資本持續關注的3D打印行業是什么樣的?這里有一份行業梳理
作者:汝晴(qing)、夢想家菜菜、慕(mu)一
10月22日(ri),在“直(zhi)通烏鎮”全球互聯網(wang)大賽(sai)(sai)總(zong)決賽(sai)(sai)上(shang),3D打印公司「LuxCreo清(qing)鋒時代」獲(huo)得了大賽(sai)(sai)冠(guan)軍。同月,專攻(gong)數(shu)字化齒科3D打印機的「迅實(shi)科技」,宣布完成過(guo)億元人民幣的B輪融(rong)資。
8月8日,「LuxCreo清鋒時代」宣布完成KPCB領投(tou),北極光創投(tou)、順為資本跟投(tou)的3000萬美元B輪融資。 8月26日,研發微納(na)米級3D打印設備及材料的「摩方材料」完成1億人民(min)幣A+輪融資。
在過去的(de)(de)兩個月里,3D打(da)(da)印(yin)企業(ye)吸引(yin)了不(bu)少市(shi)場關注(zhu)。此前,36氪也(ye)曾(ceng)經對2018年、2019年的(de)(de)兩年來3D打(da)(da)印(yin)領(ling)域的(de)(de)投(tou)融(rong)資情(qing)況以(yi)及目前3D打(da)(da)印(yin)整(zheng)個產業(ye)狀況進行了分(fen)析。(詳情(qing)請看:發(fa)明30年后(hou),3D打(da)(da)印(yin)現狀如何?)
繼續3D打印的(de)話題,國內(nei)3D打印領域主(zhu)要有哪些玩家組成?相信讀(du)完這篇文章,你一定能(neng)得出答案。
3D打印是什么?
3D打印是(shi)增(zeng)材(cai)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)的(de)(de)另一種說法,它是(shi)以(yi)數字模型為基(ji)礎,將(jiang)材(cai)料逐層堆積制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)出實體物品的(de)(de)新興制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)技術(shu)(shu)。增(zeng)材(cai)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)可節(jie)約制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)材(cai)料和加(jia)工時(shi)間,制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)作形態萬千的(de)(de)物品,實現(xian)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)的(de)(de)個性化和定(ding)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)化。增(zeng)材(cai)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)實現(xian)了制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)方式從等材(cai)、減材(cai)到(dao)增(zeng)材(cai)的(de)(de)轉變,改變了傳(chuan)統制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)的(de)(de)工藝流程、生產線(xian)、工廠模式、產業鏈(lian)組合,被認為是(shi)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)(zao)(zao)領域極具代表(biao)的(de)(de)顛覆性技術(shu)(shu)。
為搶占增(zeng)材制造技術及產業(ye)發展(zhan)先(xian)機,多個國家和(he)地區(qu)將其(qi)列(lie)為重點發展(zhan)方向,制定了相(xiang)關(guan)規劃及扶持政(zheng)策。
