的高端骨骼假体产品。创生公司成立于1986年，2010年在香 港上市，去年由全球最大的骨科器械企业美国史赛克公司收购。此次，创生公司 完全吸收了史赛克积累多年的3D打印技术，并从德国引进世界上最先进、在我国 骨科领域唯一使用金属粉末的3D打印机。与传统技术相比，3D打印的钛合金骨骼 产品有两大优势：一是可以按照病人的骨骼特点“量体裁衣”，实现精确的个性 化定制； 二是该类植入物带有可供骨头长入的孔隙，相邻骨头在生长中会与假骨 结成一体，有利于骨骼康复。这种产品安装在人体中，一般可长期使用。Objet有限公司推出了适用于3D打印医疗和牙科用户的新型生物相容性材料 该新型材料适用于需要长期皮肤接触（30天以上）和短期粘膜接触（最长24 小时）的应用情况。根据协调标准 ISO 10993-1，该材料通过了五项医疗审批： 细胞毒性、 基因毒性、 迟发型超敏反应、 刺激性和美国药典塑料VI级。 Objet 生 物相容性材料制造通过了ISO 认证，满足医疗设备设计和制造综合质 量管理系统的要求。第二章 3D打印在生物医学领域的应用一、3D打印在生物医学领域的应用目前，3D打印在医疗生物行业的应用主要包括四个方面： （1）3D模型打印：用于教学和病例讨论、模拟手术、整形手术效果比较等 （2）体外医疗器械制造――无需生物相容的材料 体外医疗器械包括医疗模型、医疗器械――如假肢、助听器、齿科手术模板 等。医学模型快速建造。医学道具、模型、用品等材料可通过3D打印获得。利用 3D打印技术， 可将计算机影像数据信息形成实体结构， 用于医学教学和手术模拟。 传统医学教学模型制作方法时间长，且搬运过程容易损坏，使用3D打印技术，可 有效减少制作时间，根据需要随时制作，并降低搬运损坏的风险。根据美国组织 AmputeeCoalition的统计，目前美国正有约200万人使用3D打印假肢。 （3）个性化永久植入物――牙种植、骨骼移植等 对人体身体部位的复制是高度定制化的产品，通过 3D 打印，这些部件可以 与身体完全契合，与身体融为一体。以骨骼为例，当人体的某块骨骼需要置换， 可扫描对称的骨骼，再打印出相应的骨骼，最后通过手术植入人体内。人体组织 器官代替物的材料要求很高，实现难度大。但目前已有一些成功案例，比如复制 人体骨骼，制作义肢等。比如，人体某块骨骼缺失或损坏需要置换，首先可扫描 对称的骨骼，形成计算机图形并做对称变换，再打印制作出相应骨骼。与传统方 法相比，该技术不需要先制作模具，可直接打印，建造速度较快。这项技术可应 用于牙种植、 骨骼移植等。 在制造过程中， 研究人员扫描患者骨骼需求位置情况， 并设计出骨骼部件的模型，在机器作用下，材料就以层叠方式累积起来，经过固 定成形， 制成一个人造骨骼实物。 脸部修饰与美容也可用到这一技术。 利用 3D 打 印技术制作脸部损伤组织，如耳、鼻、皮肤等，可以得到与患者精确匹配的相应 组织，为患者重新塑造头部完整形象， 达到美观效果。首先扫描脸部建立起 3D 计算机数据， 医生可以制作出患者所缺少的部位， 重现原来面貌。 比起传统技术， 该方法更精确，材质选择更加多样化。随着 3D 打印技术所支持材质的增多， 打 印质量的精细化， 以及美容市场的壮大，脸部修饰与美容应用将有更加广阔的天 地，应用水平亦将得到进一步提高。 在国内，3D打印“骨骼”技术已经于2013年被正式批准进入临床观察阶段。 目前， 北京大学第三医院骨科专家刘忠军教授带领的团队在征得病人同意后，已有近40位患者植入了3D打印出的“骨骼”。该院在脊柱及关节外科领域研发出3D 打印脊柱外科植入物， 其中颈椎椎间融合器、颈椎人工椎体及人工髋关节三个产 品已经进入临床观察阶段。 这种3D打印的假骨有助将周边的骨头吸引过来，使人 体骨骼和植入物结合起来，促进患者康复。到目前，使用3D打印骨骼的患者恢复 情况非常好， 在很短的时间内， 就可以看到骨细胞已经长进到打印骨骼的孔隙里 面。 （4）细胞打印 细胞打印属较为前沿的研究领域， 是一种基于微滴沉积的技术――一层热敏 胶材料一层细胞逐层打印， 热敏胶材料温度经过调控后会降解，形成含有细胞的 三维结构体。细胞打印能够：1）为再生医学、组织工程、干细胞和癌症等生命 科学和基础医学研究领域提供新的研究工具。2）为构建和修复组织器官提供新 的临床医学技术，推动外科修复整形、再生医学和移植医学的发展。3）应用于 药物筛选技术和药物控释技术，在药物开发领域具有广泛前景。 在这一领域领军的Organovo公司，已经成功研发打印出心肌组织，肺脏，动 静脉血管等。 虽然目前这一技术的应用尚处于试验阶段，但未来有望逐步应用于 器官移植手术中。 Organovo公司宣称用3D打印机完整打印一个有正常生命机能的 肝脏，为肝脏移植患者提供帮助。公司先通过独特的细胞3D打印技术，在细胞培 养基座中打印出肝脏所需的细胞组织，然后再在培养皿中进行培养，并生成正常 形状和机能的肝脏， 然后便可以移植到人体中，进行身体解毒和排毒等正常代谢 功能。不过，该肝脏的生命周期只有40天左右。二、3D打印医疗领域应用实例北京大学第三医院：3D打印骨骼植入近40位患者 北京大学第三医院骨科刘忠军带领的团队在脊柱及关节外科领域研发出了 几十个3D打印脊柱外科植入物， 其中包括颈椎椎间融合器、颈椎人工椎体及人工 髋关节在内的三个产品已经进入了临床观察阶段。 将3D打印内植物用于脊柱外科 手术，国内外尚未见报道。骨科主任刘忠军介绍，与传统技术相比，3D打印的骨 骼有两大优势。 一个是想做什么形状的骨骼都可以。3D打印技术可以直接生产出 同一形状、 体积的内植物， 填充到缺损部位里面， 上下用螺钉固定， 就非常牢固。 第二个优点是该类植入物带有可供骨头长入的孔隙，可以将周边的骨头吸引进 来，使真骨与假骨之间结成牢固的一体，患者骨骼能尽快康复。 浙江大学附属第一医院宣布完成首例3D打印人工椎体置换手术。 据介绍， 患者在浙江大学附属第一医院骨科进行就诊时发现患有“骨化性纤 维瘤”，其第10、11节的胸椎已经遭到明显的侵蚀性破坏，并出现病理性骨折。 