3D打印世界（第四期）

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ISSN 2058-7600

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3D 打印世界 | 刊首语 Editorial

EDITORIAL

1

出版人及董事总经理 李广连

刊首语

董 事 纪大伟 ( 澳大利亚 ) 劳莉 主 编 余 佳 Jane.Yu@iRecyclingTimes.com

6 月初，成都，盛夏启幕。我在欧特克联手某中国 3D 打印企业举办的一 次青少年 3D 打印创新大赛上，看到这样的情景：划直线，输入数据，复制…… 孩子们在老师简单的指导下，兴致盎然地操作着一款软件，几分钟过后，一个 蓝色的陀螺模型就出现在屏幕上。 “现在就可以用 3D 打印机把它打印出来了！”

编 辑 李 娜 黄丽纯 张艳萍 梁丽霞 李小婉 伍颖珊 李敏君 阮燕茹

老师的话音刚落，一阵欢呼从围观的小学生中传出，稚嫩的面庞上写满兴奋。

美术设计

在 3D 打印机和“傻瓜”软件的帮助下，亲自动手将想象变为实物，连大人都

邓德胜 罗宇洪 周婵媛 边宏

能为之心动，何况乎天性好奇的小孩子？ 一直以来，打印成本、打印材料受限以及 3D 打印应用普及率低等问题， 都是 3D 打印市场发展的拦路虎。软件大亨欧特克深知这一点，他高举开源大

广告业务，请联系 梁雪燕 Anna.Liang@iRecyclingTimes.com

旗，在短短一年时间内，不但推出了全新的开源 3D 打印软件平台“Spark”， 还相继推出了开源 SLA 3D 打印机及耗材，意图就是为这个不愠不火的市场 加一把火，拉低进入和学习的门槛，让更多普通人对 3D 打印感兴趣并使用。 另一个“入侵者”是早已放出风声的惠普，虽然至今仍未一睹其 3D 打印

媒体公关，请联系： 张艺佳 Tracy.Zhang@iRecyclingTimes.com

机真容，但也让行业先入者有了一种“山雨欲来”的气息。相对于老牌 3D 打

高级市场与销售经理

印机厂家，这些巨头的入侵，将如何改写游戏规则？本期我们将聚焦这一话题，

何兆璋 Sam.Ho@iRecyclingTimes.com

探讨这些“外来物种”对 3D 打印生态圈可能造成的影响。 但我们也知道，在丛林中，能取得一席之地的并不只是体格最大的动物， 3D 打印行业的格局也并不完全取决于资本的雄厚。老牌厂商深耕多年，其核 心竞争力难以复制。以宜家为例，在世界 500 强中排名才 40 位左右，远非资 本最雄厚的企业。但宜家是不可复制的，为什么？因为其核心竞争力是设计。 同样，在 3D 打印行业也是如此，老牌厂商有多年的技术积淀，是否能被超越， 还难定论。 有一点毫无疑问，无论是从技术还是资本实力，惠普等大咖扮演的都是

通信地址： 广东省珠海市吉大园林路 104 号 信海商业大厦 6 楼 B 室 珠海再生时代文化传播有限公司 电话：+86 (0)756 3959280 传真：+86 (0)756 3959299 电子邮箱：info@iRecyclingTimes.com 网址：www.inside3dprinting.com.cn

超级巨无霸的角色，它的进入无疑是行业的一场大地震。对于拉低价格，提高 打印速度，增加用户体验方面，或许都能刺激和倒逼现有厂商进步，使他们更 有危机感。受益的，终将是消费者，和整个行业的进步。

2015 年 12 月 8-10 日

上海世博展览馆 inside3dprinting.com.cn 出版人 李广连

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www.inside3dprinting.com.cn 第 4 期

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CONTENTS 01

04

08

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目 录

刊首语 Editorial

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22 COVER

资讯 Information

环球 World News

观察 Observation 10

3

封面人物

从长江学者到董 事 长， 黄 卫 东 发 起设立西安铂力 特 的 尝 试， 或 将 成为融合高校技 术创新力量占领 高端制造业市场 的中国工业 3D 打 印企业之范例。

解密 2014 年全球 3D 打印市场 ——《2015 沃勒斯报告》节选

14

行业观察： 巨头“入侵”，如何改写游戏规则？

人物 People 22

黄卫东：走出实验室

应用 Applications 28

3D 打印技术首次在中国固体火箭发动机 试车上成功应用

31

3D 打印在电子电器领域的应用

专栏 Columnists 34

John Hornick

36

创客 Marker

机器的破解： 开源与闭源的两难选择

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新品速览

4

资讯 Information | 3D 打印世界

先临三维

收购

3D 扫描厂商北京天远三维

3D 打印机集群管理系统可实现批量生产 知名 3D 打印机制造商 Type A Machines 推出了 一种预联网的 3D 打印机集群 Print Pod，使得制

6 月 1 日，杭州先临三维发布了关于签订《股

造 10000 件以下部件比传统的注塑工艺更加经济。

权收购意向书》的公告，宣布向北京天远三

Print Pod 系统将其 Series 1 Pro 3D 打印机都“捆

维增资 1500 万元，同时向天远三维李仁举、

绑”在一起，可以同时控制 60 多台打印机，每台

叶成蔚发行 275 万股公司股票，取得标的公

打印机的最大构建体积可达一立方英尺，每周可以

司 55% 的股权。

打印出数以千计的零部件。

北京天远三维为国内技术实力最强、销售规 模最大的工业三维扫描解决方案提供商之 一。双方希望股通过权合作与业务整合，进 一步布局三维数字化与 3D 打印技术生态系 统，提升在三维数字化测量领域的技术实力 和销售规模。

Materialise 发布最新 3D 医疗建模软件 Materialise 发布了最新版本的 Mimics Innovation Suite 软件，它可以处理和编辑由 CT 和 MRI 扫描获得的解剖学结构数据、生成血管模型，

Arcam AB 扩大其可 3D 打印金属粉末生产能力 近日，瑞典知名工业级 3D 打印机生产商

等离子体雾化技术能够生产出粒径分布

视图功能和虚拟 X 射线工具。透视图工具能帮助医

Arcam AB 宣布，为了扩大其钛粉末生产能

（PSD）从 0-250 微米的粉末。这些反应

疗人员模拟手术中可能会遇到的血管造影；虚拟 X

力，其粉末制造子公司 AP ＆ C 已经启动

性和高熔点球面粉末包括钛、镍、锆、钼、

射线工具能创建虚拟的 X 射线，实现 2D-3D 医学

了其第三个雾化反应设备。这一设备采用

铌、钽、钨以及它们的合金。该工艺能够

图像的精确配准。

了包含 AP ＆ C 专有技术的等离子雾化系

将金属及其合金净化至最高程度，以创造

统。

出极其类似球形的颗粒。

以及将心血管进行分段分析和研究。软件包新增透

AP ＆ C 目前已经有两条生产线是专门针对 钛产品的，这两条生产线基本上是由反应 设备、筛分设备和混合设备组成。另外一 个反应设备则是专门针对因科镍合金等金 属材料的。经过此次产能扩张之后，AP ＆ Mimaki 将推出可打印 10 万种颜色的 3D 打印机

C 将实现每年超 150 吨的雾化钛合金产能。

2D 行业知名公司 Mimaki 即将推出能够打印 10 万种不同颜色的 3D 打印机。利用 Mimaki 自身的 喷墨技术，这款新品采用四色 UV 固化墨水。据悉， 他们将为 3D 打印带来“前所未见的”生动颜色。 Mimaki 将从 8 月份起开始进行产品测试，测试通 过后才会正式销售。关于这个 3D 打印机的正式发 布日期、产品定价、相关技术细节等尚未披露。

Polymaker 研发生产新一代 3D 打印材料 获联想之星 300 万美元融资 Polymaker（曾名 Polymakr）总部位于中

全球分销渠道。

国上海，是一个专注于研发 3D 打印新型

公司计划今年下半年推出几款材料新品，

耗材的国际团队，曾推出世界上首款泡

Polymaker 称， 这 些 产 品“ 将 会 改 变 3D

沫防堵塞 3D 打印耗材。如今，公司推出

打印的方式及其应用”。投资方联想之

了几款新材料：高强度高韧性 PLA 线材

星也表示看好 Polymaker 在 3D 打印技术

PolyMax TM 、针对桌面级打印机推出的柔

及创新方面的实力。

TM

韧性线材 PolyFlex 以及具有类木质地 质地 的 Polywwod TM。 颠覆性电导 3D 打印材料面世 新加坡研究团队 IMRE 开发出一种颠覆性的电导 3D 打印线材，导电性是常规丝材的 1000 倍以上、

