中國3D打印產(chǎn)業(yè)潛力巨大,2015年有望達到百億市場規(guī)模
中國的3D打印技術盡管在某些特定領域(如大型鈦合金結構件激光快速成型)取得了國際領先地位,但整體而言和美國仍有較大差距。從3D打印設備的生產(chǎn)數(shù)量來看,全球累計銷售的3D打印機,其中近四分之三為美國制造,而中國制造的3D打印設備僅占3.6%;從3D打印設備的保有量來看,美國仍以將近40%的占比遙遙領先,德國和日本也分別占有近10%的份額,而中國的占比仍不足9%。
中國的3D打印產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展的初級階段,仍存在部分核心技術與材料依賴進口、產(chǎn)業(yè)資源“小而散”、產(chǎn)業(yè)化程度不高等問題。但作為全球制造業(yè)第一大國和人口第一大國,不論是工業(yè)應用還是個人消費,其增長潛力都得到了國內(nèi)外專家與企業(yè)界的一致認可。英國增材制造聯(lián)盟主席Graham Tromas表示,3至5年內(nèi)中國有潛力成為世界最大的3D打印市場。中國3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長羅軍最近也在“2013世界3D打印技術產(chǎn)業(yè)大會”上表示,中國有潛力成為全球最大的3D打印市場,未來3-5年有望以每年至少一倍的速度增長,2015年中國3D打印產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模將達到100億元左右。
3D打?。簯妙I域拓展消費需求爆發(fā)
1、工業(yè)應用領域不斷拓展,個人消費需求開始爆發(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,尤其適用于小批量、定制化的加工制造。近年來,3D打印在工業(yè)應用和個人消費兩個市場均取得了長足發(fā)展:工業(yè)應用的下游行業(yè)不斷拓展,直接零部件制造的占比也逐年提高;個人消費市場雖起步較晚,但近年來呈現(xiàn)快速爆發(fā)趨勢。
據(jù)WohlersAssociates統(tǒng)計,3D打印技術的行業(yè)應用主要分布于消費電子、汽車、醫(yī)療、航空航天、建筑、科研等領域;而從具體應用環(huán)節(jié)來看,3D打印技術目前主要用于設計樣品、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)勢所在,“生物打印”令人憧憬
醫(yī)療行業(yè)(尤其是修復性醫(yī)學領域)存在大量的定制化需求,難以進行標準化、大批量生產(chǎn),而這恰是3D打印技術的優(yōu)勢所在。目前,3D打印技術在助聽器材制造、牙齒矯正與修復、假肢制造等領域已經(jīng)得到了成功應用且已經(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,相比傳統(tǒng)制造方式也更加方便快捷。同樣,利用3D打印技術可以很好的實現(xiàn)對剩余肢體的復制,制造出的假肢也更加符合人體工學,在歐洲使用3D打印的鈦合金骨骼的患者已經(jīng)超過3萬例,美國一家醫(yī)院甚至用3D打印出的頭骨替換了患者高達75%的受損骨骼。
除了上述醫(yī)學修復領域,3D打印技術還可用于了解患者病情以及輔助醫(yī)患交流。比如:3D打印機可以打印出患者的立體骨骼模型,醫(yī)生可以通過骨骼模型探討治療過程,與患者溝通手術方案;醫(yī)務人員還可以通過3D打印的復制品了解患者器官內(nèi)部結構(如血管方向及腫瘤位置),還能夠在這些復制品上進行模擬手術。目前,Stratasys和3DSystems已經(jīng)能夠提供復制人體器官模型的設備,通過CT掃描等醫(yī)學圖像,直接打印出患者器官的模型,這些模型不僅外觀逼真,還像器官一樣濕潤帶有紋理。
3D打印的模型或無生命假肢僅僅是一個開始,最令人憧憬的應用則是直接打印具有活性的組織器官,即所謂“生物打印”?,F(xiàn)有的想法包括:利用3D技術打印骨架,再在骨架上培養(yǎng)干細胞,誘導其形成組織;更進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,連植入的過程都可以省掉。
Organovo公司已經(jīng)在生物打印領域取得了一些突破,成功打印出了心肌組織、肺臟、血管等;美國康奈爾大學的生物學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,其中干細胞夾雜在高分子材料里面,能夠逐漸轉換成人體細胞。目前,“生物打印”仍處于試驗階段,其應用障礙不僅在于技術領域,還涉及道德問題、監(jiān)管程序等方面。不過,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現(xiàn)實應用當中。