以骨科主任林向进为首的医疗小组在征求了患者意见后， 决定采用3D激光打印技 术， 量身定做了个性化的钛合金人工椎体，并于日实施了置换手术， 目前患者术后恢复情况良好。 天津医院完成一例手术 3D技术打印出膝关节日从天津医院获悉， 该院关节外科中心(天津市关节外科中心) 应用3D打印技术打印截骨模块指导术中截骨， 成功为一位终末期膝关节骨性关节 炎伴有股骨骨折愈合畸形的患者进行了膝关节表面置换手术， 该技术处于国际领 先水平，填补了本市这一领域的技术空白。 口腔医院引进3D打印机 假牙制作水平提高 2013年南京市口腔医院引进了一台国际最先进的牙科专用3D打印机，使该院 义齿（假牙）制作实现向超高精度三维数字化水平的新跨越。南京市口腔医院引 进的3D打印机主要用于固定义齿、活动义齿和种植义齿等各类义齿的制作。该设 备的投入使用，使该院假牙制作从传统的手工制作转向全自动、数字化制作，从 有模制造转向无模制造， 缩短了假牙制作的流程，节省了假牙合金材料的损耗和 成本， 保证了假牙的适合度和边缘密合度，显著提高了假牙的制作水平和工作效 率。 世界首例3D打印金属锁骨和肩胛骨植入手术在西京医院成功实施 西安第四军医大学西京骨科医院骨肿瘤科郭征教授带领的团队，采用金属 3D打印技术制备出与患者锁骨和肩胛骨完全一致的钛合金假体， 并成功植入骨肿 瘤患者体内， 成为肩胛带不定形骨重建的世界首次应用，标志着3D打印个体化金 属骨骼修复技术的进一步成熟。 作为中华医学会医学工程学分会数字骨科学组副 组长， 郭征教授带领的团队在该领域已经进行了多年的研发工作，前期研究成果 在 Biomaterials 等杂志上发表并获得3项国家发明专利授权，形成了脊柱椎间 融合器、 股骨头支撑棒和骨肿瘤个体化假体3D打印系列产品，目前正进行产品检 测和临床验证工作。 湖南医院运用3D打印技术帮助患者植牙 将3D打印技术运用到患者牙齿种植手术中，这是长沙市第三医院推出的一 项“特色服务”。患者到医院拍摄牙齿CT片后，医生提取CT数据，对CT数据进 行三维重建处理，获得牙齿全部数据，通过计算机软件模拟种植，完成种植方 案，最后给患者实施手术。 据徐红教授介绍，在给患者拍完牙齿CT后，同时采用 光学扫描仪获取牙齿的石膏模型，随后，专家利用3D打印技术和光学扫描仪精 确的判断出缺失牙床的位置、牙床骨的深度、厚度、角度等情况，然后将种植 牙齿沿着3D打印导向模板的方向种植，不到半小时就结束手术。专家指出，3D 种植牙模板可以为医生呈现有如活体般的立体影像，让医生在实际的骨骼空间 中找到最佳种植牙角度和位置，让种植牙术后效果更加完美。对于医生而言， 由于每位患者的口腔健康情况不一样、颌骨三维不规则性等原因，牙种植体在 数量、位置、形状等方面的设计一直都是临床口腔科医生的难点。而3D种植牙 导向模板的应用，让医生摆脱了传统种植牙切开翻起牙肉、缝合、拆线等步 骤，将患者的创伤降低到最小程度，减少了肿痛和出血量和感染的风险。3D种 植牙导向模板的运用标志口腔种植技术进入了更精确、更安全的微创时代。 Stratasys牙科3D打印机进入数字技术时代 Stratasys公司近日宣称牙科诊所将进入数字技术时代。2013年Stratasys 公司推出了Objet30 OrthoDesk 3D打印机，该产品主要针对规模较小的牙科正畸 实验室和诊所。3D打印机使得牙医能够大幅度缩短创建牙冠、牙桥或手术导板 模具的时间。2014年1月，Stratasys公司宣布，其3Shape植入工作室之植入规 划&手术指南设计软件增加了对其Objet30 OrthoDesk和Objet Eden Objet 3D打 印机的设置优化和打印支持功能。牙医使用3Shape植入工作室软件配合CBCT扫描，可以实现精确的植入规划、假牙和钻孔引导设计。而现在，这项功能进一 步延伸，他们将能够使用3D打印机来创建高度精确的牙冠和牙桥模具。新增的 Stratasys Objet系列3D打印机支持功能使得3Shape用户可以生成经过优化的 STL文件，并通过3D打印机打印出来，确保了整个工作流程的顺畅。 海信涉足3D骨骼打印技术 日国内首家“定制化数字医疗3D打印联盟”在山东青岛成立。 这支由海信医疗设备股份有限公司、威高骨科材料股份有限公司、青岛大学附 属医院三方联合成立的组织，将共享各自在硬件、软件和临床应用等方面的优 势资源，共同推动“定制化数字医疗3D打印”临床应用行业标准和国家标准的 制定。 据悉，联盟专注于骨科、脑外科等3D骨骼打印，材料主要为定制化骨科钛合金 植入物，打印出的产品比其他材料更贴合人体组织。第三章 国内外3D打印相关企业情况3D打印技术起源于美国，生产和应用3D打印机的国家均是美国。截止2011 年末，全球累计销售的4.9万台专业级3D打印机中，将近3/4为美国制造，其次为 欧洲（10.2%）和以色列（9.3%），而中国仅占3.6%。从保有量来看，专业级打 印机约有38%在美国，而日本、德国、中国分别为8~10%的水平。一、国外相关企业在全球3D打印设备市场，3DSystems和Stratasys是两家具有突出地位的企 业，除了起步较早以外，两家企业还大规模地采用并购策略，完善产品线、巩固 领先优势。 例如， Stratasys公司2012年4月以14亿美元并购了以色列Object公司， 2013年6月以4亿美元收购了美国MakerBot公司，分别获得PolyjetMatrix技术和 桌面级产品技术； 而3Dsystems公司在过去几年更是收购了30多家企业，涵盖了3 D打印的全价值链。目前，独立运作的3D打印设备制造商还有美国ExOne、德国E OS、以色列Solido、德国Envisiontec等，它们分别在特定领域和细分市场具有 比较优势。 随着技术逐渐成熟，越来越多的大型工业集团也对进军3D打印市场跃跃欲 试。“打印机之王”惠普公司在2010年曾与Stratasys公司合作共同生产3D打印 机，并于2010年4月推出Designjet3D，定价约17，000美元。在众多廉价打印机 的冲击下，产品的市场反应未达预期，之后惠普与Stratasys宣布终止合作。