按3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)產業鏈,可以根據上(shang)(shang)中下游分為3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)材(cai)料、3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)設備(bei)、3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)服務、以及3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)應(ying)用。而按照(zhao)3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)原材(cai)料的則可以分為金屬3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)和非金屬3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)兩(liang)大類;按照(zhao)應(ying)用上(shang)(shang)的區(qu)別又可以分為工業級3D打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)、特種打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)等(deng)。
在這份行(xing)業圖譜里(li),我(wo)們將整個3D打印(yin)(yin)行(xing)業拆分成金屬3D打印(yin)(yin)和非金屬3D打印(yin)(yin)兩大類(lei),并以相關的打印(yin)(yin)技術和應(ying)用范圍為細(xi)分項為大家盤(pan)點整個市(shi)場的企業格局。
一、金屬3D打印
1、金(jin)屬3D打印材料
與普通材料不(bu)同的(de)(de)(de)(de)是,3D打印(yin)(yin)(yin)材料需(xu)要應用特有的(de)(de)(de)(de)技術進行制備,來(lai)滿(man)足3D打印(yin)(yin)(yin)產品及3D打印(yin)(yin)(yin)設備對材料的(de)(de)(de)(de)特殊要求(qiu)。根據(ju)所(suo)使用的(de)(de)(de)(de)3D打印(yin)(yin)(yin)技術的(de)(de)(de)(de)不(bu)同、制造(zao)的(de)(de)(de)(de)零件用途不(bu)同,所(suo)需(xu)要的(de)(de)(de)(de)材料也不(bu)相同。
金(jin)屬3D打印(yin)材(cai)料主(zhu)要(yao)是金(jin)屬粉末,主(zhu)要(yao)材(cai)質包括鈷基(ji)合(he)金(jin)、不銹鋼(gang)、工具鋼(gang)、模具鋼(gang)、鎳基(ji)合(he)金(jin)、鈦(tai)(tai)及(ji)鈦(tai)(tai)合(he)金(jin),以(yi)及(ji)各系鋁(lv)合(he)金(jin)等。
據有(you)(you)(you)關數據分(fen)析報(bao)告顯示,未來市場(chang)3D復合打(da)印材(cai)(cai)料(liao)的(de)規(gui)模將(jiang)不斷增加(jia),金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)的(de)應用也會逐年(nian)上升,預計2022年(nian)復合材(cai)(cai)料(liao)有(you)(you)(you)望達到1.11億美(mei)元,3D打(da)印金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)的(de)市場(chang)規(gui)模達到8億美(mei)元,金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)的(de)研發生產將(jiang)有(you)(you)(you)更(geng)廣闊(kuo)的(de)市場(chang)空間。
在金屬(shu)(shu)3D打印材料(liao)領域,有公司僅針(zhen)對特定(ding)領域提供專業(ye)材料(liao)。如「中航(hang)(hang)邁特」,主營(ying)業(ye)務業(ye)務就是航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天金屬(shu)(shu) 3D 打印粉末材料(liao)研發和生產(chan),年產(chan)能將達至少1000噸;以及「融天航(hang)(hang)空器材」代理(li)來(lai)自美國、歐洲(zhou)的航(hang)(hang)空用3D打印金屬(shu)(shu)粉末。
