3D打印行業(yè)迎來快速發(fā)展期的一大原因是原先存在的一些領先的工業(yè)3D打印工藝的關鍵專利到期。這些已經(jīng)到期或者即將到期的專利——其中許多是在世紀之交剛剛發(fā)布的,長期以來這些專利被3D打印行業(yè)原有的先驅者壟斷著。
FDM,SLA,SLS,SLM 專利逐步到期
當熔融沉積成型(FDM)打印專利在2009年過期的時候,F(xiàn)DM打印機的價格從過去的10000元下降到不足1000美元,而涌現(xiàn)出MakerBot和Ultimaker這些打印機,將3D打印走向大眾化鋪平了道路。
正如FDM技術所經(jīng)歷的,其他的下一代增材制造技術正在從消費領域和工業(yè)領域走向更廣泛的市場。可以按照三大類來分:基于液體的(光敏樹脂)、基于粉末的(SLS選擇性激光燒結)和基于金屬熔化的(SLM選擇性激光熔化)3D打印技術。
液基技術
最近的例子包括:Carbon M1,F(xiàn)ormlabs Form 2、和Autodesk的Ember。
光敏固化技術最早是3D Systems的創(chuàng)始人Charles W. Hull在1986年申請的專利,并將其商業(yè)化。而隨著Hull光固化專利的到期,催生了大批以此為基礎的光固化3D打印技術。其中,F(xiàn)ormlabs將光固化技術推向了桌面機應用領域,并將價格降低到容易接受的程度。
當然,新的自由之路并不是沒有顛簸的。3D Systems在2012年起訴Formlabs專利侵權,F(xiàn)ormlabs在Kickstarter成功為其Form 1 3D打印機募集近300萬美元。2014年12月,F(xiàn)ormlabs與3D Systems達成協(xié)商,F(xiàn)ormlabs每銷售一臺打印機都結算和支付8%的版稅給3D Systems。
盡管有這些挫折,這些后來的公司都以其刷新記錄的成績不斷向市場展示其能量,并將3D打印技術走向更廣闊的應用空間展示其所向披靡的活力。
SLS粉體技術
選擇性激光燒結(SLS)技術是德克薩斯大學奧斯汀分校的Carl Deckard博士和學院顧問Joe Beanman博士在1984年申請的。類似于Hull的專利,Deckard博士和Beanman博士也通過開辦公司將其專利商業(yè)化。
3D Systems通過收購的方式從他們的競爭對手中獲得了此項技術,但在2014年專利過期后,類似于FDM發(fā)生的事情很快在FDM和SLA 領域的3D打印專利到期,新涌現(xiàn)的3D打印機制造商旨在使SLS這一昂貴的工業(yè)打印工藝走下神壇。
SLM金屬打印技術
被許多人認為是“圣杯”的選擇性激光熔化SLM增材制造工藝,已經(jīng)被用于創(chuàng)建各種制造業(yè)的零件,從定制的賽車零件到使用SpaceX發(fā)射到大氣層外的設備上的部分定制金屬零件。
有趣的是,SLM選擇性激光熔化的創(chuàng)始專利來源于德國Fraunhofer Institute所有的激光技術研究院,而該專利的到期日是2016年12月。
正如我們所看到FDM, SLA, SLS專利技術到期,預計SLM專利技術到期將帶來新一輪的生產(chǎn)商進入這個市場,這將大大激烈化市場競爭并進一步降低成本。
雖然SLM選擇性激光熔化創(chuàng)始技術專利的到期將帶來什么樣的市場競爭變化我們難以預測,這將影響行業(yè)的長遠未來,這種影響可能是巨大的,因為SLM選擇性激光熔化在打印仿生學零件、輕量化零件以及功能集成方面具有獨特的優(yōu)勢。
消費級三維打印機銷售情況保持了年年增長的勢頭,2015年銷售了近20萬臺售價在5000美元或以下的3D打印機。全3D打印行業(yè)在2015年的銷量在41億美金,而在未來的4年內(nèi)預計將增長到約162億美元。這背后的驅動因素是專利壟斷的到期和打印機價格的下降。
同時,除了設備端的專利,3國際上3D打印企業(yè)在積極布局應用端的專利,這其中包括剛剛正式發(fā)布其3D打印設備的惠普公司,惠普對專利的布局可以說是在戰(zhàn)略高度上,在其3D打印設備未上市前,其專利數(shù)量和布局分布之廣就居行業(yè)前列。
在應用端,就專利的密集度來看,3D打印在結構性電子領域或許潛力巨大,還有一個專利密集的應用領域是組織工程,幾乎所有的公司專利都集中在這一領域。山雨欲來,3D打印的專利之爭是否從設備端走向應用端,在功能性電子部件和組織工程的領域是不是又要掀起一場大戰(zhàn)?讓我們拭目以待!