近 期，惠普公司有望重新回归3D打印市场，并推出其全新研发的3D打印机。除了硬 件制造，软件公司也开始在3D打印领域发力。2013年，微软公司在其Windows8. 1系统中发布3D打印设计软件，只要连接支持Windows8.1的3D打印机即可实现3D 打印。 1、美国Stratasys公司：是全球最大的工业级3D打印机生产商 早在1989年，ScottCrump和合作伙伴在美国明尼苏达州一起创建了Stratas ys公司，并在1992年推出其3D打印的首个产品。结合自有研发、收购IBM相关技 术，Stratasys逐渐成为FDM（熔融快速成型）技术的领军企业。2011年5月，St ratasys收购了在蜡模和铸件制作等方面拥有先进技术的Solidscape公司；2012 年4月，Stratasys以14亿美元收购了以色列Objet公司，从而得到后者的PolyjetMatrix技术；2013年6月，Stratasys以4亿美元收购了MakerBot公司，加强了在 桌面消费级市场的影响力。截止2012年底，Stratasys公司总共出售超过29，00 0台3D打印设备，位居3D打印设备制造业的首位。2013年前3季度，Stratasys的 营业收入为3.31亿美元（其中，产品占收入比例为85%左右），实现净利润0.56 亿美元（Non-GAAP）。 Stratasys共拥有四大技术平台：（1）FDM技术，使用热塑性材料，制造的 产品耐久性良好、环境友好；（2）PolyjetMatrix技术，使用树脂类材料，制造 的产品细节丰富、表面光洁度高，可同时使用多种材料；（3）SmoothCurvatur ePrinting技术，使用热塑性材料，制造的蜡模等具有高精密性；（4）Extrude dplasticfilament技术，使用热塑性挤压型材，主要应用于桌面级产品。在收购 MakerBot以前，Stratasys的产品可分为三大序列：（1）Idea系列，主要用于概 念模型，其单价为10，000~20，000美元，型号包括uPrint和Mojo；（2）Desig n系列，主要用于原型制造，其单价为25，000~60，000美元，型号包括Desktop、 Dimension、Fortus250mc、EdenFamily、ConnexFamily、Objet1000等；（3）P roduction系列，主要用于制造过程，其单价为30，000~380，000美元，型号包 括Fortus360mc、Fortus400mc、Fortus900mc、3ZPro、Ortho30等。收购MakerB ot后，Stratasys得到MakerBotReplicator2的桌面级和实验室级3D打印机产品 （单台售价在2，200~2，800美元），以及相关的扫描设备Digitizer3DScanner、 3D打印网站Thingiverse等。 2、美国3D Systems公司：既从事3D打印机生产，也提供打印服务 1986年，SLA技术的发明者Chuck Hull在美国加州创建了3D Systems公司。 经过二十余年的发展，包括多次并购，3D Systems已成为3D打印领域的一家 涵盖多种技术、多层次产品与服务的大型企业集团。2012年底，3D Systems 共有1010名全时雇员，拥有专利数量达到852个，另有208个专利正在申请过 程中。3D Systems公司(DDD.NYSE)是全球最大的3D打印机生产商和解决方案 提供者。从2009年收购桌面工厂(Desktop Factory)以来，3D Systems陆续收 购了25家公司以补充产品线和提升技术实力，其如今的规模是2009年底的3 倍，市值是当时的10倍，达近24亿美元，目前市盈率高达75倍。1988年，该 公司就生产了第一台3D打印机2012年5月，3D Systems通过一款新型打印机 “立方体” (Cube)打开了日常消费市场，它的自带程序里已预先装载大量物 品设计图，比如棋子、首饰、厨具等，操作简单易上手，顾客无须学习复杂 的3D设计软件，便可直接打印所需物品。3D Systems向客户提供“一站式” 全套增值解决方案，包括硬件、软件、材料、工艺、教育培训和应用支持。 它不仅提供打印机，还出售打印机配套的原材料、相关设计软件，并为客户 提供培训，其解决方案涉及模具、医疗、教育、珠宝、建筑等行业。 3D Systems具有鲜明的收购战略。2009年以来，3D Systems完成的并购 超过30起，支付的并购资金超过3亿美元。2011年11月，对Z-Corp公司的并购 使3DSystems的技术多元化和市场份额得到显著提升，从而奠定了其在3D打印 领域的地位。 与Stratasys公司的收入主要来源于3D打印设备销售不同，3D Systems的业 务包括了打印设备、 材料、 服务等三大板块， 2013年前3季度分别贡献收入的43%、 25%、32%。在销售区域方面，欧美等发达国家是3D Systems的主要市场，来自美 国市场的销售占全部销售收入的比例达到56%，其次为德国占10%，而欧洲其他国家和亚太地区则分别占16%、 18%。 3D Systems按场合和功能将产品分为多个序列， 其中，偏向于制造的高端产品单价可达到250，000~950，000美元，中端产品单 价为20，000~250，000美元，偏向于模型设计的低端产品单价为1，300~20，00 0美元。在技术方面，3D Systems的产品涵盖了SLA、SLS、SLM等七大技术类型， 应用的材料达到100多种。 互联网服务提供商Shapeways 是3D Systems的网络版，Shapeways并不直接 出售打印机， 而是通过社交网络把 “全价值链” 搬到了线上。 用户在网站注册后， 既可以把自己的产品设计上传到网站，也可以购买现有的3D设计图，再选择和购 买原材料，就可以下单，公司会将打印出来的成品送货上门。此外，用户也可以 在线展示和销售产品，并将产品卖给其他人。2011年Shapeways已经印制了75万 种产品，最受欢迎的是珠宝首饰、iPhone手机套和玩具火车，使用的材料包括塑 料、不锈钢、银、陶瓷和玻璃。