更多的廠商(shang)是生產通用性的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)粉(fen)末(mo)產品。如「納(na)聯(lian)材(cai)料」生產適用于SLM、EBM、DED 等技(ji)術(shu)的基(ji)(ji)合金(jin)(jin)(jin)(jin)、不銹鋼、工(gong)具鋼、模具鋼、鎳(nie)基(ji)(ji)合金(jin)(jin)(jin)(jin)、鈦及鈦合金(jin)(jin)(jin)(jin)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)粉(fen)末(mo)材(cai)料;同類(lei)公司還有「宇(yu)光飛利(li)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料」、「金(jin)(jin)(jin)(jin)源智能技(ji)術(shu)」、「微納(na)增(zeng)材(cai)技(ji)術(shu)」、「康(kang)普(pu)錫威科(ke)技(ji)」、「英(ying)納(na)特(te)納(na)米科(ke)技(ji)」、「優材(cai)科(ke)技(ji)」、「中體新材(cai)料」、「上海(hai)狀邁」等。
此(ci)外,還有(you)部(bu)分兼備(bei)打印設備(bei)和材(cai)料的公司,將在下(xia)文進行討論(lun)。
2、金屬3D打印裝備
現在(zai)主流的金(jin)屬3D打印(yin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)有(you):激光選區熔(rong)化(SLM)、激光近凈成型(LENS)和電(dian)子束(shu)選區熔(rong)化(EBSM)技(ji)(ji)術(shu)(shu)、直接能量沉積(DED)技(ji)(ji)術(shu)(shu)以及電(dian)子束(shu)熔(rong)絲沉積(EBDM)。
來源:國家增材制(zhi)造產業(3D)發展推進計劃(hua)(2015-2016年)
(1)激(ji)光選(xuan)區熔(rong)化(hua)(SLM)
SLM是目前金(jin)屬3D打印(yin)成型中(zhong)最普遍的(de)(de)技術,其工(gong)(gong)作原理(li)為:計算(suan)機將物體的(de)(de)三(san)維(wei)數(shu)據(ju)轉化為一層層截面 2D數(shu)據(ju)并傳輸(shu)給(gei)打印(yin)機,打印(yin)過程中(zhong),在(zai)基(ji)板上用刮(gua)刀鋪(pu)上設定(ding)層厚(hou)的(de)(de)金(jin)屬粉(fen)末,聚焦的(de)(de)激(ji)光在(zai)掃(sao)描(miao)振鏡的(de)(de)控制(zhi)下按照事先規劃好的(de)(de)路徑與工(gong)(gong)藝參數(shu)進行掃(sao)描(miao),金(jin)屬粉(fen)末在(zai)高(gao)能量(liang)激(ji)光的(de)(de)照射(she)下其發生熔化,快速(su)凝固,形成冶金(jin)結(jie)(jie)合層。當一層打印(yin)任務結(jie)(jie)束后(hou), 基(ji)板下降一個(ge)切片層厚(hou)高(gao)度,刮(gua)刀繼續進行粉(fen)末鋪(pu)平,激(ji)光掃(sao)描(miao)加(jia)工(gong)(gong),重復(fu)這樣的(de)(de)過程直至整個(ge)零件打印(yin)結(jie)(jie)束。(自鉑力(li)特招股(gu)書(shu))
該技(ji)術的(de)(de)優勢(shi)在(zai)于(yu)可(ke)以廣泛應用于(yu)復雜形狀的(de)(de)金(jin)屬(shu)零(ling)件(jian)的(de)(de)批量生產,而且大多數金(jin)屬(shu)粉末都適用于(yu)這種(zhong)技(ji)術,包括(kuo)鈦合(he)(he)金(jin)、鋁(lv)合(he)(he)金(jin)、高溫合(he)(he)金(jin)、銅合(he)(he)金(jin)、鈷鉻合(he)(he)金(jin)、 不(bu)銹鋼(gang)、高強鋼(gang)、模(mo)具鋼(gang)等,得到的(de)(de)零(ling)件(jian)致密(mi)度幾(ji)近100%。
3D打(da)印(yin)領域唯一的(de)科創板(ban)公司「鉑(bo)(bo)力特」的(de)自研(yan)設(she)備(bei)就(jiu)以(yi)SLM 3D打(da)印(yin)機為主,其(qi)招股說明書顯示其(qi)SLM設(she)備(bei)成(cheng)形機時累計(ji)突破50萬小時。在打(da)印(yin)材(cai)料方面,鉑(bo)(bo)力特在開發了(le)數(shu)種傳統(tong)鈦合(he)金、 鋁合(he)金等材(cai)料基礎上(shang),成(cheng)功研(yan)發增(zeng)材(cai)制(zhi)造專用新型(xing)鈦合(he)金粉末TiAM1、鋁合(he)金粉末AlAM1。
