中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)潛力巨大，2015年有望達(dá)到百億市場(chǎng)規(guī)模

 

　　中國(guó)的3D打印技術(shù)盡管在某些特定領(lǐng)域(如大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成型)取得了國(guó)際領(lǐng)先地位，但整體而言和美國(guó)仍有較大差距。從3D打印設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)量來(lái)看，全球累計(jì)銷(xiāo)售的3D打印機(jī)，其中近四分之三為美國(guó)制造，而中國(guó)制造的3D打印設(shè)備僅占3.6%；從3D打印設(shè)備的保有量來(lái)看，美國(guó)仍以將近40%的占比遙遙領(lǐng)先，德國(guó)和日本也分別占有近10%的份額，而中國(guó)的占比仍不足9%。

 

　　中國(guó)的3D打印產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展的初級(jí)階段，仍存在部分核心技術(shù)與材料依賴(lài)進(jìn)口、產(chǎn)業(yè)資源“小而散”、產(chǎn)業(yè)化程度不高等問(wèn)題。但作為全球制造業(yè)第一大國(guó)和人口第一大國(guó)，不論是工業(yè)應(yīng)用還是個(gè)人消費(fèi)，其增長(zhǎng)潛力都得到了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家與企業(yè)界的一致認(rèn)可。英國(guó)增材制造聯(lián)盟主席Graham Tromas表示，3至5年內(nèi)中國(guó)有潛力成為世界最大的3D打印市場(chǎng)。中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)羅軍最近也在“2013世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)”上表示，中國(guó)有潛力成為全球最大的3D打印市場(chǎng)，未來(lái)3-5年有望以每年至少一倍的速度增長(zhǎng)，2015年中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到100億元左右。

 

　　3D打印：應(yīng)用領(lǐng)域拓展消費(fèi)需求爆發(fā)

 

　　1、工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，個(gè)人消費(fèi)需求開(kāi)始爆發(fā)

 

　　3D打印在制造自由度、原材料利用率等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，尤其適用于小批量、定制化的加工制造。近年來(lái)，3D打印在工業(yè)應(yīng)用和個(gè)人消費(fèi)兩個(gè)市場(chǎng)均取得了長(zhǎng)足發(fā)展：工業(yè)應(yīng)用的下游行業(yè)不斷拓展，直接零部件制造的占比也逐年提高；個(gè)人消費(fèi)市場(chǎng)雖起步較晚，但近年來(lái)呈現(xiàn)快速爆發(fā)趨勢(shì)。

 

　　據(jù)WohlersAssociates統(tǒng)計(jì)，3D打印技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用主要分布于消費(fèi)電子、汽車(chē)、醫(yī)療、航空航天、建筑、科研等領(lǐng)域；而從具體應(yīng)用環(huán)節(jié)來(lái)看，3D打印技術(shù)目前主要用于設(shè)計(jì)樣品、展示模型及模具的制造，但直接零部件加工的占比從2003年的不足4%已快速上升到了2013年的29%左右。

 

　　2、醫(yī)療器械的定制化需求恰是3D打印的優(yōu)勢(shì)所在，“生物打印”令人憧憬

 

　　醫(yī)療行業(yè)(尤其是修復(fù)性醫(yī)學(xué)領(lǐng)域)存在大量的定制化需求，難以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、大批量生產(chǎn)，而這恰是3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。目前，3D打印技術(shù)在助聽(tīng)器材制造、牙齒矯正與修復(fù)、假肢制造等領(lǐng)域已經(jīng)得到了成功應(yīng)用且已經(jīng)比較成熟。利用3D打印制造出的牙橋等制品更加精確精細(xì)，相比傳統(tǒng)制造方式也更加方便快捷。同樣，利用3D打印技術(shù)可以很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)剩余肢體的復(fù)制，制造出的假肢也更加符合人體工學(xué)，在歐洲使用3D打印的鈦合金骨骼的患者已經(jīng)超過(guò)3萬(wàn)例，美國(guó)一家醫(yī)院甚至用3D打印出的頭骨替換了患者高達(dá)75%的受損骨骼。

 

　　除了上述醫(yī)學(xué)修復(fù)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)還可用于了解患者病情以及輔助醫(yī)患交流。比如：3D打印機(jī)可以打印出患者的立體骨骼模型，醫(yī)生可以通過(guò)骨骼模型探討治療過(guò)程，與患者溝通手術(shù)方案；醫(yī)務(wù)人員還可以通過(guò)3D打印的復(fù)制品了解患者器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如血管方向及腫瘤位置)，還能夠在這些復(fù)制品上進(jìn)行模擬手術(shù)。目前，Stratasys和3DSystems已經(jīng)能夠提供復(fù)制人體器官模型的設(shè)備，通過(guò)CT掃描等醫(yī)學(xué)圖像，直接打印出患者器官的模型，這些模型不僅外觀逼真，還像器官一樣濕潤(rùn)帶有紋理。

 

　　3D打印的模型或無(wú)生命假肢僅僅是一個(gè)開(kāi)始，最令人憧憬的應(yīng)用則是直接打印具有活性的組織器官，即所謂“生物打印”。現(xiàn)有的想法包括：利用3D技術(shù)打印骨架，再在骨架上培養(yǎng)干細(xì)胞，誘導(dǎo)其形成組織；更進(jìn)一步的方法是直接打印出組織器官用于移植；最具想象力的方案則是在人體內(nèi)直接打印活性組織或活性器官，連植入的過(guò)程都可以省掉。

 

　　Organovo公司已經(jīng)在生物打印領(lǐng)域取得了一些突破，成功打印出了心肌組織、肺臟、血管等；美國(guó)康奈爾大學(xué)的生物學(xué)家巴切爾利用生物高分子材料打印出能正常工作的心臟瓣膜，其中干細(xì)胞夾雜在高分子材料里面，能夠逐漸轉(zhuǎn)換成人體細(xì)胞。目前，“生物打印”仍處于試驗(yàn)階段，其應(yīng)用障礙不僅在于技術(shù)領(lǐng)域，還涉及道德問(wèn)題、監(jiān)管程序等方面。不過(guò)，隨著生物科技的發(fā)展、以及配套制度的完善，3D打印的人體器官將逐步走進(jìn)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用當(dāng)中。