目前，Shapeways还在研发更多的3D打印原料， 如木材、蜡甚至钛、金等高端金属。 3、3D Systems和Stratasys：是全球3D打印市场的两大龙头。 两家公司在全球3D打印市场中的统治地位主要体现在专业3D打印机领域， 两 者合计占据2010年全球专业打印机销量的74%， 其中Stratasys占56%， 3D Systems 占18%。此外，3D Systems还是个人打印机市场的龙头企业，2010年出货量达到 2500台(占个人打印机全球销量的42%).Stratasys则更加专注于专业打印机的生 产销售，没有涉及个人打印机。 Stratasys和3DSystems在发展模式上也有所不同。3DSystems业务较广，涉 及3D打印材料， 打印机系统以及3D打印服务三个业务范围，且三项业务基本上评 分秋色。Stratasys在业务上则更加专注于打印机系统的销售，3D打印服务涉及 较少。此外，在公司扩张策略上，3DSystems采取了强力并购的发展模式，通过 并购获取其它技术专利， 并将自己的业务范围从专业打印机领域扩展到个人打印 机领域(如收购BfB等)，加强自己服务业务(如收购shapeway等)。而Stratasys 并购行为则较少，业务也一直专注于专业打印机，并辅以少量服务。 3DSystems和Stratasys两家龙头企业可看做3D打印行业发展的风向标。目 前，3D打印市场基本处于欧美龙头企业领跑的局面，3DSystems和Stratasys在 2012年的产值占全球3D打印行业收入规模的25.81%；从工业级打印机的出货量 看，Stratasys（加上最近合并的Solidspace和Objet）、3Dsystem等的出货量占 比高达75%。 图3：两家龙头企业的市场份额逐年提升图4：两家龙头在工业级打印机出货量方面占绝对优势3D打印龙头企业中报亮丽，但惊喜并不算大，较高的增速很大程度上来自于 收购并表的因素。 近日，3D打印行业龙头3DSystems和Stratasys分别发布了2013 年中报业绩，二者收入分别实现37.97%和115.84%的同比增长，但实际上，较高 的增速很大程度上来自于收购并表的影响。以3DSystems为例，最近三年中报的 收入增速为54.3%、 56.8%和38%， 但如果不考虑收购并表， 其内生增速仅是24.3%、 22.8%和26.3%。Stratasys中报大增116%很大程度上得益于2012年底收购以色列 著名3D打印公司Objet的并表因素，公司发布的二季度业绩快报也显示，二季度 同比内生增速仅为20%。图5：3DSystems最近三年的中报收入增速图6：去年年底收购的Objet并表使Stratasys中报大增4、美国ExOne公司：提供工业级打印机的生产销售与3D打印服务 ExOne公司是另一家提供3D打印机及打印产品的美国公司。公司于2003年成 立， 主要业务是工业级打印机的生产销售与3D打印服务，2012年主营业务收入已 经达到2865.7万美元，并于2013年2月在纳斯达克交易所上市。 公司仅生产工业级打印机， 收入的来源一是打印机的销售，二是通过产品服 务中心提供3D打印服务及其他。打印机销售和产品服务中心的业务范围为美国、 德国和日本三国。 公司在长期规划中计划逐步提高服务对收入的贡献，增加产品 服务中心的数量。 ExOne的产品主要应用于航空、汽车、重型机械和能源石油天然气四个领域。 公司的客户包括波音、福特、宝马、卡特皮勒等企业。 ExOne生产的3D打印机建立在四个平台之上，按照打印机容量从大到小分别 是Max， Print， Flex和Lab。 四个平台采用的技术相似， 都是由麻省理工大学(MIT) 研发的专利技术， 基本原理是利用粘合剂将铺平的材料粉末逐层粘合。公司现有 的主要产品也是按照四个平台划分的。Max平台提供最大型号的打印机，拥有最 大的容量和最强的打印能力，代表产品为SMax和S15(SMax之前产品).Print平台 的打印机为中等型号的打印机，主要产品为SPrint和MPrint.Flex平台的打印机 为MFlex，容量比Print更小一些，是ExOne最新推出的产品。SLab的产品主要用作教学和科研，容量最小。S系列的主要用于建立模型模具，M系列的主要用于直 接打印。 5、美国Organovo Organovo是一家3D生物打印的领军企业，成立于2007年，总部位于美国加州 圣迭戈。Organovo公司专有的NovoGen3D生物打印技术可制造各种组织和细胞类 型，并能够在细胞里放置所需要的图案。Organovo公司生产销售NovoGenMMX3D 生物打印机，以帮助用户制造生物组织以用于研究和开发。 Organovo公司成立7年来， 在3D生物打印领域取得了一系列引人瞩目的突破， 包括：打印第一个全细胞工程人体动脉；使用来自脂肪组织的干细胞制造动脉； 首次将生物打印的组织植入活体（动物）体内；3D打印具有全部生物活性和功能 的人体肝脏组织并保存了40天。 在Organovo公司打印3D迷你肝脏的过程中， 3D打印机逐层打印肝脏细胞和血 管内壁细胞，一共打印了大约20层。血管内壁细胞负责为肝细胞提供营养和氧。 他们打印的迷你肝脏能够产生清蛋白、胆固醇和解毒酶――细胞色素P450，代谢 肝脏内的药物。 迷你肝脏结合了肝实质细胞和星状细胞层，所拥有的结构和功能 对医学研究具有重要意义。 迷你肝脏可以被疾病侵袭，允许研究人员观察整个病 变过程，也可以施以药物，用以了解药物疗效。 6、瑞典ArcamAB ArcamAB是一家瑞典企业，于1997年成立，在美国、意大利、中国和英国设 有办公室。 与其他公司不同， 该公司采用的是电子束快速成型技术而非激光快速 成型。与激光相比，电子束的能量更大，因此融化金属粉末的速度更快；对于表 面反光的零件， 电子束更有优势； 另外， 电子束的能量转换效率高， 更节省能源。 总体而言，制造出的零件质量更高。但是，电子束的缺点在于需要在真空环境中 使用，比起激光所需要的惰性气体保护，要求更为复杂；电子束枪的使用没有激 光器方便。 