從巨頭企業布局看3D打印發展趨勢

3D打印行業格局正發生變化，在過去的一年，Stratasys和3D Systems兩大巨頭雙雙陷入經營困境，規模相對較小的歐洲金屬3D打印企業則表現出良好的增長態勢。IT巨頭惠普正式進軍3D打印行業，構建起廣泛的合作伙伴生態系統，有望重新制定行業規則。工業巨頭已經認可3D打印在靈活性和效率提升方面的能力，將3D打印作為戰略性工具加大投入。商業模式的持續創新，帶動3D打印技術在更大范圍的推廣普及。當前，醫療領域的應用增長迅速，成為3D打印重要陣地。

　　一、傳統巨頭業績受挫，金屬打印成為焦點

　　2015年，主要3D打印企業的收入增長情況喜憂參半。來自美國的兩大行業巨頭Stratasys和3DSystems的業績表現都不理想。其中，Stratasys全年的收入為6.96億美元，比上年降低7%，主要原因是子公司Makerbot在桌面級3D打印機市場的銷售不佳。而3D Systems的收入是6.66億美元，比上年微增2%，收入增速遠遠低于之前的年份，其中，來自設備和材料的收入分別下降9%和5%，材料收入下降意味著設備使用率不高，出現大量閑置的情況。相比之下，歐洲的金屬3D打印企業則呈現逆勢增長。德國企業SLM Solution收入增長97%，其財報顯示，2015年的客戶中，有28%是重復購買的回頭客，這也反映出SLM的設備利用率較高，產品得到認可。瑞典企業Arcam收入增長70%，營業利潤增加131%，訂單量增加38%，該公司在醫療和和航空航天領域的金屬3D打印方面具有優勢，成為GE公司的重要供應商。英國企業Renishaw收入增長13%,大部分收入來自新興市場,致力于將3D打印技術帶入直接制造領域。

　　二、IT企業跨界布局，構建3D打印生態系統

　　IT巨頭惠普進入3D打印行業，構建合作伙伴生態系統，重新制定行業規則。2016年5月，惠普公司推出兩款3D打印機，瞄準工業級市場，解決傳統3D打印機速度慢、精度低和成本高的三大難題。在打印材料方面，惠普采用了類似于蘋果應用商店的開放平臺策略，鼓勵合作伙伴開發與惠普系統兼容的粉末材料，合作伙伴包括贏創(Evonik)、巴斯夫(BASF)、阿科瑪(Arkema)等化工巨頭。基于材料開放平臺，相關的開發商可以對材料自主定價，但是所有的第三方材料都要經過惠普審核，以確保材料與硬件兼容。在軟件方面，惠普與業界領先的軟件企業合作，以將3D打印技術深入集成到制造流程中，從而讓設計到打印的流程更加順暢。惠普的MJF(多射流熔融)3D打印機集成了Autodesk的開源3D打印平臺Spark，充分利用Autodesk在軟件方面的優勢。惠普的產品也獲得了西門子3D打印軟件的支持。西門子開發的3D打印軟件能夠最大限度提高惠普打印機的成型精度，細化打印過程中顏色和材料的控制，助推3D打印從原型制作提升到制造水平。此外，惠普還是3D打印聯盟3MF的核心成員。該聯盟旨在統一3D打印的文件格式，使用全新的3MF文件格式代替傳統的STL、OBJ等文件格式，保障3D打印流程從設計到制造的信息無縫傳遞。3MF聯盟有望改寫3D打印的行業規則，在3D打印鏈上游形成統一標準。

　　三、工業巨頭加大投入，釋放3D打印應用潛能

　　美國通用電氣(GE)近年來在3D打印領域頻繁進行巨額投資，目標是將3D打印作為公司每個事業部的標準工具。GE最初將3D打印技術用于航空發動機的燃油噴嘴制造，通過一體化成型，在重量減輕25%的同時強度增加5倍。在3D打印的收益得到驗證后，GE開始進行全球的3D打印工廠建設，先后設立了位于印度的3D打印工廠、匹茲堡的3D打印技術發展中心(CATA)以及意大利的3D打印生產線等，將3D打印技術的應用延伸到GE的所有業務領域。

　　西門子加大對金屬3D打印的投資。早在2015年，西門子下屬的風投機構SVC對3D打印公司Materials Solutions發起戰略投資，以利用這家企業在金屬3D打印方面技術積累改進西門子燃氣渦輪的設計制造。2016年2月，西門子在瑞典開設了一家金屬3D打印工廠，進行大規模的零部件制造。這家工廠主要對西門子工業燃氣渦輪機系列部件進行快速修復，將維修時間從幾個月縮短到幾周，提升對客戶需求的快速反應能力。