以及主要面向航(hang)(hang)天(tian)、航(hang)(hang)空、航(hang)(hang)海、核電(dian)等高(gao)端制(zhi)造領域金屬(shu)3D打印服(fu)務的「鑫(xin)精合」同樣也是主要利用(yong)SLM技(ji)術進行服(fu)務。此外(wai),該公司還掌握激光沉積制(zhi)造(LDM)的工藝技(ji)術,目前擁有50 臺自(zi)主研發的系列化金屬(shu)選區熔(rong)化設備,11臺超大型號(hao)自(zi)主研發的金屬(shu)沉積制(zhi)造設備,在職人員 600余(yu)人。
另外,在金屬(SLM)3D打印領域(yu),還有如(ru)「廣(guang)東漢邦科技」、「永(yong)年激光」、「易加(jia)三維」、「易博三維」、「西帝摩」等。
(2)其他金屬3D打印技術(shu)
LENS(Laser Engineered Net Shaping)是(shi)一種基于同步送(song)粉的(de)(de)激光熔覆沉積技術(shu),激光束在控制下(xia),按照預先設(she)定(ding)的(de)(de)路(lu)徑,進(jin)行移動;同時,粉末噴嘴將金屬粉末直接(jie)輸(shu)送(song)到(dao)激光光斑(ban)下(xia),使(shi)(shi)之由點到(dao)線、由線到(dao)面的(de)(de)順序凝固,從(cong)而完成一個層截(jie)面的(de)(de)打(da)印(yin)(yin)工作,這樣層層疊加(jia),制造出(chu)近凈形的(de)(de)零部件實體(ti)。使(shi)(shi)用(yong)該技術(shu)的(de)(de)打(da)印(yin)(yin)機通常(chang)會與相應的(de)(de)CNC銑削單元(yuan)混合使(shi)(shi)用(yong)。
美國的「Optomec」上(shang)世紀九十年(nian)代末開始集中(zhong)于LENS技(ji)(ji)術的商業開發(fa),可(ke)以做到(dao)以五個運動軸移動裝置逐漸(jian)建立3D金屬物體,今年(nian)3月推出了(le)(le)兩款(kuan)新的獨立系統LENS CS 600和(he)CS 800。國內比較典型的公司是「大連海博瑞思科技(ji)(ji)」,該公司融合了(le)(le)LENS技(ji)(ji)術,研發(fa)了(le)(le)五軸混合加(jia)工制造(zao)技(ji)(ji)術,生產了(le)(le)相(xiang)關(guan)設備并提供相(xiang)對(dui)應的解(jie)決方案。
電子束選區熔化(hua)(EBSM/EBM)是通過(guo)在真(zhen)空環境下使用電子束掃描(miao)、熔化(hua)粉末材料(liao),逐層沉積制造3D金屬(shu)零件的工藝,相對于SLM技(ji)術(shu)加工效(xiao)率更高,成本(ben)也更低,但技(ji)術(shu)難度(du)相對更高。
最早(zao)將該技術商業化的(de)是瑞典的(de)「Arcam AB」公司,國(guo)內則有「智束科(ke)技」,該公司核心(xin)技術與團隊均來源于清華大學,開發(fa)了具有自(zi)主知識(shi)產權(quan)的(de)EBSM?金屬(shu)3D打印(yin)裝備,該技術可廣泛應用(yong)于航空航天高性能復雜零部件和醫(yi)療植入(ru)體制造等領域。
二、非金屬3D打印
1、非金屬3D打(da)印材(cai)料
目(mu)前能夠用于3D打印(yin)的(de)材(cai)料(liao)(liao)已有(you)1000多(duo)種,絕大部分都是非(fei)金屬材(cai)料(liao)(liao)。非(fei)金屬3D打印(yin)主要使用的(de)是高(gao)分子(zi)材(cai)料(liao)(liao),包括合成高(gao)分子(zi)材(cai)料(liao)(liao),如聚乳(ru)酸(suan)(PLA)、聚乙二醇(chun)(PEG)、聚對苯二甲(jia)酸(suan)乙二醇(chun)酯-1,4-環己烷二甲(jia)醇(chun)酯(PETG)、聚-羥(qian)基戊酸(suan)酯(PHBV)、聚丁二酸(suan)-丁二醇(chun)酯(PBS)、聚己內酯(PCL)以及(ji)光敏樹脂(zhi)等;熱塑性高(gao)分子(zi)材(cai)料(liao)(liao),如PC、ABS-M30i、尼龍、PEEK等;天然高(gao)分子(zi)材(cai)料(liao)(liao),如藻酸(suan)鹽、膠(jiao)原(yuan)(yuan)、纖維蛋(dan)白原(yuan)(yuan)、明膠(jiao)、細(xi)胞外(wai)基質、瓊脂(zhi)糖、葡聚糖、葡萄糖、蔗糖、殼聚糖等。