ArcamAB公司的2款打印机产品主要针对的是航天工业和外科整形市场， 能制 作的最大零件尺寸为200×200×180mm，同时提供多种型号的钛合金粉末和钴铬 合金粉末。在外科整形市场上，ArcamAB公司自2007年以来，在全球已提供了3 万件以上的植入物。 7、其它具有全球影响力的3D打印领域的公司 德国Voxeljet Voxeljet是3D打印行业的德国新贵，2013年10月刚于纽交所上市，股票代码 VJET。Voxeljet是一家德国公司，专注于3D打印技术在工业和商业领域的应用。Voxeljet共有5款3D打印设备，除了为客户提供3D打印设备和耗材之外，还为客 户提供复杂模具和模型定制。这些客户集中于汽车、医疗、艺术、电影、科技领 域。Voxeljet有一款特色3D打印机VX4000，堪称3D打印机中的巨无霸，具备 4Mx2Mx1M的成型体积。 官方标称它可以持续24x7的不间断工作， 且可以批量打印， 具备“强大的健壮性和极高的科技性”。 美国Printrbot Printrbot是美国人BrookDrumm于2011年末创立的打印机生产项目。项目的 创始资金是通过创意方案的众筹网站平台Kickstarter募集的，从 日到12月27日短短一个月时间便接到了830827美元的捐款，是Kickstarter当时 募集资金最多的项目。BrookDrumm设计了最简单最容易组装的Printrbot系列打 印机组件， 购买者用不到一个小时的时间便可以用购买的全套组件组装成一台打 印机， 一套打印机组件的价格最高不超过800美元， 最低能低至300美元Printrbot 也提供组装好的打印机，价格要比同一型号未组装的组件价格贵150-200美元。 截至2013年6月，Printrbot有4种型号的打印机，分别是PrintrbotSimple， PrintrbotJr， PrintrbotLC， PrintrbotPlus， 其中卖得最好的是PrintrbotJr(全 套组件售价400美元)。 打印机采用的都是熔融堆积技术。2012年项目第一年时间 公司就卖出了3000台的打印机，销售额达到100万美元，绝大多数的销售来自12 月和2013年的1月这两个月。 Printrbot将目标对准学校，希望让更多学校使用它 们的高性价比3D打印机。 美国MakerBot Industries 自BrePettis于2009年在纽约创立以来就遵循迅速扩张的轨迹。目前，超过 15000台MakerBot3D打印机在世界上。MakerBot2011年8月从投资者那里融资了 1000万美元， 其中还包括亚马逊的创始人杰夫B贝索斯得。MakerBot现在主推产 品是Replicator2(售价2199美元)和高级版的高端产品Replicator2X(售价2799 美元)，打印出的产品已经能达到非常高的精度，能实现非常复杂的物品打印。 美国TypeAMachines TypeAMachines是美国一家2012年刚刚成立的3D打印机生产公司。公司现有 机型Series1，售价1695美元，被《Make》杂志评为中等型号的最佳个人打印机。 公司发展迅猛，仅2012年一月份TypeA就卖出超过100台Series1打印机，发展潜 力很大。 波兰TrinityLabs 公司创立于2011年，制造RepRap打印机。2012年公司卖出了MendelMax型3D 打印机的350个工具包， 但是由于需要组装打印机需要400个零部件，让这款机型 很难让消费者接受。2013年1月TrinityLabs开始卖Aluminatus型3D打印机，拥有 320mmx320mmx350mm打印容量，这是目前市场上构建容量最大的3D打印机。售价 为2200美元。二、中国3D打印相关企业中国从事3D打印的公司数量很多，但影响力较小。随着技术及设备开发的不 断进步，中国3D打印市场也呈现良好发展势头，逐步实现了商品化，技术设备在 产品设计、快速模具制造、铸造、医学等领域的应用也日趋深入。但中国从事3d 打印的公司数量已经很大。全世界大约有100家公司从事3d打印行业，但是中国 就有30多家。 1、军工激光成形制造的龙头：中航重机 中航重机于2011年7月同其控股子公司中航(沈阳)高科技有限公司、王华明 研发团队共同投资成立中航激光成形制造有限公司，正式挺入3D打印行业。王华 明教授是北京航空航天大学激光制造的学术带头人， 其团队因在飞机钛合金大型 整体关键构件激光成形技术研究的卓越成就而获得2012年度国家技术发明奖一 等奖。 中航激光正式将此技术产业化的平台。中航激光利用3D打印技术生产的复 杂关键金属零件或将被应用于大型运输机、舰载机、C919大型客机、歼击机等飞 机上。 2、 国内最大的3D打印公司：杭州先临三维科技 杭州先临三维科技是一家专业提供三维数字化技术综合解决方案的高科技 企业。公司坐落于杭州市萧山经济开发区，成立于2004年，注册资金5070万，是 国内相关技术领域综合实力最强、销售规模最大、技术种类最多、服务保障能力 最强的三维成像技术企业，公司净资产规模近1亿，成立至今复合增长率在100% 以上。公司员工近200人，其中大学以上的占85%，专业技术人员占60%以上，硕 士及以上人员占15%以上。先临三维科技产品己销售至全球50多个国家或地区。 先临三维的三维数字化技术是一种基于人工智能领域计算机视觉理论、 自主研发 的高新技术。 该技术通过使用照相机等光学传感器件模拟人眼，用计算机及相应 的三维重构算法软件模拟人类大脑，将所摄制的图像重建为精确的三维模型，包 括物体的几何外形和表面色彩信息。先临三维产品已成熟应用于工业逆向建模、 三维检测、个性化定制、医疗矫形整形、数字娱乐、身份识别、产品三维数字模 型展示等领域，销往美洲、欧洲、东南亚、中东、澳洲等50多个国家或地区先临 三维主营为三维数字化及3D打印技术，并提供装备及服务一体化综合解决方案。 