3D打印的概念
三维打印（3D printing），即快速成形技术的一种，它是运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式（微积分），构造零对象。用于模具制造、工业设计、建造模型，现正发展成产品制造，形成“直接数字化制造”，一些高价值应用（比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件），目前已经有打印而成的零部件出现。
3D打印所需关键技术
3D打印需要依托多个学科领域的尖端技术，至少包括以下方面：
信息技术：要有先进的设计软件及数字化工具，辅助设计人员制作出产品的三维数字模型，并且根据模型自动分析出打印的工序，自动控制打印器材的走向。
精密机械：3D打印以“每层的叠加”为加工方式。要生产高精度的产品，必须对打印
设备的精准程度、稳定性有较高的要求。
材料科学：用于3D打印的原材料较为特殊，必须能够液化、粉末化、丝化，在打印完成后又能重新结合起来，并具有合格的物理、化学性质。
3D打印应用领域
具体应用领域包括：
1．工业制造：产品概念设计、原型制作、产品评审、功能验证；制作模具原型或直接打印模具，直接打印产品。3D打印的小型无人飞机、小型汽车等概念产品已问世。3D打印的家用器具模型，也被用于企业的宣传、营销活动中。
2．文化创意和数码娱乐：形状和结构复杂、材料特殊的艺术表达载体。科幻类电影《阿凡达》运用3D打印塑造了部分角色和道具，3D打印的小提琴接近了手工艺的水平。
3．航空航天、国防军工：复杂形状、尺寸微细、特殊性能的零部件、机构的直接制造。
4．生物医疗：人造骨骼、牙齿、助听器、假肢等。
5．消费品：珠宝、服饰、鞋类、玩具、创意DIY作品的设计和制造。
6．建筑工程：建筑模型风动试验和效果展示，建筑工程和施工（AEC）模拟。
7．教育：模型验证科学假设，用于不同学科实验、教学。在北美的一些中学、普通高
校和军事院校，3D打印机已经被用于教学和科研。
8．个性化定制：基于网络的数据下载、电子商务的个性化打印定制服务。国内3D打印
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涉及相关行业
工业机器人制造机器人（点焊、弧焊、搬运、特种、洁净机器人、注塑机器人、汽车总装、焊装、涂装物流自动化系统、汽车发动机缸盖、缸体的自动化监测、装配设备）物流仓储交通自动化、 数控系统、高端机床、包装、印刷自动化、高空作业自动化、农业机械自动化、煤炭机械自动化、电气自动化。
产业发展问题
3D打印机虽然发展迅速，但仍面临缺乏宏观规划和引导、研发投入不足、产业链缺乏统筹发展、缺乏教育培训和社会推广等一系列问题：
1．缺乏宏观规划和引导 3D打印产业上游包括材料技术、控制技术、光机电技术、软件技术，中游是立足于信息技术的数字化平台，下游涉及国防科工、航空航天、汽车摩配、家电电子、医疗卫生、文化创意等行业，其发展将会深刻影响先进制造业、工业设计业、生产性服务业、文化创意业、电子商务业及制造业信息化工程。但在我国工业转型升级、发展智能制造业的相关规划中，对3D打印这一交叉学科的技术总体规划与重视不够。
2．企业对技术研发投入不足 我国虽已有几家企业能自主制造3D打印设备，但企业规模普遍较小，研发力量不足。在加工流程稳定性、工件支撑材料生成和处理、部分特种材料的制备技术等诸多具体环节，存在较大缺陷，难以完全满足产品制造的需求。 而占据3D打印产业主导地位的美国3Dsystems、stratasys等公司，每年都投入1000多万美元研发新技术，研发投入占销售收入的10%左右。两家公司不仅研发设备、材料和软件，而且以签约开发、直接购买等方式，获得大量来自企业外部的相关细分技术、专利，已掌握一批关键核心技术。
3．产业链缺乏统筹发展 3D打印行业的发展需要完善的供应商和服务商体系、市场平台。供应商和服务商体系中，包含工业设计机构、3D数字化技术提供商、3D打印机及耗材提供商、3D打印设备经销商、3D打印服务商。市场平台包含第三方检测验证支持、金融支持、电子商务、知识产权保护等支持。而目前国内的3D打印企业还处于“单打独斗”的初步发展阶段，产业整合度较低，主导的技术标准、开发平台尚未确立，技术研发和推广应用还处于无序状态。
4．缺乏教育培训和社会推广 目前，企业购置3D打印设备的数量非常有限，应用范围狭窄。在机械、材料、信息技术等工程学科的教学课程体系中，缺乏与3D打印相关的必修环节，3D打印停留在部分学生的课外兴趣研究层面。
3D打印市场的发展现状
三维打印技术在美国已经产业化
三年前尚处于技术前沿的3D 打印如今已成制造业中的新兴战略领域。2012年8月，美国总统奥巴马拨款3000万美元，在俄亥俄州建立了国家级3D 打印添加剂工业研究中心，并计划第一步投入5亿美元用于3D 打印，以确保美国制造业不继续转移到中国和印度。长期跟踪3D 打印行业的咨询公司Wohlers Associates 表示，2011年，3D 打印机的市场规模为17亿美元左右，到2015年该市场将达37亿美元。
目前全球有两家三维打印机制造巨头，分别为Stratasys 和3DSystems，均在美国纳斯达克上市。不过，这一数字仅占全球制造市场的0.02%。在飞机、核电和火电等行业所使用的重型机械、高端精密机械装备上，传统的焊接和零部件加固的方法使得部件之间的连接并不牢固，但是使用3D 打印技术，出来的产品是自然无缝连接，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。这在飞机、核电等高端装备制造行业的应用上非常广泛。
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3D Systems 公司的全价值链模式分析
3D Systems 公司（）是全球最大的3D 打印机生产商和解决方案提供者。从2009年收购桌面工厂（Desktop Factory）以来，3D Systems 陆续收购了25家公司以补充产品线和提升技术实力，其如今的规模是2009年底的3倍，市值是当时的10倍，达近24亿美元，目前市盈率高达75倍。公司首席技术总监查尔斯•胡尔（Charles ）是3D 打印技术的发明者，1988年，该公司就生产了第一台3D打印机2012年5月，3D Systems 通过一款新型打印机“立方体”（Cube）打开了日常消费市场，它的自带程序里已预先装载大量物品设计图，比如棋子、首饰、厨具等，操作简单易上手，顾客无须学习复杂的3D 设计软件，便可直接打印所需物品。
3D Systems 向客户提供“一站式”全套增值解决方案，包括硬件、软件、材料、工艺、教育培训和应用支持。它不仅提供打印机，还出售打印机配套的原材料、相关设计软件，并为客户提供培训，其解决方案涉及模具、医疗、教育、珠宝、建筑等行业。近年来，服务在公司收入中所占比例越来越高，2011年公司服务收入已达9312万美元，占比由2007年的23.2%升至40%（图1）。在服务、原材料和打印机三块业务的整体拉动下，公司2011年收入同比增长44%至2.3亿美元，净利润更是飙升81%至3542万美元（图2）。
（转载）