5 月 11 日，Polymaker 获 得 了 来 自联想控股集团旗下联想之星的 三 百 万 美 元 A 轮 融 资。Polymaker

现有电导丝材的 15 倍以上。新型的材料有 0.5-

将把这笔资金用于新一代 3D 打印

1.0W/cm 的电导率，因而在打印电路时能承受打

材料研发制造，扩大产能以及扩展

印机较高的挤出温度而不发生明显变化。据称应用 这种材料比使用灼刻和焊接更快速、更安全、更廉 价，同时打印的电路非常均衡，变动率不超过 5%。

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3D 打印世界 | 资讯 Information

5

新品速览

华曙高科推出全球首款开源可定制化金属 3D 打印机 5 月 18 日，湖南华曙高科发布全球首款开源可定 制化的金属 3D 打印机：FS271M。这台设备具有 两大特点：一是控制系统的开源。客户不仅能够烧 结指定的金属材料，而且能根据自身需求调整任意 参数，使用第三方材料，甚至能自身进行材料研发 并获得技术方面的支持。另一个重要方面就是设备 的安全性高，设立多种安全操作系统。

伊士曼携手 taulman 3D 推出高强度粘合性线材

使用 3D 打印技术的运动鞋 Stanley 上市 2018 年全球运动鞋市场容量将达到 840 亿美元，年轻一代对于舒适而且采用新技 术创新设计的鞋子需求在上升。一家名为 People Footwear 的公司刚刚推出了一系

知 名 化 工 企 业 伊 士 曼 联 手 3D 打 印 线 材 生 产 商 taulman 3D 推 出 n-vent 线 材， 可 以 解 决 FDM 3D 打印过程中常见的收缩和翘曲问题，尤其适于 打印有多部件衔接的产品。这种材料是用伊士曼安 芙兰 3D 聚合物制成的，具有强大的粘合能力，减 少了收缩性，与当前市场上大多数线材相比具有超 高的强度，使用得当的话气味也很低。

列使用 3D 打印网格做的运动鞋，它可以 直接穿上脚。 Sculpteo 发布 3D 打印市场调查报告 全 球 领 先 的 在 线 3D 打 印 服 务 企 业 Sculpteo 对 来 自 16 个 垂 直 市 场 的 1118 名对象进行了问卷调查，并整理发布了一 份关于 3D 打印现状的调查报告。 接受调查的绝大部分对象都认为 3D 打印 成长潜力巨大，并且大部分受调查对象表 示计划加大在 3D 打印服务和技术方面的 投入，许多行业都准备进一步利用 3D 打

实际上，该公司只是使用自己的专有技术 和材料 3D 打印了运动鞋的网面。他们称 这个网面相当耐用，而且能够促进空气流 通。People Footwear 的产品均使用了他 们称之为 SkyLite 的材料，这是一种基于 EVA 的模塑泡沫，其 EZY-Brzy 无缝制造工 艺利用了 3D 打印技术。 Van Zyll De Jong 说，3D 打印机的使用精 简了他们的制造过程，并帮助减少了浪费， 鞋子价格也只是 60 美元。

印改善商业模式。对使用 3D 打印技术和

纳米纤维素大幅提升 3D 打印塑料强度 美 国 橡 树 岭 国 家 实 验 室（ORNL） 和 American Process 公司想要使用纳米纤维素来提升 3D 打印 塑料树脂的强度。纳米纤维素材料是一种从树木中 萃取获得的纤维衍生材料，强度高、重量轻、可再 生。两家公司认为，它可能会成为碳纤维的一种经 济性替代品，有助于 3D 打印出具有较大承载能力

服务的企业而言，它们对应用 3D 打印的

的零部件，用于汽车和模具制造等行业。

领域与目的各有差异。32% 将快速成型列 至第一，28% 将其用于个性化定制的终端 产品，13％希望提高生产灵活性。 53％受访者称，材料和设备的价格是他们 考虑接受或使用增材制造技术非常重要的 因素。在确定采用或扩大 3D 打印技术的 应用范围时，高达 60％的人会认为 3D 打 西通推 Giant 巨人 3D 打印机

印机性能、稳定性和打印能力非常重要。

珠 海 西 通 CTC Giant 3D 桌 面 型 打 印 机 即 将 面

有趣的是，使用 3D 打印技术的学习周期

市。Giant 3D 打 印 机 外 结 构 采 用 全 钢 的 无 缝 设

正呈缩短趋势，43％的人认为人才培养并

计， 使 用 Cura 切 片 软 件， 最 大 打 印 尺 寸 达 到

不算一个很重要的障碍。

305mm×305mm×405mm。自带 WIFI 功能，在 Ultimaker 开源基础上开发了独特的安卓、苹果移 www.inside3dprinting.com.cn 第 4 期

动端 APP，手持移动设备就可轻松遥控。这款打印 机将于 6 月起发售。

3D 打印世界 | 资讯 Information

7

首届上海 3D 打印产业大会暨增材制造产业推进和技术应用论坛隆重召开 5 月 28 日，在上海市经信委指导下，由上 海市增材制造协会、上海 3D 打印产业联 盟主办的首届上海 3D 打印产业大会暨增 材制造产业推进和技术应用论坛在上海漕 河泾松江新兴产业园科技广场隆重举行。 上海 3D 打印产业领域的各界企业代表、 行业专家以及新闻媒体代表等三百多人参 加了会议。会议由上海市增材制造协会会 长王联凤主持。 会上，上海航天技术研究院副院长孟光在

斯、西锐电气、三的部落等会员单位代表

上海市增材制造协会于 2015 年 4 月 28 日

会上致欢迎词，松江区副区长陈宇剑在会

也分别发表了报告。

经上海市社团局批复正式成立。协会现有

上致贺词。市经信委副主任徐子瑛在讲话

本届大会举行了三组战略协议签订仪式。

成员单位近百家，主要进行增材制造领域

中指出，当前上海正处在产业转型发展的

上海航天设备制造总厂、上海市增材制造

相关的研究与交流，协调、组织标准制定

关键时期，要按照建设具有全球影响力

协会、国家知识产权局专利检索咨询中心；

等工作及增材制造领域相关培训、咨询、

的科技创新中心的要求，围绕中国制造

上海市增材制造协会、上海市创业投资行

展览、会议等活动，搭建沟通交流的平台，

2025，加快发展 3D 打印产业，推动上海

业协会、上海工业设计协会、漕河泾松江

引导会员单位向健康、有序方向发展。重

产业转型升级。与会领导共同为上海市增

园区；同济大学、上海拓宝机电科技有限

点解决上海地区增材制造技术创新和产业

材制造协会、上海 3D 打印产业联盟揭牌。

公司、上海图畅云计算科技有限公司分别

化发展的问题，促进上海市增材制造产业

戴尅戎院士、颜永年教授等专家学者莅临

围绕知识产权保护、科研合作、人才培训

发展，为实现上海市增材制造产业全面腾

论坛发表演讲，与与会代表分享了 3D 打

等内容签署合作协议。各位嘉宾和领导共

飞贡献力量。

印行业的最新发展趋势与成果，上海玛瑞

同见证了签约仪式。

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环球 World News | 3D 打印世界

01 | 美国 美国通用电气工程师 3D 打印微型喷气发 动机

04

美国通用电气公司一个工程师团队日前宣 布，他们已经成功地利用 3D 打印技术打

03

01

印出一台小型喷气发动机（8 英寸高，1 英尺长）。这是一个货真价实的喷气式发

02

动机，每分钟转速 33000 转。打印出来的 喷气式发动机将用于遥控飞机。 工程师团队表示，商用飞机发动机过于复 杂，目前还无法进行 3D 打印。 由于这种 3D 打印技术基于融合薄金属层 建立起来，没有采用切割技术，减少了材 料的浪费。另一方面，这种技术有助于更 精确地打印复杂的零件。目前，这款迷你 喷气式引擎正在 GE 航空部门展示。此前， 它已经通过了全尺寸发动机测试中心的测 试。

02 | 美国

03 | 英国

算法优化水转印技术：在 3D 打印对象上 精准印制图像

04 | 丹麦

世界最大工程顾问公司开发 3D 打印建筑 构件技术

3D RPT 主板：有望实现 1800 毫米 / 秒 3D 打印速度

美国哥伦比亚大学及浙江大学的组合研究

近日，世界上最大的工程顾问公司之一奥

丹麦 Create it REAL 公司开发出一款 3D

研究团队近日开发出一种解决方案，可以

雅纳（Arup）采用增材制造技术为复杂的

RTP（Real Time Processor，实时处理器）

帮助用户（包括普通的 3D 打印爱好者）

建筑项目设计关键的钢结构部件。3D 打

控制板。该公司表示，使用 3D RTP 板能

通过水转印将各种颜色和图案准确地印制

印有助更高效地创建大量复杂的独立设计

够将 3D 打印机的材料挤出速度提升至 450

在 3D 物品的表面。

作品，同时可以在相同的功能和强度条件

毫 米 / 秒。 一 年 前 号 称 打 印 速 度 最 快 的

这个技术的原理很简单：开发出一种软件，

下制造出更小、更轻的组件，减少施工过

D3D One Evo 3D 打印机使用的就是 Create

模拟浸渍过程中的拉伸效果。然后通过计

程中的相关费用、浪费和碳排放。

it REAL 公司的 3D RTP 主板。除了速度，

算机将 3D 物品表面效果拉伸成平面，一

这些结构元件的设计和制造使用了最新的

该公司称，3D RPT 板上的芯片还能够消除

旦相应的实体结构和所希望的图案模拟完

优化和制造方法。借助增材制造技术，将

在打印过程中出现的大量振动。

毕，这种与拉伸处理相匹配的扭曲的色彩

相同作用的建筑构件的高度降低一半，直

关于其未来计划， Create it REAL 称其

和图案就被印制到了薄膜上，最后再进行

接重量每个减少了 75％。如果是在一个

3D RPT 板 将 很 快 能 够 处 理 接 近 1800 毫

水转印。

建筑工程，则意味着整体结构的重量减少

米 / 秒的打印速度。意味着原来打印速度

目前，研究人员还在探索一种“多浸泡式”