加工方會(hui)根據不同(tong)(tong)的3D打(da)印(yin)技(ji)術特性(xing)及應用產(chan)品需求,選擇不同(tong)(tong)性(xing)能(neng)的材料(liao)。市場上(shang),也(ye)有許多專門研發生產(chan)3d打(da)印(yin)材料(liao)的公司(si)。
如(ru)「eSUN 易(yi)生(sheng)」,它是深圳光(guang)華偉業股份有限公司2007年進(jin)入3D打(da)印材(cai)料制造領域時創立(li)的品牌。截止(zhi)到(dao) 2019年4月,「eSUN 易(yi)生(sheng)」已(yi)經(jing)上市了(le)超(chao)(chao)40種FDM材(cai)料、以及適用于光(guang)固(gu)化3D打(da)印的光(guang)敏(min)樹(shu)脂系列。還開發了(le)iSUN3D醫療鞋墊3D打(da)印系統系統,目(mu)前,公司產品擁(yong)有 REACH、RoHS、CE、ISO 等全(quan)系列認證,全(quan)球代(dai)理商(shang)累(lei)計超(chao)(chao)50個(ge)(ge),產品銷往(wang)了(le)100多個(ge)(ge)國家(jia)及地區。
目前,FDM(Fused Deposition Modeling,熔積成型法(fa))是市面上成本最低,應用也最廣的3D打印技術,FDM工(gong)藝(yi)使用絲狀材(cai)(cai)料,可選擇(ze)多種材(cai)(cai)料進行加工(gong),包括聚碳酸酯、工(gong)程塑料以及二者(zhe)的混合材(cai)(cai)料等(deng)。因而,也有公司專門針對FDM公司研發材(cai)(cai)料。
如(ru)36氪采訪到的(de)「Polymaker」,這是一家成立(li)于2012年,在(zai)工程塑料(liao)的(de)3D打印材料(liao)在(zai)全世界范圍都(dou)有(you)較(jiao)高的(de)知名度的(de)公(gong)司,在(zai)中國(guo)(guo)、美國(guo)(guo)與荷蘭均設立(li)分(fen)公(gong)司,90%以上的(de)產(chan)品(pin)銷往美國(guo)(guo)、德國(guo)(guo)、日本等(deng)海外(wai)市場。同(tong)時,該公(gong)司也可以根據(ju)客(ke)戶需求研發有(you)針對性的(de)材料(liao),比(bi)如(ru)為航(hang)空(kong)公(gong)司研制飛機上使用的(de)阻燃材料(liao)。
另外,同樣以FDM線材(cai)為主的材(cai)料廠(chang)商還有「廣州優塑(su)」、「Elements 3D」、「青島宏飛達」、 「深圳市眾景優品」、 「瑞(rui)(rui)貝思三維」、「辰岳(yue)科技(ji)」、「北京斯(si)科瑞(rui)(rui)化工(gong)」等(deng)。
除了FDM工藝,DLP和SLA技術(shu)也是非金屬3D打印中的兩種重要(yao)工藝(具體技術(shu)闡述將(jiang)在后文展開),它們使用的耗材(cai)則是光敏樹(shu)脂。這(zhe)類材(cai)料的制造工藝難度以(yi)及成本都(dou)相對(dui)較高,高質量液(ye)態光敏樹(shu)脂仍然依賴進(jin)口也需要(yao)從(cong)國外(wai)進(jin)口。
在光敏樹脂(zhi)材(cai)料(liao)研(yan)發(fa)生產(chan)領(ling)域,有「廣州雙力」這類既生產(chan)_塑料(liao)絲和光敏樹脂(zhi)的(de)(de)公(gong)司(si),也有專注光敏樹脂(zhi)材(cai)料(liao)的(de)(de)公(gong)司(si),如(ru)(ru)「力邦(bang)新材(cai)料(liao)」、「正邦(bang)科技」、「雅(ya)霖(lin)特種材(cai)料(liao)」等。另外,也會有3D打印設備(bei)和服(fu)務的(de)(de)公(gong)司(si)會涉及到該(gai)材(cai)料(liao)的(de)(de)研(yan)發(fa),如(ru)(ru)36氪曾報道(dao)的(de)(de)「塑成科技」、「清鋒時代」、「UNIZ」。
除了(le)這些(xie)主流材(cai)料(liao),也還有公司(si)把目(mu)光投(tou)向了(le)特(te)種(zhong)材(cai)料(liao),如「飛(fei)亞(ya)新材(cai)料(liao)」開發(fa)(fa)了(le)聚芳醚醚腈(jing)(PEEN)特(te)種(zhong)高分子(zi)材(cai)料(liao)、「隨身(shen)科(ke)技」研發(fa)(fa)了(le)石墨烯(xi)尼龍(long)復合(he)材(cai)料(liao)、「晗宇科(ke)技」開發(fa)(fa)了(le)高精密度3D打印石蠟耗材(cai)。