公司已累计为2000多家工业制造、生物医疗、文化创意及教育科研领域客户提供 了高技术含量的三维扫描及3D打印装备及服务， 公司的收入来源是销售三维数字 化及3D打印技术装备及服务一体化综合解决方案。 先临三维目前是国内以三维数 字化与3D打印产业为主营业务的第一家公众公司。 先临三维日公告，与自然人郑华德、曹晓东和杭飞三人共同出 资设立控股子公司东莞易登三维科技有限公司， 主要从事齿科等医疗领域的三维 数字化和3D打印业务， 此次对外投资也是公司首次进入齿科3D打印领域。值得关 注的是，先临三维自主研发的齿科三维扫描仪（AutoScan-DSⅡ）已经在上半年面市。根据公告，东莞易登三维科技有限公司注册资本为100万元，先临三维出 资85万元，占比85%。 3D打印在生物医学领域具备最广的个性化需求空间。行业分析认为，在最常 见的齿科领域， 3D打印亦将对超100亿美元容量的牙科种植市场产生颠覆性影响， 甚至于有望将其从高端服务业逐步转为制造业。 3、我国较早进入3D打印市场的企业：北京隆源 北京隆源自动成型系统有限公司是我国较早进入3D打印市场的企业， 公司于 1994年成立， 创始人是当时清华大学高分子材料研究所的研究员冯涛先生。公司 创立当年便研制成功了中国第一台利用选择性激光烧结技术(SLS)的快速成型设 备。2003以后，隆源又与华南理工大学合作研究选择性激光烧结技术(SLS)。现 在隆源的业务范围的重点是航空军事、汽车制造领域，对医疗领域也有涉足。已 成为我国3D行业的领头企业之一。 4、快速成形设备制造领域的龙头企业：北京太尔时代 北京太尔时代科技有限公司， 前身是北京殷华激光快速成形与模具技术有限 公司，成立于1993年。从事多种技术工艺的3D打印设备生产。太尔时代的技术支 持依靠的是清华大学颜永年教授的科研团队。 太尔时代公司产品广泛服务于工业 制造、航空航天、动漫设计、医疗、教育等多个领域，同时研发销售专业级3D 打印机和个人打印机。2012年公司设计的UP打印机获得美国《make》杂志个人打 印机评比中最高的评价。太尔时代产品覆盖国内26个省/市区域，并远销欧洲、 中亚， 产品销售量和市场占有率均处于行业领先地位。目前太尔时代目前已经成 为快速成形设备制造领域的龙头企业。 5、产品综合性能指标达到国际先进水平：滨湖机电 滨湖机电技术产业有限公司原是由华中科技大学、 武汉市科委和深圳创新投 资公司共同组建的高新技术企业，成立于1996年。滨湖机电是华中科技大学3D 打印研究的产业化基地， 并由华中科技大学快速制造中心主任史玉升教授担任董 事长。 公司先后开发了多种3D打印机， 业已商品化生产的产品包括薄材叠层(LOM) 快速成形系统、光固化(SLA)快速成形系统、激光粉末烧结(SLS)快速成形系统、 金属粉末熔化(SLM)快速成形系统。目前该公司最受市场欢迎的是后两种设备， 综合性能指标达到国际先进水平。迄今，该公司已销售200多台3D打印机。 6、研制第一台光固化快速成型机：恒通智能 陕西恒通智能机器有限公司成立于1997年，注册资金2796万元，是西安交通 大学快速成型工程研究中心3D打印技术的产业化平台， 并由研究中心主任卢秉恒 院士担任董事长。公司主要的打印技术是光固化(SLA)，并于1997年研制并销售 国内第一台光固化快速成型机。公司现已经推出个人打印机，售价不到7000元。 现已开发出激光快速成型机、 紫外光快速成型机、真空浇注成型机等快速成型与 模具制造设备以及套光敏树脂等多项处于国内领先、国际先进的技术成果。公司 拥有多项专利，并荣获国家科技进步二等奖、国家重点新产品、以及省部级的多项奖励。 公司产品及服务遍及世界各地，已成为集快速成型装备制造及快速原型 服务于一体的快速成型行业领军企业。 公司产品及服务在全国各院校、汽车电器等企业销售开展十多年，客户近万 家，近年已在多个地区成功开展产学研结合的推广基地、制造中心等项目。公司 产品及服务在全国各院校、汽车电器等企业销售开展十多年，客户近万家，近年 已在多个地区成功开展产学研结合的推广基地、制造中心等项目。 7、桌面式三维立体打印机专业生产者：南京紫金立德电子 南京紫金立德电子有限公司隶属于江苏紫金电子集团有限公司成立于2008 年9月，位于南京经济技术开发区，是由江苏紫金电子集团有限公司与以色列 Solidimension公司合资建立，中方持股75%，注册资本为3000万美元，现有员工 100余人，拥有各类管理与技术人员30余人。公司总占地面积为33380O，厂房建 筑面积为23000O。 公司专业从事3D打印机（三维快速成型机）及其耗材的开发、生产、销售， 并提供相关服务。产品的应用领域极为广泛，主要包括工业设计、智能制造、高 等教育、文化创意、生物医疗、建筑设计等行业。紫金立德公司现拥有年产5千 台桌面式3D打印机的生产能力，产品市场遍布美国、英国、法国、德国、中国、 荷兰、日本、韩国、香港及台湾等30多个经济技术发达的国家和地区。 紫金立德公司是中国3D打印技术产业联盟副理事长单位及江苏省3D打印产 业技术创新战略联盟理事长单位。 8、选择性激光烧结成型技术的实践者：银邦股份 银邦股份通过子公司飞而康快速制造科技有限公司进军国内3D打印市场， 重 点发展3D打印服务和打印材料制造业务，目前已经为国内外客户提供3D打印服 务。飞而康目前拥有两台3D打印设备，采用选择性激光烧结成型技术。公司3D 打印业务主要针对航空航天等高端精密零部件生产。2013年6月，飞尔康在中国 和澳大利亚双方科技部的大力支持下成立 “中澳轻金属联合研究中心(3D打印)” ， 开展金属3D打印领域的设计研究工作。 此外，还有一些企业的业务模式是代理国外3D打印产品或提供3D打印服务。 例如，福斐科技公司、日本美能达，韩国solutionix，比利时Materialise以及 美国Geomagic正式授权认可的中国区一级合作伙伴；杭州铭展公司是3D Systems 在中国地区代理服务商(同时自己研发Mbot个人打印机)， 并利用公司的3D打印机 提供打印服务。 