超过 40％。更令人兴奋的是，这种技术

180 毫米 / 秒的 3D 打印机要花 4 个小时

系统，能够通过多次水转印在对象表面上

可能被应用于任何使用复杂的、高品质金

才能完成的打印对象，如果使用了 3D RPT

实现一种更加立体的印制效果。

属制品的行业。

控制板，只需 24 分钟就能完成！

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07 | 中国 康硕集团与 Solidscape 签订制造组装工 厂协议 将落户中国佛山

4

康硕电气集团有限公司与世界顶级 3D 打 印 机 制 造 商 Solidscape 公 司 正 式 签 订

05

Solidscape 中国合约制造组装工厂协议。 Solidscape 公司授权的康硕集团制造组装

07

工厂将落户中国佛山，工厂肩负着整个大

08

中华区以及未来亚太区的 Solidscape 3D 打印机的制造组装工作。双方将于北京 时间 6 月份在北京召开合约工厂新闻发布 会，并与 7 月份在佛山举办工厂开业庆典 仪式。此次协议签订，标志着康硕集团首

06

次将国际顶级 3D 打印机制造组装工厂落 户亚太区。

08 | 中国

05 | 德国 德国完成首次 3D 打印钛脊柱融合植入手术 德国 Klinikum Karlsruhe 神经外科系主任 Uwe Spetzger 教授帮一位具有退行性颈椎 问题的患者通成功植入了一个 3D 打印的 3D 打印钛脊柱。这是历史上的首例。 专门开发先进 3D 打印植入物解决方案的 公 司 EIT 通 过 与 3D Systems 公 司 合 作， 使用 3D 打印制造出了骨小梁结构的精确 复制品。该复制品具有纳米结构的特点， 可促进病人骨头的愈合和融合，其生物力 学特性使它可以实现与现有骨骼的内生 长，从而可以防止出现再次进行骨移植治 疗。通过选择性激光熔化（SLM）技术制

06 | 肯尼亚

台湾首款自主研发金属 3D 打印设备面世

考古学家通过 3D 打印与世界分享 330 万年前石器

台湾工业技术研究院（简称工研院）发布

近日，以 Louise Leakey 博士为首的一队 古人类学家在肯尼亚北部发现了 330 万年 以前的石制工具，这一发现将人类制造工 具的历史向前推进了 70 多万年。 Leakey 博 士 后 来 与 软 件 巨 头 欧 特 克 （Autodesk）的合作，通过使用 Autodesk 先 进 的 免 费 软 件 Memento， 将 这 些 宝 贵 的 文 物 制 成 3D 数 字 化 复 制 品。 使 用 Memento 软件，技术人员能够把这件石器 的照片和扫描结果转化为 3D 模型，供人 们在网上观看，浏览者可以下载设计文件， 将其 3D 打印出来作为纪念品，或作进一 步的研究。

了第一台岛内自制的金属 3D 打印设备及 材料。这台设备可制作 10 公分及 25 公分 立方体积金属工件，目前适用的材料包括 钛合金、铝合金、模具钢粉末等。经激光 烧熔层层叠加成型，成品精细度可达 50 毫微米 (μm，相当于头发的半径 )、致密 度达 99%。以钛合金粉末制作，拉伸强度 达 950MPa 以上，达到医材等级规格需求， 可用于制作结构繁复的金工饰品、金属模 具、医材和零组件。据悉，这款金属 3D 打印设备的成本较进口设备大幅降低一 半，将在雷射光谷试量产工场提供国内业 者开发试制各式金工饰品及工件。东台精 机、精刚及嘉钢公司预计与工研院合作，

造的钛金属植入物具有高达 80％的孔隙

投入生产金属 3D 打印设备及材料，加速

率，为骨细胞和血管结构的生长提供了理

台湾 3D 打印产业发展。

想的“支架”。

工研院南分院 CEO 徐绍中特别指出，高阶

EIT 表示他们可以在非常短的时间内提供

金属 3D 打印产品的总产值成长最具爆发

完整的脊骨融合器解决方案，以合理的成

力，特别是单价在 40 万 ~180 万美元的

本提供个性化的系列植入物产品。

高阶金属 3D 打印产品设备。 www.inside3dprinting.com.cn 第 4 期

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观察 Observation | 3D打印世界

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解密

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2014 年全球 3D 打印市场 ——《2015 沃勒斯报告》节选

2015 年，《沃勒斯报告》发布 20 周年。《2015 沃勒斯报告》 全面概括了增材制造（3D 打印）技术及应用在过去一年的发展，在 结合现有增材制造流程、材料、制造商、打印系统的基础上，分析评 估了这一行业的发展现状、机遇及挑战。同时它还通过一些重要的数 据和资料，详细描述了增材制造的技术工艺，将收入、单位产品销售 额等数据化呈现，对产业进行了细分，并分国家地区一站式讲述这一 行业的最新发展。这份 314 页的报告包含了 39 个图表、63 个表格和 279 张图片、插图，以下是部分摘要。