2、非金屬3D打(da)印設備
現在主流的非金屬(shu)3D打(da)印技(ji)術有:熔積成(cheng)型法(FDM)、立體光(guang)(guang)固化(hua)成(cheng)型技(ji)術(SLA)、數字光(guang)(guang)投影技(ji)術(DLP)、非金屬(shu)激光(guang)(guang)粉末(mo)燒結(SLS)。
(1)熔積成型法(FDM)
熔(rong)融沉(chen)積成型法(FDM,Fused Deposition Modeling),這(zhe)種(zhong)工藝是(shi)通過將絲(si)狀材(cai)料(liao)如(ru)熱塑性塑料(liao)、蠟(la)或金屬的熔(rong)絲(si)從加熱的噴(pen)嘴擠(ji)出,按(an)照零(ling)件(jian)每一層的預定軌跡,以固定的速率進行熔(rong)體(ti)沉(chen)積。主要(yao)用(yong)途是(shi)塑料(liao)件(jian)、鑄造(zao)用(yong)蠟(la)模、樣件(jian)或模型制造(zao)。但(dan)相對于其他幾種(zhong)工藝,加工精度低、時間(jian)較長。
FDM不用激光,使用、維護(hu)簡(jian)單(dan),成(cheng)本低,可以滿足(zu)消費(fei)級客戶的DIY要求(qiu)(qiu),也能(neng)滿足(zu)企業低價零件制造以及模(mo)型(xing)制造的要求(qiu)(qiu)。
36氪(ke)曾(ceng)報(bao)道(dao)過的(de)「創想(xiang)三維」就(jiu)是一家桌(zhuo)面(mian)級3D打印機廠商,主(zhu)要提(ti)供用(yong)于(yu)家庭場景的(de)FDM桌(zhuo)面(mian)級3D打印機硬件產品和耗材,年(nian)出(chu)貨量(liang)50萬臺,全(quan)年(nian)營(ying)收的(de) 90% 以上來自(zi)于(yu)海外(wai)市(shi)場。除此之外(wai),公司創想(xiang)三維也(ye)研發了大型3D打印設備(bei)以及桌(zhuo)面(mian)級光固化打印機,在工業級打印同樣也(ye)所(suo)有涉及。同樣針對消費(fei)級桌(zhuo)面(mian)3D打印的(de)公司,36氪(ke)還(huan)曾(ceng)報(bao)道(dao)過「Snapmaker」。
除了消費級桌面打印機,更(geng)多的(de)公(gong)司瞄(miao)準的(de)是(shi)FDM工業級3D打印市(shi)場。比如「弘瑞3D打印」、「復志(zhi)Raise 3D」、「PMAX巨影」、「海芯科技」等。
(2)立體光固化成型(SLA)和數字光處理(DLP)
立體(ti)(ti)光(guang)固化成(cheng)型(xing)(SLA),是使用(yong)激(ji)光(guang)束在液態樹脂表(biao)面勾畫(hua)出物(wu)體(ti)(ti)的(de)第一(yi)層(ceng)形(xing)狀(zhuang),然后制作(zuo)平臺下降一(yi)定的(de)距離(0.05-0.025mm之(zhi)間),再讓固化層(ceng)浸入(ru)液態樹脂中,如此反(fan)復。使用(yong)的(de)樹脂是光(guang)敏樹脂,激(ji)光(guang)束照射后會(hui)形(xing)成(cheng)固態。
在SLA 3D打印領(ling)域,「聯泰科技(ji)」擁有(you)較高的知(zhi)名度,據其官網(wang)介紹聯泰科技(ji)目前擁有(you)國內立體光固化(hua)(SLA)3D 打印技(ji)術最(zui)大份額的工(gong)業領(ling)域客戶群,國內市場(chang)占有(you)率超過 60%。產(chan)品已被廣泛應用(yong)于手(shou)板 模具、鞋業、口腔醫療、文化(hua)創意(yi)、汽車(che)、電(dian)子以(yi)及教育科研等(deng)多(duo)個應用(yong)及行業領(ling)域。