日银邦股份也宣布进军3D打印齿科业务，拟与合作方杰冠医疗 在1年内完成打印牙冠的相关认证，并实现日销售3D打印义齿不少于300颗，3年 内实现日销售量不少于2000颗； 在3D打印金属牙冠的基础上进行3D打印种植体的 研发和推广，争取3年内完成3D打印种植体的医疗认证。据悉，3D打印在生物医学领域具备最广的个性化需求空间。行业分析认为， 在最常见的齿科领域，3D打印亦将对超100亿美元容量的牙科种植市场产生颠覆 性影响，甚至于有望将其从高端服务业逐步转为制造业。 9、上海光韵达 日，光韵达鉴于国家对3D打印技术的重视及扶持，与自然人王 博文合资设立上海光韵达三维科技有限公司，注册资本及实收资本为2000万元， 光韵达出资1200万元，持有60%的股份，王博文出资800万元，持有40%的股份。 主要从事3D打印技术服务、3D打印加工制造、3D打印设计应用开发、材料研发生 产、3D打印设备研发制造、三维数据测量与检测、三维扫描与逆向工程。光韵达 是国内激光加工领域的龙头公司，目前已成为国内SMT激光模板制造第一大供应 商。柔性线路板加工和HDI钻孔领域公司布局良久，主要客户均为国内的一线电 路板加工厂商， 在下游行业景气趋势逐步转暖的情况下，有望实现持续的稳健增 长。 LDS和3D打印是公司2013年新引入的业务，LDS由于下游智能手机市场应用相 对成熟，引入后实现了利润的快速增长；3D打印国内尚处于行业孕育初期，公司 目前正在逐步开拓工业类3D打印的下游市场。 上海光韵达的3D打印市场尚不成熟，公司率先铺垫工业级打印与金运激光、 华工科技等上市公司面对桌面级3D打印不同， 公司在3D打印领域的主要方向是工 业用精密零件， 下游应用领域主要是汽车、航空航天等对精细化和快速制造要求 程度较高的工业应用环节。 目前光韵达的3D打印执行主体依然是合资子公司上海 光韵达三维科技，采用德国SLS(选择性激光烧结)技术，配套的是德国EOS的3D 打印设备和相关材料。 当下国内3D打印以概念性摆件类产品居多，公司在工业3D 打印制造布局可谓相当靠前， 论生产规模已是该领域全国龙头，具备明确的前瞻 性效应， 但目前整个3D打印市场仍居于起步初期，尚未形成明确的盈利模式和行 业规范。光韵达上半年3D打印仅实现337万元营收，对公司而言，3D打印的增材 制造是对既存减材制造技术的一个有效补充和支持，长期布局意义甚于短期盈 利。三、2013年国内外3D打印企业业绩汇总据中国3D打印联盟提供的数据，2013年全球3D打印市场规模约40亿美元， 相比2012年增长翻了一番。其大体分布概况是国内所占份额约3亿美元，欧洲约 10亿美元，美国约15亿美元。从数据上看来，国内企业在全球市场中占据着较小 的份额，数据的背后则隐藏着更多的现实真相。 比较起来，首先必须承认的事实是，欧美各国3D打印行业在工艺技术、研发 投入、人才基础、产业形态、材料等领域都处在领先位置，而国内企业一直止步于模仿生产， 整体科研能力不强。目前欧美较具规模的3D打印企业的年销售收入 一般都在10亿元人民币左右， 而国内不仅仍没有一家企业收入过亿，甚至部分企 业处于亏损的边缘。 以下， 将为你汇总国内外部分3D打印企业2013年营业收入和 净利润状况。 1、3D Systems 2013年实现总收入51340万美元，比.3万美元，增长45.18%；净 利润为4410.7万美元，比.1万美元，增长13.27%。 3DSystems公司的3D打印产品线涵盖消费级、专业级和工业级，非常全面。 在消费级， 它的最知名的3D打印机为基于熔融堆积成型（FDM)技术的Cube系列产 品，这一款产品在我们编辑部之前的评测中为大家展示过。在专业级，它有为不 同行业特殊设计的Projet系列3D打印机二十余款。在工业级，它的3D打印机iPro 系列产品基于三维立体平版印刷（SLA）、选择性激光烧结(SLS)和选择性激光熔 化成型（SLM）技术分化出十多款不同型号。从产品线来看，3Dsystems公司的3D 打印产品可谓技术全面，种类丰富，覆盖面广。 2、Stratasys 2013年实现总收入48440.3万美元，比.4万美元，增长125.05%； 净利润为-2695.4万美元，比2012年的849.1万美元，降低了417.44%。 Stratasys公司首席执行官大卫?赖斯预测，2014年3D打印机制造将实现25% 的有机增长。Stratasys公司预计在2014年收入达6.6-6.8亿美元，比其2013年 4.7-4.9亿美元的指导收入增加35-45%。按照美国通用会计准则（GAAP）预估的 净利润为0.11-0.2亿美元（每股利润0.20-0.38美元），按照非GAAP准则估算净 利润约为1.13-1.19亿美元（每股利润2.15-2.25美元）。GAAP和非GAAP数据之间 的差别是由于无形资产、雇员赔偿以及并购带来的0.65亿美元的资产帐面值减 记。 2012年美国Stratasys公司和以色列Objet公司两家3D打印机生产商合并成 立法人企业，合并后的公司拥有更为完整的产品线并于2013年8月收购了桌面型 3D打印领导者MakerBot， 2014年Stratasys将会进入快速成长期。Stratasys公司 预测，较高的研发、销售和营销支出将使2014年的经营成本大幅增长，但与2013 相比，营业利润率将保持不变，净利润将在下半年随着新产品推出走高。 3、德国Voxeljet 2013年实现总营收1610.5万美元（1欧元=1.3779美元），比2012年的1200.3 万美元，增长了34.17%；净利润为-374万美元，比万美元，降低 1380.82%。近日，voxeljet将在密歇根州开设3D打印技术服务中心。该公司首席执行官 IngoEderer说： “把voxeljet的第一家美国服务中心放置在密歇根州是因为这个 位置比较接近美国中西部的潜在客户， 这些客户是美国汽车行业供应链的主要组 成部分。 虽然voxeljet的客户遍及多个行业，但汽车行业仍然是我们3D打印技术 最重要的用户， 我们有为欧洲汽车制造商提供3D打印技术服务的丰富经验，我们 期待着为美国的制造商们提供同样优质的服务。” 