2014 年全球增材制造市场收入 逾 40 亿美元

金 属 增 材 制 造 正 在 不 断 普 及。

2014 年， 桌 面 级 3D 打 印 机 的

14 年以来，沃勒斯联合公司一直在

销 售 额 为 1.735 亿 美 元， 同 比 增 长

2014 年，增材制造市场（包括

跟踪报道这个细分市场的发展，但本

98.2%，占所有增材制造设备销售额

全球整体增材制造产品和服务）的收

次仅是第三次在年度报告中发布金属

的 13.4%。

入为 41.03 亿美元，年复合增长率为

增材制造设备的出货量情况。据统计，

35.2%。这是 18 年以来，增材制造行

2014 年金属增材制造设备的出货量

新兴市场及其业务模式

业实现的最高增长。

为 543 台，2013 年的出货量为 351 台，

在原有专利到期、新投资汹涌而

2013 年的市场收入是 30.33 亿美 元，年复合增长率为 33.4%。2012、

2014 年的出货量对比 2013 年同比增

至的环境下，增材制造业各个细分市

长 54.7%。

场的客户剧增，用户对增材制造的质

2011、2010 年的行业增长率则分别

桌 面 级 3D 打 印 机（ 售 价 在 5

量、价格和性能的要求也越来越高。

为 32.7%,、29.4% 及 24.1%。 对 2014

千美元以下的增材制造系统）包括

由此，增材制造业已经进入一个全新

年全球市场收入的预计包含了工业级

RepRap 打 印 机 及 其 衍 生 打 印 机、

的时期。如雨后春笋般涌现的新兴技

和桌面级 3D 打印机（售价在 5 千美

MakerBot Industries、北京太尔时代、

术、材料、市场、业务、服务及合作

元以下）的销售收入，当中不包括原

3D Systems、Ultimaker 及 其 他 公 司

形式是最好的证明。增材制造业在这

装厂商和供应商们在研发上获得的收

生产的 3D 打印机。

些新兴细分市场增长的速度以及多样

益。这个数值很大，但无法量化及精 确计算。

整体而言，这些增材打印系统表 现出来的增长空间是惊人的。

化简直是令人咋舌。 由德克萨斯大学奥斯汀分校持有 www.inside3dprinting.com.cn 第 4 期

12

观察 Observation | 3D打印世界

增材制造业已经进入一个 全新的时期。如雨后春笋 般涌现的新兴技术、材料、 市场、业务、服务及合作 形式是最好的证明。

的选择性激光烧结的最终基础专利已

最近市场对 3D 打印电子产品的

统。到了 2014 年，业界对混合金属

于 2014 年 6 月到期。该专利过期后，

投入相当可观，该领域的发展一日千

系统的热衷由涓涓细流演变成汹涌波

中国企业华曙高科进入北美市场，与

里。Optomec 公司的气溶胶喷射技术

涛。工业级 3D 打印机制造商 Mazak，

Varia 3D 公司签订分销合作协议，在

属于第一批推出市场的电子产品打印

Fonon Technologies, Sodick, Hurco

北美地区销售其 3D 打印机产品及材

工艺。气溶胶喷射打印引擎用于移动

和 Hermle 纷纷宣布开始进行混合增

料。目前已宣布开始进行若干个低成

电子设备天线和传感器的大批量生

材制造金属系统的研发。

本的激光烧结项目研究。

产。2014 年底，新生企业 Voxel8 发

2014 年 10 月， 惠 普 推 出 多 射

陶瓷类材料蕴藏着巨大的潜

布了新型的多种材料电子打印机。该

流熔融 3D 打印技术。该技术使用热

力，当与灵活多变的增材制造相遇

公司的“Developer’s Kit”3D 打印

塑性粉末打印生产零件，工艺与激

时， 将 发 挥 出 巨 大 的 潜 力。Lithoz

机使用双挤出系统，打印材料为 PLA

光烧结相仿，但是没有使用激光束。

和 3DCeram 公司研发出的光聚合系

和导电银墨。

该工艺流程使用惠普的热喷墨阵列

统可以生产出精细的陶瓷零件。而

打印头在热塑性粉末基底表层上打

DDM Systems 则向 Georgia Tech 公司

新型增材制造工艺及机器

印出熔化、细化剂，并在化学剂沉

申请获得了其大面积无掩模光聚合生

2011 年 底， 松 浦 机 械 制 造 公

积的区域使用能量束熔化基底，使

产 工 艺 (LAMP) 的 使 用 许 可， 并 研 发

司展出了使用金属粉床融合定期数

其与沉积物融合。惠普方面表示预

出生产复杂陶瓷模具的工艺流程。粘

控铣床技术生产的金属零件。随后

备 2016 年 面 向 市 场 销 售 多 射 流 3D

合剂喷射工艺是天然的陶瓷零件生

在 2013 年，Hybrid Manufacturing

打印机。

产 流 程， 因 此，ExOne、Voxeljet 和

Technologie 公司推出可变型的粉末

多射流熔融 3D 打印技术速度之

3D Systems 已经在为各自的粘合剂喷

沉积头，这种沉积头基本上可以把任

快令人咋舌，打印的零件质量也让人

射系统研发陶瓷材料。Shapeways 和

何一种数控加工中心转换成使用定向

为之赞叹。其打印的部件边缘锋利、

Materialise 公司也把陶瓷零件作为一

能量沉积技术的混合系统。不久德

功能完整、表面光滑。使用该技术还

类备选产品。陶瓷和增材制造相结合，

马吉森精机公司在当年的 EuroMold

能生产彩色部件，这是使用尼龙作为

其未来将一片光明。

展 会 上 展 出 了 Lasertech 65 混 合 系

打印材料的增材制造所达不到的。综

第 4 期 www.inside3dprinting.com.cn

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13

惠普多射流 熔 融 3D 打 印示意图

合其速度、精度和色彩性能，多射流

3D 打印模型被出售。许多这些线上

惠普并非进军增材制造行业唯一

熔融 3D 打印技术实现了增材制造业

市场会提供企业对个人的服务，其中

的大型生产商。全球领先的雕刻机和

前所未有的 3D 打印特性。

一些特别大型的网站则同时占据个人

3D 模具机生产商 Roland, 著名电工设

与企业消费者市场。

备制造商 Dremel，以及传统的 2D 打

如今的 3D 打印服务供应市场包

印机生产商理光（Ricoh）都宣布或

初创公司 Made in Space 与美国

含了各种各样的商业模式。最新型

者已经购入 3D 打印机。其他一些知

宇航局（NASA）马歇尔太空飞行中心

的服务提供商可能只拥有单一一种

名品牌也都在 3D 打印上动作频频：

合作，设计开发了一台零重力 3D 打

廉价的 3D 打印机并且通过自己的网

Adobe 为 Photoshop CC 加 入 了 3D 制

印机。这台 3D 打印机在 2014 年 9 月

络联通平台来寻找顾客，比如分布

图与打印功能以使 3D 打印数据的准

发送并安装在国际空间站。在这之后

式 3D 打印网络平台 3D Hubs。同时，

备程序化；微软倡行 3MF 全新 3D 打

的几个月，这台 3D 打印机打印出的

一些独立的 3D 打印商店以及大型公

印文件格式；早在 2013 年，eBay 就

25 件 3D 打印零件（14 种特殊形状），

司（如 UPS）的商店会开设当地的 3D

推出了按需打印定制的应用；亚马逊、

并在 2015 年 3 月中旬被送到被送到

打印实体店，提供相应的服务。更传

戴尔、家得宝、山姆会员店，史泰博

马歇尔太空飞行中心接受检验。

统的服务提供商则拥有工业级的 3D

等纷纷进驻 3D 打印机零售业。

其它值得一提的新发展

孵化出 RepRap 3D 打印机的开源

打印设备，并辅以其他工程与制造的

精神在增材制造产业留承下来。各地

能力，它们的首要服务对象是工业级

总结

的创客大会吸引了老老少少，有菜鸟

企业以及原装厂商。这些较为主流的

沃勒斯报告将一如既往地关注

也 有 专 家。《Make》 杂 志 列 出 2014

传统 3D 打印企业会与一些巨头（如

全球 3D 打印行业的发展，收集和分

年全球范围内的 131 场创客大会，

Stratasys、3D Systems）形成竞争，

析相关的数据和资料和数据。请登

2015 年这个数字还会实现增长。

这些巨头们历经多年的合并举动才成

录 wohlersassociates.com， 在 线 订

3D 打印线上市场与社区也逐渐

其气候。它们在许多地方拥有众多增

阅 报 告， 也 可 以 通 过 电 话、 传 真、

增长。这样的网站包含电子图书馆，

材制造体系，并且对力量较弱的竞争

邮 件 等 方 式 订 阅。 报 告 为 彩 色 PDF

其中的电子资料会作为资料组或者

者来说是个强大的竞争对手。

格式，全球价格为 495 美元。

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观察 Observation | 3D打印世界

撰文：余佳

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不要再遗憾 3D 打印行业缺乏重量级

发布了多款针对大众消费者甚至儿童的 3D

玩家！近期，3D 打印业巨头“入侵”趋势

打印软件。3D 打印要尽可能的简单——这

渐显，将引领行业进入新时代！微软、惠

是欧特克一直试图传递给消费者的观点。

普、欧特克等深耕软件和硬件市场的“大

而上述两个超级大亨已经结成了同

牛”们，均披露计划将在这一市场谋求重

盟。据悉，微软已将 Spark 3D 打印平台集

要地位，全球物流和零售业的巨头亦开始

成到 Windows 10 操作系统中，借助微软这

布局。当商业巨无霸纷纷把目光瞄准 3D

个超级“公共社区”，3D 打印将以更直观

打印时，这个行业的进程将如何被改变？

的方式，出现在普通大众的视线中。

无疑，它们将打破过往 3D 打印在设计、

“我们已受邀参与微软的 3MF 联盟，

价格、用户体验等方面的限制，成为推动

不久将有具体的细节和报告出来。”面对

3D 打印技术应用普及的催化剂。

微软的 3MF 联盟、欧特克的发力，全球知 名 3D 打印软件商 Materialise 中国区负责

软件巨头结盟： 推动 3D 打印向个人用户层面普及 最近，微软宣布，将发布一种专门用 于 3D 打印的全新文件格式 3MF，改变在他 们看来“已经过时”的 STL 文件格式。该 文件格式将允许设计者指定模型的属性，

人 Kim 表示，“欧特克开发的软件主要面 向大众消费者，对提升大众对 3D 打印的 认识无疑有积极影响。Materialise 软件主 要面向工业和生物医疗领域等专业性很强 的用户，所以二者不构成直接竞争关系。 我们将按照客户需求不断改善软件功能，

如颜色、材料属性和装配故障等。而这，

始终如一提供专业的软件服务，并时刻关

正是目前 3D 打印行业广泛采用的传统 STL

注用户界面友好性的提升。”

文件格式的短板。 众所周知，数据文格式是 3D 打印软件、

有业内人士认为，这些超级软件巨头 的种种动作，将会使 3D 打印应用变得简单，

硬件运行的基石，一种新的文件格式的推

尤其是前端的如教育应用市场，并有可能

出，意味如果一旦该文件格式被广泛接受，

带动设计本身的变革。“以往 3D 打印应

3D 打印所有的软硬件都要相应地改变。其

用要经过长期的培训，如果应用软件变得

实，早在 2013 年 11 月，微软就试水发布

‘傻瓜’，普通人也可以做复杂的设计，

了基于 Windows 8.1 的 3D 打印免费应用程

对于推动创意的产生及 3D 打印的发展是

序 Meet 3D Builder。此番微软再次向 3D

一件好事。”北京易加三维科技有限公司

打印发起进攻，来势更为凶猛。

总经理冯涛说。

另一个磨拳擦掌的软件巨头是欧特克

“所有 3D 打印机生产及开发商的每

（Autodesk）。在过去一两年间，欧特克

项新技术的面世，都是为了将行业的影响

已成为了 3D 打印领域内一支不可忽视的力

力加深。如果微软的全新文件格式 3MF 真

量，其高举开源大旗，先后推出了 Spark

正能够帮助 3D 打印机客户使用方面实现

平台、开源的 Ember 3D 打印机和开源的

更便捷的飞跃，对整个 3D 打印行业在市

3D 打印机树脂。欧特克曾放出豪言，希望

场上都会有更深远的影响。”对此，浙江

将 Spark 平台打造成 3D 打印机中的“安卓

闪铸三维科技有限公司总经理陈铮铮也有

系统”，野心可见一斑。此外，欧特克还

类似评价。 www.inside3dprinting.com.cn 第 4 期

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外来的专业公司进军 3D 打印行业，会 促使 3D 打印在新技术突破、材料及大 众应用方面不断发展，巨头的进入将 促使 3D 打印朝更成熟的方向发展。