另外,「中瑞科技」也在(zai)光(guang)(guang)固(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)3D打(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)機方面有所積(ji)累,盡(jin)管該(gai)公司(si)SLA光(guang)(guang)固(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)、SLM選(xuan)區激光(guang)(guang)熔化(hua)(hua)、SLS尼龍(long)粉(fen)末燒結和(he)FMS鑄造砂模(mo)和(he)AMC陶(tao)瓷都有打(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)設(she)備,還(huan)提供相配(pei)套的3D打(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)材(cai)料和(he)3D打(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)軟件,但光(guang)(guang)固(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)3D打(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)機的種類最多。同時,公司(si)也有涉(she)及(ji)SLM金屬打(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)機。其他集中在(zai)SLA光(guang)(guang)固(gu)(gu)(gu)化(hua)(hua)3D打(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)的公司(si),還(huan)包括「東(dong)莞鴻泰」、「深圳金石」、「嘉興善維」、「佛山嗎卡」。
數字光(guang)處理(li)(DLP),使用(yong)的(de)(de)(de)耗材和SLA一樣,都是光(guang)固化樹(shu)脂(zhi)。DLP與SLA最大的(de)(de)(de)不同在于,DLP用(yong)的(de)(de)(de)是投影儀的(de)(de)(de)數字光(guang)源,SLA用(yong)的(de)(de)(de)是激光(guang)頭。正(zheng)因為如此,DLP一掃(sao)就(jiu)是一片,SLA成(cheng)形只能靠一個(ge)激光(guang)點。比(bi)較(jiao)典(dian)型(xing)的(de)(de)(de)企業有「迅實科(ke)技」,該(gai)公司(si)擁有針對珠寶設計、齒科(ke)等(deng)多種行業應用(yong)的(de)(de)(de)多款打印機。以(yi)及(ji)「黑格智造」,該(gai)公司(si)以(yi)“DLP+”在智能化、打印精(jing)度、成(cheng)型(xing)速(su)度、穩定性、成(cheng)型(xing)幅面(mian)上,相較(jiao)于傳統(tong)DLP有了較(jiao)大的(de)(de)(de)提升,讓(rang)使用(yong)該(gai)技術(shu)的(de)(de)(de)設備更(geng)加適合大規模的(de)(de)(de)終端產(chan)品,包括牙齒矯正(zheng)套(tao)、消(xiao)費類(lei)電子產(chan)品等(deng)的(de)(de)(de)生產(chan)。
光固化技(ji)術相(xiang)較(jiao)于FDM來說,最主要(yao)的優勢就是精度(du)更高,速度(du)更快(kuai)。
目前3D打(da)印(yin)(yin)企業仍然面對(dui)成本(ben)較高,盈(ying)利較難的困境。很大一(yi)部分原因就在于(yu),打(da)印(yin)(yin)速(su)度(du)難以跟上,效(xiao)率(lv)較低。于(yu)是兼顧(gu)精度(du),提升速(su)度(du)的打(da)印(yin)(yin)方案開始越來越被關注,有企業對(dui)傳統(tong)對(dui)光固化技術(shu)進行革新已(yi)達到更快(kuai)速(su)度(du)的目的。
10月中旬,美國西北大(da)學在《Science》上發表了(le)的(de)新一代高速、大(da)尺(chi)寸、光固化的(de)3D打印(yin)技術(shu)HARP (high-area rapid printing)技術(shu)的(de)技術(shu)論文。科學家們(men)也(ye)以(yi)此(ci)創辦了(le)Azul 3D公司(si)。
