早期三維打印的例子發(fā)生在20世紀80年代,在20世紀80年代中期,,美國德州大學(xué)奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發(fā)出SLS設(shè)備并獲得專利,,此后陸續(xù)有三維打印設(shè)備申請專利,早期的三維打印機體積大,,制做費用及打印成本非常高,、所能制造的產(chǎn)品也非常有限。
1995年在麻省理工學(xué)院創(chuàng)造了“三維打印”術(shù)語,,當時的畢業(yè)生Jim Bredt和Tim Anderson修改了噴墨打印機方案,,變?yōu)榘鸭s束溶劑擠壓到粉末床的解決方案,而不是把墨水擠壓在紙張上的方案,。該專利隨之而來的是現(xiàn)代的三維打印企業(yè) Z公司(Bredt 和Anderson創(chuàng)立)和ExOne公司,。
隨著科技的進步,三維打印的領(lǐng)域不斷拓展,,專利不斷出現(xiàn)并被陸續(xù)推向市場,。
1、三維打印技術(shù)在美國已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化
三年前尚處于技術(shù)前沿的3D打印如今已成制造業(yè)中的新興戰(zhàn)略領(lǐng)域,。2012年8月,,美國總統(tǒng)奧巴馬撥款3000萬美元,在俄亥俄州建立了國家級3D打印添 加劑工業(yè)研究中心,,并計劃第一步投入5億美元用于3D打印,,以確保美國制造業(yè)不繼續(xù)轉(zhuǎn)移到中國和印度。長期跟蹤3D打印行業(yè)的咨詢公司 WohlersAssociates表示,,2011年,,3D打印機的市場規(guī)模為17億美元左右,到2015年該市場將達37億美元,。目前全球有兩家三維打 印機制造巨頭,,分別為Stratasys和3DSystems,均在美國納斯達克上市,。
國際模協(xié)秘書長羅百輝表示,,從簡單的模具制造,,到發(fā)動機、汽車,,甚至航天飛機的零部件生產(chǎn),,都能看到3D打印技術(shù)的身影。航空航天,、醫(yī)療,、汽車和模具制造 也通常被認為是3D打印在工業(yè)領(lǐng)域四大最有前途的應(yīng)用。現(xiàn)在,,技術(shù)人員又開始構(gòu)想打印出整棟房子,,甚至連房子里的家具和電視也一并“打印”�,;蛟S未來某一 天,,你真的不需要請建筑師,就可以在3D打印工廠里“打”出自己的房子,。
不過,,從目前看,3D打印還受制于設(shè)備和材料的制約,,在短期內(nèi)很難成長為一個大眾市場,,也難以替代傳統(tǒng)制造技術(shù)。不過,,這一數(shù)字僅占全球制造市場的 0.02%,。在飛機、核電和火電等行業(yè)所使用的重型機械,、高端精密機械裝備上,傳統(tǒng)的焊接和零部件加固的方法使得部件之間的連接并不牢固,,但是使用3D打 印技術(shù),,出來的產(chǎn)品是自然無縫連接,結(jié)構(gòu)之間的穩(wěn)固性和連接強度要遠遠高于傳統(tǒng)方法,。這在飛機,、核電等高端裝備制造行業(yè)的應(yīng)用上非常廣泛。
2,、3D Systems公司的全價值鏈模式
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2014-9-11 20:05 上傳
3D Systems公司(DDD.NYSE)是全球最大的3D打印機生產(chǎn)商和解決方案提供者,。從2009年收購桌面工廠(Desktop Factory)以來,3D?Systems陸續(xù)收購了25家公司以補充產(chǎn)品線和提升技術(shù)實力,,其如今的規(guī)模是2009年底的3倍,,市值是當時的10倍, 達近24億美元,,目前市盈率高達75倍,。公司首席技術(shù)總監(jiān)查爾斯·胡爾(Charles W.Hull)是3D打印技術(shù)的發(fā)明者,,1988年,該公司就生產(chǎn)了第一臺3D打印機2012年5月,,3D?Systems通過一款新型打印機“立方體” (Cube)打開了日常消費市場,,它的自帶程序里已預(yù)先裝載大量物品設(shè)計圖,比如棋子,、首飾,、廚具等,操作簡單易上手,,顧客無須學(xué)習(xí)復(fù)雜的3D?設(shè)計軟 件,,便可直接打印所需物品。
3DSystems向客戶提供“一站式”全套增值解決方案,,包括硬件,、軟件、材料,、工藝,、教育培訓(xùn)和應(yīng)用支持。它不僅提供打印機,,還出售打印機配套的原材 料,、相關(guān)設(shè)計軟件,并為客戶提供培訓(xùn),,其解決方案涉及模具,、醫(yī)療、教育,、珠寶,、建筑等行業(yè)。近年來,,服務(wù)在公司收入中所占比例越來越高,,2011年公司服 務(wù)收入已達9312萬美元,占比由2007年的23.2%升至40%,。在服務(wù),、原材料和打印機三塊業(yè)務(wù)的整體拉動下,公司2011年收入同比增長44%至 2.3億美元,,凈利潤更是飆升81%至3542萬美元,。