惠普惊艳崛起： 将使竞争对手淘汰出局？ 2014 年 10 月 29 日，惠普让全 球的 3D 行业为之惊艳，它不仅推出 了革命性的多射流熔融 3D 打印技术， 还正式推出了全球首个独一无二的

虽然到目前为止，惠普尚未透露 新款 3D 打印机的价格，但惠普高层 表示，“HP 新产品价格会尽量向行 业最低价格靠靠拢”。惠普还表示， 他们正在研发其他多种材料，比如陶 瓷和金属等，作为未来可用的 3D 打

浸入式计算平台“Sprout”, 使得 3D

印材料，并且正在探索在医疗领域使

设计也向前迈了一大步。全球最具

用这种技术。

权威的 3D 打印行业研究机构 Wohlers

惠普的进军将会”颠覆“整个

Associates 公 司 总 裁 特 里· 沃 勒 斯

行业吗？北京易加三维总经理冯涛认

（Terry Wohlers）对此评价：“惠普

为，惠普可能在单项技术上有突破，

的新 3D 打印技术的崛起会使其它一

但难以取得在电子行业的“一家独大”

些公司被淘汰出局”。

的地位。3D 打印机不像平面打印机，

根据惠普披露的资料，这一基于

罗兰 3D 打印机 monoFab

“

“

17

不是快消品，它主要面向的是制造行

热感应式喷墨 2D 打印机技术发展而

业用户，“有着非常多元化的需求”，

来的机器并不完全符合 ASTM 认证的

而惠普的技术不可能适用所有的行

7 项 3D 打印技术流程中任何一项。

业。但是，由于惠普 3D 打印机速度

惠普似乎糅合了 4 种不同的 3D 打印

提升了 10 倍，对目前很多技术会带

技术：喷黏著剂快速成型、材料喷射、

来颠覆性的影响，对中国市场“肯定

粉末床熔融，也许还采用了定向能量

是有冲击的”，但需要等待产品及售

沉积技术（DED）。

价面世。

惠普称，其 3D 打印头能一次操

“惠普的技术会更倾向于某一

控 10000 个喷嘴，其制造的模型精

个行业，如光固化打印倾向于工业化

确率高达 5 微米（普通情况下，一

生产，金属打印应用于军工行业，烧

根 丝 绸 的 直 径 为 11 微 米）， 同 时

砂应用于铸造和模具生产等，每种技

用一组数据展示了它的优势：“使

术都有稳定的市场，因此惠普不会对

用高品质的激光烧结设备批量生产

整个行业造成很大的冲击力。”陕西

1000 个齿轮，至少需要 38 小时，而

恒通智能机器有限公司总经理杨锋认

使用多喷头熔融技术则只需要 3 个

为，“但好处是，外来的专业公司进

小时。”

军 3D 打印行业，会促使 3D 打印在新

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技术突破、材料及大众应用方面不断

境内将近 100 个门店提供 3D 打印服

MakerBot 宣布将在美国超过 300 家沃

发展，巨头的进入将促使 3D 打印朝

务。

尔玛山姆会员店销售旗下 mini 3D 打

更成熟的方向发展。”

而 TNT 德 国 公 司 日 前 表 示，3D

印机，并宣称“把 3D 打印机放进零

值 得 关 注 的 是， 除 惠 普 外，

打印技术的繁荣“将成为未来的趋

售商店将加速专业人士、小型企业主、

2D 打印的其它重要参与者如理光、

势”，因此他们需要制订相应的计划

创业者和教育人士使用它。”5 月 7 日，

Roland、 戴 尔 等 也 开 始 纷 纷 进 军 3D

来利用这一趋势。“我们的想法是，

3D Systems 公司宣称，该公司生产的

打印行业，期待能分得一瓢羹。

与这些客户合作，该公司将开发出创

3D 打印机和扫描仪将出现在世界最

新的物流流程，以为‘3D 打印时代’

大的家用电器和电子产品零售集团百

做好准备。”

思买（Best Buy）的货架上。根据双

零售、物流商“试水”： 用 3D 打印维持库存与降低成本 3D 打印构建的是一种全新的制 造方式，一些有可能受到“牵连”的 传统行业，开始不得不关注这一行业。

对于像沃尔玛一类的零售巨头而

方签订的合作协议，在美国将有 100

言，3D 打印可能既是威胁又是机会。

家百思买门店以及百思买公司官网销

3D 打印机能创造小型产品和零件，

售该公司的上述产品。

例如家庭生活用品、玩具，可能会减

“大型零售商因为受到个性化

有观点认为，未来商品可以在需

少消费者的购物需求。不过同时零售

零售商和电子商务的冲击，亟需借助

求地现场打印，3D 打印将颠覆物流

商也可运用这项科技来维持库存、降

新科技留住消费者。而 3D 打印机厂

企业交货模式，让这一行业面临“灭

低供应链成本。

商也希望能够借助大众渠道进入消费

顶之灾”。虽然目前还无法预知这一

作为全球最大的办公用品公司，

品领域，所以二者能找到契合点。”

趋势，但全球知名物流公司已经开始

史泰博（Staples）继在纽约和洛杉矶

全球知名的 Inside 3D Printing 策展

利用自身优势，试水 3D 打印行业。

试水 3D 打印服务、并在全美 18 个州

商、珠海再生时代董事总经理李广连

2013 年 8 月，UPS（美国联合包

50 个旗下门店销售 MakerBot 之后，

预测，随着 3D 打印机价格不断降低

裹公司）宣布为付费用户提供 3D 打

又宣布与德国知名 3D 打印机分销商

和大众接受度的提高，3D 打印机也

印业务，3D 打印机投放计划首先覆

iGo3D 合作，采用“店中店”的方式，

完全有可能出现在国美、苏宁等大型

盖了圣地亚哥 6 家 UPS Store 门店。

进军欧洲市场。全球最大家居建材用

卖场或超市的货架上。同时，“这种

一年之后，在 6 个门店进行初步测试

品连锁商——美国家得宝公司也正式

销售模式将进一步促进 3D 打印机民

后，UPS 宣布扩大服务范围，在全美

在门店出售 3D 打印机。今年 3 月，

用市场的开启。”

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老牌厂商“淡然”面对： 不断并购扩张且在全球结盟 对于以惠普为代表的巨头的“入 侵”， 业内巨头似乎表现得非常淡然。 “ 在 过 去 的 两 年 里， 这 个 市 场 出现了许多新进入者，这对于提升

21

Solidcape 公 司 副 总 裁 William Dahl

发展，如果惠普的此项技术能够真正

则表示兴奋，称赞道有一个“如此重

的面世相信也会为 3D 打印行业提供

量级的全球性企业去拥抱它”， 等

了更多的思路和选择。当然，目前已

于宣告说“3D 打印时代已经来临”。

有的 3D 打印 FDM、DLP、SLA、SLS 依

表 面 上 看 似 云 淡 风 轻， 但 面 对

然还有极大的发展空间，我们闪铸一

大牌明星的入场，面对众多小型竞争

直在努力将这些技术更好的结合到我

以 3D 打印机为基础的制造水平是一

者的分食，老牌厂商深知，要想保住

们的产品中，以期望给我们的客户带

个很好的机会。Stratasys 公司的 CEO

自己的江湖地位，丝毫不敢松懈。尤

去更完美的 3D 打印体验。3D 打印行

David Reis 表示，惠普的这一举动能

其是从去年初达到 96 块多美元的历

业不论在海外还是中国国内，都已经

够“增强外界对于 3D 打印的了解，

史 高 位 时 候 起，3D Systems 公 司 的

进入百花齐放的阶段，我们闪铸也一

抬升行业的整体空间”，他们将把这

股价一直在自由落体，到如今股价仅

定会在发展的浪潮里力争上游。当然

“作为一个行业的大机会”看待。

有 20 美元左右。Stratasys 的股价也

我们的研发人员也同样会不断创新研

作为 3D 打印行业中历史最悠久

从去年初的 130 多美元高位，跌落到

发速度更快精度更高的工业级 3D 打

的公司，3D Systems 在官方声明中表

现在不足 40 美元。但即便如此，两

印设备。”