4、美国ExOne 2013年实现营业收入3948万美元，同比上涨38%，净利润2013年为-645.5万 美元，2012年为-1016.8万美元。ExOne公司总部位于美国，成立于2005年，从母 公司ExtrudeHone独立，2013年2月份在纳斯达克上市。 Exone公司提供两种增材制造系统，分别用来打印砂型和金属零件，技术分 别起源于德国一家叫做Generis和MIT。砂型的尺寸最大能够做到× 700mm，而金属的尺寸能够做到780×400×400mm。其所采用的是最早被称作“3D 打印”的技术，即用喷头在砂型或者金属粉末中打印粘接剂，扫描成型。对于金 属材料，将打印出的模型去掉多余部分，然后在炉中加热去除粘接剂，同时融化 金属粉末使之粘结， 必要时进行二次加热去除材料中的空隙。 除了沙子和金属外， 还可以制作玻璃制品。2012年ExOne总共卖出了13套系统，在全世界共设立有6 家服务点。 5、瑞典ArcamAB 2013年上半年实现收入9210万瑞典克朗（约合1414万美元），同比增长80%。 净利润760万瑞典克朗（约合117万美元）。 6、美国Organovo Organovo公司2013年实现总营收332.7万美元，净利润为-8573.1万美元。 今年， Organovo公司因其颇具革命性的与3D生物打印相关的组织工程平台而备受 瞩目。在未来几年里，该公司将在药物发现方法、肿瘤以及器官移植方面为制药 工业带来极大的革新。 7、上海光韵达 2013年营收元，营业利润-元，净利润-元。 日，光韵达鉴于国家对3D打印技术的重视及扶持，与自然人王博文 合资设立上海光韵达三维科技有限公司，注册资本及实收资本为2000万元，光韵 达出资1200万元，持有60%的股份，王博文出资800万元，持有40%的股份。主要 从事3D打印技术服务、3D打印加工制造、3D打印设计应用开发、材料研发生产、3D打印设备研发制造、三维数据测量与检测、三维扫描与逆向工程。截止2013 年，该公司总资产元，净资产元。 8、银禧科技 2013年实现营业收入96， 840.64万元， 同比增长7.94%； 实现营业利润976.84 万元，同比下降73.9%，实现归属于母公司所有者的净利润1，204.10万元，同比 下降65.35%。 银禧科技在接受机构调研时称， 目前公司3D打印项目主要研究方向为用于3D 打印技术的高性能高分子复合材料研发及产业化。公司投资3D打印项目，预计3 ―5年可以进入回报期， 并争取未来5年内，占据3D打印高分子材料较高的市场份 额， 成为国内3D打印高分子材料领域的行业领导者。公司未来将继续专注于公司 的主营业务改性塑料行业，另外公司将会视实际情况的需要，考虑通过并购，来 实现公司的快速发展。 银禧科技是一家集研发、 生产、销售和技术服务于一体的高分子类新材料改 性塑料供应商，主营业务为生产和销售改性塑料。2013年公司产品销量达90， 565.10吨，较2012年同比增长了12.10%，产量达91，755.73吨，较2012年同比增 长12.26%，产销率达98.70%。公司主要产品包括阻燃料、耐候料、增强增韧料、 塑料合金料、 环保耐用料和LED相关产品六大系列，产品被广泛应用于电线电缆、 节能灯具、电子电气、家用电器、玩具、道路材料、LED套件等领域。 9、飞而康快速制造 2013年实现营业收入1144880元，营业利润-元。飞而康快速制造 科技有限责任公司成立于日，注册资本5000万元。主要产品和服务 为3D打印、 粉末制造。 2013年12月， 该公司增加注册资本至22000万元， 截止2013 年12月31日，该公司总资产元，净资产元。据悉，该公 司已经同国内外知名的民用航空制造企业就钛合金粉末、 3D打印构件等产品开始 产品技术认证工作。 10、江南嘉捷 2013年实现3D打印机产品实现销售10万元，利润3万元。2013年2月，该公司 与西安交大苏州研究院合作进行3D打印前沿技术研发， 共同组建了3D打印技术研 发小组。6月试制成功FDM桌面型3D打印机，目前已经进入批量生产。8月，研发 制造SLA工业级3D打印打印机产品样机。同时，在激光烧结、激光熔融等前沿技 术方面正在投入人力、 资金进行研发。产品主要应用于三维实物模型零件加工领 域，在航空、航天、汽车、医疗、动漫等领域。 11、天地激光2013年实现营业收入97.09万元， 同比下降77.78%； 实现利润总额-685.72 万 元；实现净利润-691.35万元。2011年12月，经北京市工商行政管理局核准，中 航激光领取了营业执照， 完成了工商注册登记手续。中航激光名称确定为中航天 地激光科技有限公司，注册资本10000万元人民币。6家股东分别为中航高新、中 航重机、王华明及其研发团队、北京北航资产经营有限公司、中航投资控股、北 京工业发展投资管理有限公司。中航激光注册资本为1亿元，发起人股东均以现 金出资，持股比例依次为31%、20%、30%、10%、5%、4%。其中中航投资控股为ST 航投全资子公司， 而中航高新为2010年中航重机与中航投资控股、沈阳万家利车 轮制造有限公司共同发起成立的公司，前两者分别以现金出资5000万元与3000 万元， 沈阳万家利以厂房土地等实物和无形资产出资7295万元，并由中航重机行 使实际控制人权利。 天地激光2012年度实现营业收入436.89万元，净利润8.32万元；总资产为 2096.48万元， 净资产为2058.32万元。该公司之所以能够在2012年实现营业收入 零的突破，主要原因是为北京航天航空工业大学提供技术服务收到的收入。 12、滨湖机电 滨湖机电的历史始于1991年， 彼时， 华中理工大学(现为华中科技大学)校长、 机械制造专家黄树槐借助学校力量，租赁了华中科技大学一块1400平方米的厂 房，创办了国内第一批3D打印企业，其主打产品是薄材料叠层快速成型系统。 “从1994年产品开始应用到商业化领域，至今，该公司已累计销售各类规格 机器200多台。”周建国2013年曾表示，“公司3D打印产品包括lom、LSA、SLS、 SLM四种，原料分别使用纸、液态材料、尼龙塑料陶瓷等粉末