3、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商Shapeways 是3D Systems的網(wǎng)絡(luò)版
Shapeways并不直接出售打印機,,而是通過社交網(wǎng)絡(luò)把“全價值鏈”搬到了線上,。用戶在網(wǎng)站注冊后,既可以把自己的產(chǎn)品設(shè)計上傳到網(wǎng)站,也可以購買現(xiàn)有的3D設(shè)計圖,,再選擇和購買原材料,,就可以下單,公司會將打印出來的成品送貨上門,。
此外,,用戶也可以在線展示和銷售產(chǎn)品,并將產(chǎn)品賣給其他人,。2011年Shapeways已經(jīng)印制了75萬種產(chǎn)品,,最受歡迎的是珠寶首飾、iPhone手 機套和玩具火車,,使用的材料包括塑料,、不銹鋼、銀,、陶瓷和玻璃,。目前,Shapeways還在研發(fā)更多的3D打印原料,,如木材,、蠟甚至鈦、金等高端金屬,。
4,、三維打印進入商用時代
商業(yè)模式漸趨成熟,產(chǎn)業(yè)鏈基本成型,。海外公司紛紛試水三維打印,,爭奪制造業(yè)新生產(chǎn)力的高地。你是否想擁有一個哆啦A夢的百寶袋3D打印機的出現(xiàn)讓這個夢想 幾乎觸手可及,。只要擁有一臺3D打印機,,你就可以在自家“變出”各式各樣的寶貝。目前,,人們已經(jīng)用它打印出了汽車,、巧克力、假肢,、比基尼泳衣甚至房子�,;� 許,,在不遠的將來,你可以用它來制造各種所需的物品,。
此外,,用戶也可以在線展示和銷售產(chǎn)品,并將產(chǎn)品賣給其他人,。2011年Shapeways已經(jīng)印制了75萬種產(chǎn)品,,最受歡迎的是珠寶首飾,、iPhone手 機套和玩具火車,使用的材料包括塑料,、不銹鋼,、銀、陶瓷和玻璃,。目前,,Shapeways還在研發(fā)更多的3D打印原料,如木材,、蠟甚至鈦,、金等高端金屬。
5,、桌面上的創(chuàng)意工廠
與傳統(tǒng)制造業(yè)的去除材料加工技術(shù)不同,,3D打印遵從的是加法原則。打印時,,先用相關(guān)軟件將產(chǎn)品圖紙轉(zhuǎn)化為3D圖像數(shù)據(jù)并上傳電腦,,放入相應(yīng)的材料后,打印 噴頭就會根據(jù)圖像數(shù)據(jù)一層一層地將東西打印出來,,再堆疊在一起成為一個立體物品,。例如,如何利用3D打印機打印出一個和自己笑臉一模一樣的巧克力呢?首 先,,你可以通過3D建模軟件,,如123D或者Photofly,將iPhone或普通卡片機中的照片轉(zhuǎn)換成3D圖像數(shù)據(jù),,上傳到電腦后,,就擁有了自己的三 維設(shè)計圖�,!坝湍眲t是液態(tài)巧克力,,把巧克力融化后,裝進打印機中的儲存器,,按下“打印”鍵,,打印機就會根據(jù)圖像數(shù)據(jù)把液態(tài)巧克力一層層堆疊成你的笑臉形 狀。每層巧克力打印出來后,,必須經(jīng)過凝固才開始下一層打印,,加裝保溫和冷卻系統(tǒng)即可保證巧克力的粘稠度和溫度。
這種3D巧克力打印機已于2012年4月上市,,它被命名為“ChocEdge”(巧克力邊緣),,在eBay上售價高達2500英鎊。英國最大的巧克力生產(chǎn) 商桑頓斯已經(jīng)和“巧克力邊緣”接洽,商談合作事宜,。網(wǎng)絡(luò)禮品銷售商“find me a gift”也對其表示出了興趣,。
6、產(chǎn)業(yè)鏈初具雛形
在3D打印的產(chǎn)業(yè)鏈上,,不僅有挑大梁的打印機生產(chǎn)者,,還有原材料供應(yīng)商和相關(guān)軟件提供商。在3DSystems和Shapeways等力爭通吃“全價值 鏈”的同時,,更多的公司在這個新興行業(yè)掘金細分環(huán)節(jié),。Stratasys公司(SSYS,NASDAQ)主要以生產(chǎn)3D打印機為主,,產(chǎn)品涵蓋桌面打印機,、 辦公室打印機和工廠打印機。公司2011年收入1.56億美元,,凈利潤2063萬美元,。2012年4月,Stratasys收購了以色列巨頭Objet,, 合并后市值達到14億美元,,對3D?Systems的霸主地位形成挑戰(zhàn)。在原材料領(lǐng)域,,Xerox?PARC公司正在研發(fā)傳感器,、晶體管等電子產(chǎn)品的打印 材料,一旦成功,,將意味著消費者可以自行設(shè)計打印手機或者MP3等,。應(yīng)用軟件領(lǐng)域,工程師和程序員不時共享代碼和設(shè)計,,越來越多免費開源軟件的出現(xiàn),,降低 了3D打印的設(shè)計成本,如123D,、OpenSCAD,、Tinkercard等。
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