示：“有惠普这样的公司进入这个领

家公司还是在不断地并购、扩张，并

域对我们而言是极大的认可”，但随

快马加鞭地在全球拓展渠道，如 3D

结语

之笔锋一转道“作为一家在 3D 打印

System 已经与佳能、柯尼卡美能达

市场就是如此，先行者，有可能

行业浸淫了超过 30 年，并不断改进

等 2D 打印的翘楚签署了分销协议，

一路昂首向前；后来者，也有可能居

3D 打印技术的公司，我们早已认识

加速进军全球市场。

上。无论这些“入侵”者是否能改写

到，在 3D 打印方面，并没有一样技

而惠普的咄咄来势，是否会“抢

3D 打印行业的游戏规则，都将在 3D

术能够适用于所有的方面。”公司表

食”国内 3D 打印市场？对此，闪铸

打印发展史上留下或深或浅的注脚。

示将借助整体打印解决方案，“继续

科技总经理陈铮铮的乐观应对，或许

未来，是否会有更大的巨头出现？老

做 3D 打印领域的创新者和领导者”。

能代表大部分厂商的心声：“科技的

牌厂商，能否笑到最后？且让我们拭

专门生产高精度 3D 蜡打印机的

推进都是为了行业的更好、更全面的

目以待。

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人物 People | 3D打印世界

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跨越工业 3D 打印的高技术门槛， “产学研结合”无疑成为搭上中国 3D 打印业发展快车道的主要途径。而如 何通过这种结合，最大程度鼓励创新 并将成果与产业应用良好契合？西北 工业大学凝固技术国家重点实验室领 军人黄卫东，通过西安铂力特的创立， 为金属高性能增材制造创新技术，不 断挖掘真实的工业需求。 从长江学者到董事长 如果说过去 16 年中，长江学者 黄卫东更多以西北工业大学凝固技术 撰文：荔玻 人物简历：黄卫东，西北工业大学教授，博士生导师。凝固 技术国家重点实验室主任，长江学者，国家杰出青年科学基

国家重点实验室领军人身份，带领团 队树立在中国金属打印研究领域的权 威地位，那么他从 2011 年起发起设

金获得者。主要研究领域：金属高性能增材制造技术（3D 打

立西安铂力特的尝试，或将成为融合

印），凝固与晶体生长理论，大型复杂薄壁铸件精密铸造技术。

高校技术创新力量占领高端制造业市 场的中国工业 3D 打印企业之范例。 早于 1995 年，任教于西北工业 大学的黄卫东，已产生关于金属快速 成形技术的全新构思：把 3D 打印技 术和同步送粉激光熔覆相结合，形成 一种新技术，用于直接制造可以承载 高 强 度 力 学 载 荷 的 致 密 金 属 零 件。 2001 年，黄卫东团队申请了中国首批 关于激光立体成形的源头创新专利。 但学者黄卫东并未将视野束缚于 实验室，开始更多思考如何更好将科 研成果进行工业应用转化。而他在高 性能致密金属零件激光立体成形技术 领域的深厚积淀与创新意识，为日后 创业奠定基调。2007 年，他带领团队 研制并售出国内第一台大型金属 3D 打印商用化设备。但意识到学校工作 www.inside3dprinting.com.cn 第 4 期

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人物 People | 3D打印世界

模具

汽车

能源动力

医疗

航空航天 西安铂力特金属 3D 打印在各个行业的应用

与商业化售后服务难以很好协调的弊

具体运营不参与”，学术研究则从原

端，让黄卫东把成立公司转化科研成

来的多个领域集中到金属高性能增材

果提上议事日程。

制造上来。

2011 年恰逢西北工业大学调整

面对西安铂力特蒸蒸日上的局

科技成果转化思路，主管学校产业相

面，他分析，这种局面的形成主要在

关领导希望通过规范的公司运营来推

于突破了传统校办企业的桎梏，采用

动学校科技成果的产业化。于是，同

现代企业体制运营，譬如“学校既有

年 7 月，由西北工业大学及成员股东

股份也引入社会投资，学校既支持发

共同出资的西安铂力特激光成形技术

展但又不干预具体业务”。这种做法

有限公司正式成立，黄卫东掌舵出任

效果卓然——铂力特已“成为中国

董事长，并让这家“校办企业”迅速

3D 打印业发展速度最快、盈利能力

成长为国内国际知名的“金属 3D 打

最好的企业之一”。作为“产学研合

印全套解决方案提供商”，销售收入

作”多年的积极推动者，黄卫东十分

从 2012 年的不足百万、利润负数至

欣慰，他表示感受到了“3D 打印产

2014 年销售过亿元，并将市场拓展

业发展与学校科研成果的良性互动”。

至海外。 “我把学校与企业两者关系处理 得比较好，主要精力放在学校，两边

高校与企业研究：分工不同 “为什么中国的科研成果转化

都做很难做好。” 黄卫东有清晰认知。

会这么难？”既“深耕”了 20 年的

他主要负责铂力特的公司战略、长远

金属增材制造技术学术研究，又直面

发展规划制定和高端人才聚集，“对

4 年的市场残酷竞争洗礼，黄卫东感

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c919 飞机钛合金结构件

3D打印世界 | 人物 People

“

“

风险大、具备基础性与前瞻性的技 术由学校做，企业对技术的市场前 景通常更为敏感，可以由学校先做 前期基础开发工作，再由企业论证 市场前景后进行工业应用。

25

员工工作照

触：“大多数人忽略的关键在于，实

性、直接应用型的技术开发”。铂力

的 3D 打印产业规模。”而德国研究

验室中已达到可直接工业应用、适合

特现有 120 名员工中具有博士学位

机构做事扎实，金属 3D 打印技术上

转化的成果其实很少，而讲求投入产

10 人，硕士学位 6 人，在基础研究、

做到了“全世界最好”。

出比的国内企业又很少做真正创新的

工程化应用等领域具备行业优势，拥

他认为，在这种领先背后值得借

事情。”

有与金属增材制造技术相关专利 23

鉴的是学术、研究与商业相辅相成的

以金属 3D 打印产业为例，若高

项。其打印出的国家 C919 大型商用

创新体系，具体表现为高校研究所、

校不能用做科研的思维做企业，做企

飞机钛合金结构件是目前世界上已知

国家级实验室与各类企业提供的工业

业的又不能忽视产学研究的合作，究

最大的一次整体激光成形构件。

需求能良好对接的成熟运营模式。例

竟如何分工才能让技术创新落实为开

在黄卫东的理解中，创新不仅来

如，曾与西北工业大学合作的德国弗

拓市场的推动力？黄卫东解析合理分

源于某种技术的进步，更来自于整个

朗霍菲研究院（Fraunhofer），就成

工的必要性：“风险大、具备基础性

国家创新体制的完善。对比当下中国

为该国众多工业应用技术研究所的领

与前瞻性的技术由学校做，企业对技

金属 3D 打印业与德国、美国等国之

导组织，研究领域覆盖能源、交通、

术的市场前景通常更为敏感，可以由

间的技术差距，黄卫东认为，从研究

环保等多个方面。旗下的激光技术研

学校先做前期基础开发工作，再由企

角度而言，中国单个研究机构与国外

究所能力突出，“常接到的研究课

业论证市场前景后进行工业应用。”

先进研究机构的技术差距并不大，但

题就来自于行业内领先企业比如 EOS

他将以西北工业大学凝固技术国

“国家整体而言，差距很大。”具体

等”。如此顺畅与有针对性的产学研

家重点实验室为技术依托的西安铂力

而言，美国拥有众多 3D 打印原创概

合作，有力推动了创新科研成果对工

特，定位于站在技术前沿的高科技创

念，并广泛应用于产业领域。“美国

业需求的满足。

新型企业，其中“学校（凝固技术国

大学教授具有强烈的创新意识，很多

家重点实验室）主要专注金属 3D 打

3D 打印原始创新来源于他们，后来

与空客合作经历

印技术的基础研究，而公司侧重竞争

又进行了商业模式创新，形成了较大

创新能否成功同样取决于执着与

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3D打印世界 | 人物 People

27

否。20 年前，黄卫东提出了能兼顾

样件制造，空中客车公司则承担样件

厚的法律文件，主要涉及知识产权与

复杂形状和高性能金属零件的激光立

的测量和评估工作。此前，西北工业

保密等问题。”在协议签署后双方才

体成形的前瞻性构思，一度被视为“天

大学曾与中国商用飞机公司合作，应

进入具体项目合作。

方夜谭” ；20 年后，坚持下来的黄卫东，

用激光立体成形技术解决了 C919 飞

合作的内容首先是双方共同设计

率领科研团队，将这一技术开拓应用

机钛合金结构件的制造问题，并形成

考题。“空客并不是一上来就要求做

于先进飞机和发动机高性能复杂结构

了具有自主知识产权的特色新技术。

真正的飞机零件，而是首先关注增材

金属零件的快速成形与修复，并因技

回顾与风格严谨的空客合作的点

制造制造技术的效率、成本、安全性

术在全球的领先性而获得空客青睐。

点滴滴，黄卫东感慨颇多。“如果换

与经济性，比如尺寸、精度等基础问

去年 3 月 14 日，空中客车公司

作国内企业，可能会急得不得了，会

题。”“其实我们觉得自己还可以做

与西北工业大学合作，共同开发激光

让我们马上把样件做出来”。但空客

得更好，但他们那边已经挺满意。”