　　四、商業模式持續創新，助推3D打印應用普及

　　傳統的3D打印商業模式一般是依靠設備銷售來賺取利潤，或者通過設備銷售帶動材料銷售來獲得持續的收入。這種模式以購買設備為前提，高昂的設備價格限制了一部分潛在客戶的應用。因此，以3D打印創新中心和服務工廠為代表的商業模式逐漸興起。德國企業EOS近期在北美新建3D打印工廠，以適應公司在北美業務的持續擴張。該工廠設立了一個創新實驗室，方便工程師與客戶直接互動，以進行材料和系統的測試與改善。工程師可以在現場對打印系統進行定制化的修改，以滿足本地客戶的特殊業務需求。該工廠還為客戶提供基本的實際操作培訓，幫助客戶快速掌握3D打印技術的應用。3D打印材料企業Materialise與微軟合作，開創3D打印與云計算融合的業務模式。Materialise專門開發了Magics 3D打印套件來支持在線3D打印平臺，基于這一平臺，微軟的3D Builder用戶能夠直接打印模型。此項合作有助于Materialise利用微軟龐大的用戶群更好的推廣業務，同時，也強化了以服務為核心的戰略定位。

　　五、醫療領域增長迅速，成為3D打印重要陣地

　　醫療領域是當前3D打印應用最廣泛、發展最迅速的市場之一。Stratasys認為醫療市場具有重要的戰略意義，因此，2015年末，Stratasys專門成立了專門的醫療解決方案組。其產品在醫療領域主要的應用包括:外科手術的工具打印、支持康復的輔助物、高精度的打印還原身體組織和器官，以用于醫學教學和幫助外科醫生更好地準備手術方案。近期，Stratasys宣布將開展3D打印足踝矯正器的研究，3D打印的矯正器在舒適度、制造成本和定制化方面具有明顯優勢。3D Systems也十分重3D打印醫療應用。2016年3月，3D Systems在美國科羅拉多州成立醫療技術中心，為公司的精密醫療3D打印解決方案提供支持，包括3D打印醫療器械和植入物、虛擬手術規劃(VSP)和浸入式手術模擬。該中心的3D打印制造車間中安裝了3D Systems公司已有的全套3D打印系統設備，包括直接金屬打印(DMP)、光固化(SLA)、選擇性激光燒結(SLS)，Colorjet打印(CJP)和MultiJet打印(MJP等)。

　　六、對我國對啟示

　　加快產品向高端領域升級。目前，我國3D打印企業眾多，但主要是在低端的消費級產品領域依靠價格獲得市場，低價競爭導致企業沒有充足的利潤和資金進行研發，國內企業很少擁有核心技術和自主知識產權，發展后勁不足。從國際巨頭3D systems放棄消費級市場來看，未來整個行業的增長點在于工業級、金屬3D打印。因此，我國企業應當加大研發力度，在高端市場進行突破，實現整個行業的可持續發展。

　　鼓勵創新3D打印商業模式。當前3D打印應用發展緩慢的原因之一，是用戶必須購買設備才能使用此項技術，這造成很多用戶觀望。因此，應當鼓勵3D打印服務中心等創新模式，破解用戶對一次性投資的顧慮。國內的先臨三維提供區域性專業3D打印服務中心，不僅服務于廣大工業企業，同時也帶動設備的銷售，目前已在全國多地開設了3D打印服務中心。

　　探索3D打印新的應用領域。3D打印的突破，必須從應用入手。相關調查顯示，當前我國3D打印應用市場份額僅占全球的10%，而美國占據40%，歐洲占30%。而3D打印實際可應用的范圍很廣，在任何行業都能找到結合點。因此，我國應當加速推進3D打印技術在不同行業里的應用，帶動3D打印產業的發展。

　　加速構建3D打印生態系統。3D打印具備定制化設計、按需定制生產等功能，要實現這些功能，必須依靠復雜的生態系統，確保從數據模型創建到最終成品每個環節的成功。因此需要構建開放式的3D打印生態系統，涵蓋3D掃描、設計建模、3D打印技術咨詢、3D打印設備、后期處理等鏈條，匯聚設計師、設備廠商、材料廠商、用戶等主體，向客戶提供一體化綜合解決方案。