立体成形技术在航空领域的应用，重

的流程则是按照科学规律慢慢逐个进

在样件研究的基础上，铂力特公司接

点研究激光 3D 打印技术在飞机部件

行。当空客明确 3D 打印在航空航天

到了空客公司的首批询价单，并提交

制造中一次打印成形、减少加工余量

零件中的发展方向后，与西北工业大

了第一轮报价。

以及材料在成形过程中变形等难题。

学相关负责人就展开不同层次的合作

在黄卫东看来，与空客这样级别

其中，黄卫东领军的西北工业大学凝

等问题商谈了大约半年时间，随后“我

的客户合作意味着中国金属 3D 打印

固技术国家重点实验室承担了项目的

们和它（空客）那边签署了一份相当

技术能够取得一个制高点。他曾经询 问过合作方空客的一位负责人，空客 是否要进入金属 3D 打印制造业。得 到的答案为否定。那位负责人强调， 空客只会专注于自己擅长的飞机制造 主业，至于零件的生产可以在全球寻 求最具有竞争与技术优势的企业合 作，比如应用 3D 打印技术解决航空 航天金属结构件的减重问题。 由此，谈到中国近年的 3D 打印 投资热而产生的行业“焦虑”，黄卫 东表示，这并不是 3D 打印产业特有 的问题，国内光伏、风能产业都曾经 发生过，“大家喜欢一窝蜂而上，最 终有的企业败北还是因为自身创新能 力不足。”工业 3D 打印的应用需要“扎 扎实实”推进，“需求是创造出来的 而不是等来的。我们需要通过技术创 新，找到真实的工业需求”。

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应用 Applications | 3D 打印世界

3D打印技术 成功 应用 首次在中国固体火箭发动机试车上

3D 打印已经在工业领域广泛应 用，甚至已经成为一个国家前沿工业

虽然乍一看貌不起眼，但用传统工艺

应 能 力 的 高 要 求， 六 院 41 所 点 火

制作在实践中却遭遇瓶颈。

技术研究室的科研人员想到了 3D 打

技术水平的标志。欧美发达国家已经

原 来 在 发 动 机 点 火 前， 球 壁 上

印 技 术， 并 曾 采 用 了 美 国 某 3D 打

将一些 3D 打印的发动机部件用于航

的孔洞是呈封闭状的，火药置于球

印机公司设备制造的壳体产品，但

空 发 动 机 的 测 试 之 中。4 月 20 日，

中。点火时，火焰将在极短的时间

实际试验时，点火喷射过程尚未结

中国航天科工集团第六研究院发布消

内按孔洞的导向方向喷向发动机上

束，壳体自身已被炸得粉碎。原因

息，称该院 41 所应用 3D 打印技术研

的相应位置，将发动机点燃。随后，

是美国公司采用的是熔融沉积制造

制的某型号固体火箭发动机点火装置

该壳体自身又在极短的时间内化为

（FDM），具体是将丝状热塑性材料

成功通过发动机地面试车考核，这标

灰烬。

在喷头内被加热熔化，再像挤牙膏

志着我国首次成功将 3D 打印技术应

航天科工六院曾采用传统制造工

一样，横向、纵向、斜向地挤到每

用于固体火箭发动机研制领域。该发

艺制作壳体，但因其结构复杂、还必

一层平面上，挤出的材料迅速凝固，

动机点火装置上的 3D 打印部分——

须满足发动机点火过程的一系列技术

并与周围的材料凝结成型。一个平

壳体，是由湖南华曙高科技有限责任

条件，故在设计和加工方面的要求都

面、一个平面叠加，最后形成完整

公司（以下简称华曙高科）为航天科

很高；同时，航天发动机在预研阶段

的三维物体。所以打印出来的物体

工六院“量身打造”。

设计方案反复多变，各形态壳体非批

在水平方向的承载能力较强，而垂

量生产，所以生产成本也很高。更关

直方向的承载能力较弱。经力学性

火箭发动研发遭遇瓶颈

键的是他们使用的传统材质壳体在完

能检测，该公司提供的壳体在垂直

火箭发动机点火装置壳体为空心

成点火喷射后，很难在指定时间内燃

面的抵抗破坏的能力尚不及水平面

尽。

的三分之一，所以在点火装置开始

球形物体，外径约 12 厘米，球的壁 面上上分布着数十个形状各异孔洞。 第 4 期 www.inside3dprinting.com.cn

考虑到研制壳体对快速制造响

运作的瞬间，就沿垂直方向被炸碎。

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十种高分子材料助阵

技术制造的物体就更为坚固。

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装置壳体生产和发动机其他零部件产

华 曙 高 科 所 采 用 的 3D 打 印 工

公司现有十种高分子材料，按照

艺——选区激光粉末烧结（LS），其

六院给出的设计图，每种材料分别做

产品特性本身就特别符合壳体的要

了十几种不同形状、结构的壳体。每

将金属 3D 打印技术引入航天发

求。

做一次试验，研究人员都会根据试验

动机零部件制造领域，可响应快速制

结果对产品的材料、形状等提出新的

造需求，对提升我国发动机设计与制

逐层制造，但区别在于：打印机先

要求，公司再根据要求做相应的改进，

造能力具有重要意义。此前，中国国

铺上一层高分子材料粉末，接着电

制造出新的试样。

产 3D 打印技术已经在航空领域实现

LS 技术一样是将物体分为多层，

品的生产中，为发动机从设计源头减 低成本提供参考和借鉴。

脑按照设计图纸，控制激光对该层

一 年 多 时 间 里， 华 曙 高 科 总 共

了广泛应用，国产 3D 打印技术在国

对应于工件实体的部分进行扫描，

制造了上百个 3D 打印试样提供给航

际上属于领先行列，拥有多款大小不

被激光扫描到的粉末被高温熔化，

天科工六院，六院进行了多次单项

一的金属 3D 打印机，在航空材料制

激光离开后又迅速冷却固化成形，

点火试验来考核壳体性能，为壳体

造方面，可以实现从细微零部件到大

由此构筑成一层。逐层铺粉、扫描、

在发动机试车中的成功应用打下坚

型机体承重构件的整体打印。原材料

成形，最终形成整个物体。激光每

实基础，最终才有了地面试车的一

来源使用高品质合金粉末，成分满

扫描一次，并不只是扫描了最上面

次性成功。

足相关航标、国军标、ASTM、AMS 等

的一层，而是会穿透已经制造成形

后续，41 所将在功能性优先设

技术要求。目前，大型金属 3D 打印

的底下多层，使这多层的材质均再

计、优化设计、设计引导制造等方面

设备已经投入军事领域使用，在国产

次经高温熔化、冷却成形，因此每

充分利用 3D 打印技术的优点，实现

歼 -15、FC-31、C-919 等飞机上广

一层与上下多层之间都经过了多次

技术应用拓展，同时，进一步探索将

泛应用。

烧结，层与层之间的连接相对于 FDM

3D 打印技术应用到更多类型的点火

（本文由湖南华曙高科技有限责任公司提供） www.inside3dprinting.com.cn 第 4 期

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电子电器领域：3D 打印可大显身手

可靠。据了解，松下使用 3D 打印机将模具的制作时间缩短

电子电器是人们生活必备的用品，常见的如：空调、

了一半，成本也大大缩减，从而降低了树脂产品的生产成本。

液晶电视、冰箱、洗衣机、音响、吸尘器、电风扇 、暖风 机、电热壶、咖啡壶、电饭煲、榨汁机、搅拌器、微波炉、

3D 打印技术应用重点

烤箱、面包机、碎纸机、手机、各种小家电等。这些产品

三维扫描或三维光学测量技术在电子电器领域中的应

为了赢得消费者的青睐，普遍追求外观的时尚和性能的稳 定，厂商想要在竞争激烈的市场中获取利润，就必须不断 推出更优、更好的新产品，更新换代的速度正逐年提高。

用主要在以下几个方面： 1、逆向设计：三维扫描仪可以快速的扫描出被测物 体的三维数据，让设计人员根据三维模型进行设计，也可

比如日用小家电产品，普遍偏重于曲面造型变化，如

以再三维模型上进行修改与再创新。还可以在软件中进行

果在设计时直接使用电脑三维绘图，总是事倍功半，即使

装配和加工测试。与以往二维的制图的设计方法相比，不

建立起了模型，其后续修改性也很差；如果反其道而行之，

仅设计周期大大缩短，设计的成功率也大大提升。

通过逆向工程技术（俗称抄数）进行三维测绘获得三维造

2、质量检测：电子电器行业常会用到一些软的、易

型数据，然后使用逆向设计软件进行 CAD 制图，并进而完

变性的、曲面复杂等不易检测的零部件。通过三维扫描可

成改型设计，形成的三维模型数据就可以用于手板模型制

以在成型阶段对形状进行评估，生成直观的全尺寸检测色

作，可以极大地提高设计效率。

谱图，及时发现设计缺陷或制造问题，还可以确定产品的

另外，电子类产品的特点是小、薄、软，薄壁件比较 多，传统的接触式测量方法往往不适用。 而且在产品设计过程中，设计的可视化非常重要，是

孔位尺寸，保障产品的装配精度。 3D 打印技术在电子电器领域中的应用主要在以下几个 方面：

设计沟通和设计改进的基石。采用 3D 打印技术快速制作设

1、设计沟通、设计展示，在产品设计早期，就使用

计的实物模型，相比平面的 2D 模型或电脑中虚拟的 3D 模

3D 打印设备快速制作足够多的模型用于评估，不仅节省时

型，直观的手板模型能够体现更多的设计细节，更加直观

间，而且可减少设计缺陷。 www.inside3dprinting.com.cn 第 4 期

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2、装配测试、功能测试，实现产品功能改善、生产成 本降低、品质更好、市场接受度提升的目标。 3、模具原型，加快交付周期、降低个性化定制价格、 改善产品交付质量，以及提高生产效率。

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产品的细节更加明确，产品的视觉感受更加直观，设计团 队的每个成员都可以通过直接的接触感受外观设计效果， 使设计造型的讨论建立在更加真实的基础上 （4）设计师可以随时打印出设计上的细节调整，以 及验证新设计的效果

3D 打印解决方案为企业带来的效益 1、非接触三维测量方式，非常适合电子电器类客户 使用

（5）部分 3D 打印技术可以不受产品设计结构和形状 的限制，直接快速制造出传统工艺无法制造的产品，从而 极大地释放了设计师的设计潜能，为他们提供了更多的设

（1）测量无形变，适合于测量薄壁、软体零件 （2）具有很强的图像放大功能，小尺寸测量能力更强 （3）测量速度快，极大地提高测量的效率

计自由度 （6）3D 打印出来的样品可以用于宣传展示、市场调查、 试销售等

（4）采点密度高，保证了测量的高可靠性 2、3D 打印可以帮助优化设计、加速产品上市进度， 能够为企业创造价值

（本文由杭州先临三维科技股份有限公司提供）

（1）3D 打印是快速制作不同手板原型的理想选择， 可以帮助实现跨部门设计沟通、设计讨论，让企业做出更 加明智的选择 （2）3D 打印制作手板原型，不像传统的开模制造或 者人工制作模型，速度更快，成本更低，效果逼真直观， 即便是制作多个原型，费用也并不高昂 （3）相比 2D 图纸，手板模型有着无法替代的优势，

扫一扫 了解详细案例 www.inside3dprinting.com.cn 第 4 期

3D 打印世界 | 专栏 Columnists

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机器的破解：开源与闭源的两难选择 假如客户强迫我们开源，使得机器兼容其它第三方材料，我们该如何应对？

3D 打印创客们往往会在前行的过

印机软件”将得以绕行 3D 打印机固件

尽管想要下注 3D 打印来分一杯羹

程中遭遇两大障碍：一、是否应当为自

及软件中的技术保护措施，如此一来，

的初创企业们认为这是个诱人的豁免

己生产的材料申请所有权；二、假如客

不必得到原装厂商的允许，第三方就可

法规，与之相对的那些意欲融资的企业

户破解了我们的机器或强迫我们开源，

以在 3D 打印机上使用非原装的材料。

们却早已明了利用知识产权提升自身

使得机器兼容其它第三方材料，我们该

大众知识促进会申请了这一豁免法规，

价值的意义，因此不允许这一底线被轻

如何应对？

请求允许 3D 打印机拥有者使用非原装

易突破。那么，如何来达到这其中最佳

美国数字千年版权法案（DMCA）

的材料。大众知识促进会坚决认为，

的一个平衡呢？

的制定旨在保护那些容易在互联网传

3D 打印机的拥有者应当拥有绕过这些

播的版权材料。除了保证服务供应商

技术保护措施的权利。

在短期之内，将第三方材料拒之 门外的 3D 打印机制造者们仍然会坚持

们免受版权诉讼之苦，DMCA 还禁止那

许多公司都面临着开源与封闭的

他们的立场。但从长远看来，3D 打印

些企图绕过数字版权管理技术的侵权

两难选择。在此，不妨看看这一难题是

机由于以下原因也许会开始兼容第三

行为。数字版权管理技术通常用于阻

如何影响着 MakerBot 创始人之间的关

方材料：影响力大的买家客户施压促成

止音乐、电影等作品的盗版侵权行为，

系的。对于那些破解了自己机器的客

制造商开源；一些领头的 3D 打印企业

这种技术也应用于互不兼容的 2D 打印

户，生产商们面临着一个自行业创始以

对其 3D 打印机进行开源；机器破解的

机硒鼓墨盒中。

来就一直未解的困惑：为此起诉自己的

行为大行其道甚至得到相关法律一定

顾客真的符合商业道德吗？

的包容。当然这不意味着 3D 打印机制

每三年，美国版权局会重新审查、 增加或修改法规，豁免一些受 DMCA 限

自 从 2014 年 12 月 12 日 联 邦 公

造商们只能走向穷途末路。他们或许可

制的版权材料，公众可以合法使用。

报上刊登了关于“第 26 类：3D 打印机

以借鉴 CDD 或 VCD 开发者的做法，采用

例如，2010 年，美国版权局出台了一

软件”的倡议法规后，许多利益相关者

一些与之类似的限制软件。

条限制 DVD 内容干扰系统的豁免法规。

纷纷开始权衡利弊。美国知名科技博客

虽然 3D 打印问世已经超过 25 年，

截 至 2015 年， 能 搜 索 到 的 豁 免 法 规

媒体 Ars Technica 为此征问 3D 打印是

但这个行业还未发展成熟，一旦这个行

一共有 27 条，其中包括教育用途的视

否会成为下一个 Napster（一款在线音

业发展成熟了，严格的“剃须刀商业模

听系统（如大型开放式网络课程，即

乐服务软件）。奥莱利传媒公司旗下创

式”会逐渐转型为有益于打印机制造

MOOCs）、汽车软件、网络医疗器械以

客传媒 (Maker Media) 的提问可谓一语

商与材料制造商双方“双赢”的模式，

及抵触兼容材料的 3D 打印机软件。

中的——“你真的拥有一台自己的 3D

使得 3D 打印机厂商能够以最低的成本

打印机吗？”

实现材料利益的最大化。

如果得到批准，“第 26 类：3D 打

John Hornick John Hornick 是 Finnegan 律师事务所的合伙人之一，拥有 20 多年律师经验。他曾经手 3D 打印相关的专利诉讼案。他在成为 Finnegan 律师事务所合伙人期间，代理了在美国 18 个州、30 起不同的专利诉讼案。Carlos Rosario 与 Hornick 共事于 Finnegan， 是本文的合著者。本文任何意见不代表其公司立场，非法律意见。

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创客 Marker | 3D 打印世界

3D 打印胜利女神像 山人设计与创意工作室 ShanrenDesign 利用 3D 打印制作出 一款胜利女神像模型。模型悬空结构面积大、表面复杂 且曲率高，而团队发现用 3D 打印能够克服这些难 点，以及传统制作中耗时长、浪费材料、拆卸 不便、打印效果不佳的缺点。 这具胜利女神像再现了英勇、飘逸的 感觉，女神犹如空中腾飞，运 动感十足。

3D 打印西洋镜重现巴洛克经典杰作 来自伦敦的艺术家 Mat Collishaw 和 3D 设计 专 家 Sebastian Burdon 共 同 设 计 制 造 了 一 款极为精美繁复的 3D 打印西洋镜，西洋镜 的内容源自十七世纪巴洛克大师 Peter Paul Rubens 的著名油画《屠杀无辜者（Massacre of the innocents）》。 整个作品由 400 个单独的 3D 打印部件组成， 每个部件的 3D 打印时间在 18—30 个小时左 右，制作时通常八、九台 3D 打印机（Cube Pro）同时运行。最后的效果让人叹为观止， 生动展现了油画中精彩的故事。

最灵巧的开源 3D 打印肌电假手 5 月 26 日，一家名为 exiii 的日本公司开发出了最新迭代的 3D 打印仿生肌电假手 HACKberry，以及开源设计文件和数据。 其使用智能手机作为其计算中心，大多数硬件都是 3D 打印的。相比其前身 Handii，HACKberry 有几个新 的特点：灵活手腕能执行更多的动作，手掌 较小对女性更具吸引力，而手指能根据对 象的不同做出有所区别的“捡”和“抓” 的动作，甚至轻松地捏起一张纸。 此外，它可以兼容数码相机 上的电池，保证较长的

全球首辆 3D 打印摩托车 全球首辆全功能的 3D 打印摩托车来啦！这辆摩托足有 8 英尺长，时速 15 英里，可以承载两位成人骑手的重量。它的轮毂轴承、车把、框架、车座 都是用 ABS 塑料打印而成的。 TE 团队使用 Creo 设计软件设计出各部分，然后使用 ANSYS 进行仿真，接着

续航时间。

用多台工业级 3D 打印机来打印这些设计出来的零部件，最后对它们进 行后处理，比如蒸汽平滑、打磨和喷漆等。

用茶叶为原料 3D 打印一把犹他茶壶 3D 打印公司 Emerging Objects 使用茶叶和甜味剂做原料， 3D 打印出一把茶壶，它的设计采用了著名的犹他茶壶（或称 纽维尔茶壶）的造型。 茶壶使用粉末状材料（茶叶和甜味剂）在基于粉末床技术的 3D 打 印机上打印出来。他们还 3D 打印了整套茶具，包括茶杯和一组茶匙。 最后他们在所有的 3D 打印茶具上都加了一层薄的密封层，避免 茶具脆弱散掉。超有创意的茶具，你也来一套放家里？

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