據南極(ji)熊(xiong)3D打(da)印(yin)報(bao)道,HARP技術采用垂直打(da)印(yin),用紫外線(xian)將(jiang)液(ye)態樹(shu)脂(zhi)固(gu)化(hua)為硬化(hua)的(de)(de)塑料(liao)。此(ci)過(guo)程可(ke)以(yi)打(da)印(yin)出堅硬、有(you)彈性甚至陶瓷。與其他3D打(da)印(yin)技術常見(jian)的(de)(de)疊層結構相(xiang)反,這些(xie)連續打(da)印(yin)的(de)(de)零(ling)件機械性能(neng)很好,可(ke)以(yi)用作汽(qi)車、飛機、牙(ya)科、矯(jiao)形(xing)器(qi)、時尚等(deng)等(deng)的(de)(de)零(ling)件。在(zai)打(da)印(yin)過(guo)程中,HARP采用液(ye)體聚四氟乙烯在(zai)接口上(shang)流動得(de)以(yi)除(chu)去(qu)熱量,然后通過(guo)冷卻(que)單元進行循環。
Azul3D稱自己(ji)的(de)HARP技(ji)術(shu),已經突破了Carbon3D的(de)CLIP技(ji)術(shu)打(da)(da)印速度的(de)最(zui)高(gao)紀錄,Carbon3D是目前(qian)全球3D打(da)(da)印公(gong)司中估值最(zui)高(gao)的(de)企業(ye)之一。它的(de)CLIP技(ji)術(shu)是利用一層(ceng)透(tou)氧膜,隔離(li)光敏樹脂液體和空氣(qi)中的(de)氧氣(qi),實(shi)現高(gao)速、連續的(de)3D打(da)(da)印成型。
2019年(nian)6月(yue),Carbon獲得了(le)E輪(lun)的投資,融資規模高達(da)2.6億美元(yuan)(yuan)(約18億元(yuan)(yuan)人民(min)幣),而估(gu)值則達(da)到了(le)24億美元(yuan)(yuan)(165億元(yuan)(yuan)人民(min)幣)。截止2019年(nian)10月(yue),Carbon3D已經推出了(le)最新一代的高速量產(chan)3D打(da)印機L1,目標就是(shi)大批量生產(chan)應用(yong)的。
在國內,也(ye)有企業在速度上(shang)下功夫。如36氪(ke)曾經報道過的「UNIZ」以 LCD-SLA 光固化(hua)技術為(wei)核心,加上(shang)其(qi)特有的Uni-Directional Peel(UDP,單(dan)向剝離)技術,使得其(qi)打印機(ji)的精度和速度都能保持較高(gao)水平,號稱3D打印速度可達1200mm/h以上(shang)。
還有此前提到的(de)(de)「清鋒時代」則研發了類(lei)似于(yu)光固(gu)化的(de)(de)LEAP?技術,據稱可將(jiang)3D打印速度提升百倍。該(gai)技術搭配公司研發的(de)(de)可量產高(gao)性能彈性材料EM-11,將(jiang)用于(yu)清鋒時代3D打印鞋底的(de)(de)批量生(sheng)產。
同樣要用3D打印技術量產(chan)鞋底的(de),還有「塑成(cheng)科技」,該(gai)公司采(cai)用的(de)是(shi)精度(du)更(geng)高,速(su)度(du)更(geng)快的(de)光固化打印技術,是(shi)傳統(tong)速(su)度(du)的(de)60-90倍。
(3)其他非金屬3D打印技術
SLS,在行(xing)業內(nei)叫做(zuo)粉末(mo)燒結,其可用材(cai)料(liao)包括高分子、金屬、陶(tao)瓷、石(shi)膏、尼龍等(deng)多(duo)種粉末(mo)材(cai)料(liao)。
在尼(ni)龍3D打(da)印(yin)(yin)(yin)中(zhong),「華(hua)曙高(gao)科」是頭(tou)部企業,現有員工超過280人,其(qi)中(zhong)研(yan)發人員超過 40%,公司共申(shen)請專利超過百項,獲(huo)得(de)專利授權近百項,同時研(yan)發金屬3D打(da)印(yin)(yin)(yin)設備及(ji)尼(ni)龍等高(gao)分子3D打(da)印(yin)(yin)(yin)材料(liao)。此(ci)外,該公司在金屬3D打(da)印(yin)(yin)(yin)領域也有所涉及(ji)。
3DP工藝與SLS工藝類(lei)似,采用(yong)粉(fen)末材料(liao)成(cheng)(cheng)形,如陶瓷粉(fen)末,金屬粉(fen)末。不(bu)同的是材料(liao)粉(fen)末不(bu)是通過燒結(jie)連接起來的,而是通過噴頭用(yong)粘接劑(ji)(如硅膠)將零件(jian)的截面“印(yin)(yin)刷”在(zai)材料(liao)粉(fen)末上面。如「寧夏共享集團」就采用(yong) 3DP 工藝“逐層疊(die)加、增材制造”,把鑄(zhu)造所用(yong)的砂芯(xin)砂型(xing)直接打印(yin)(yin)成(cheng)(cheng)形, 已經建(jian)設了3D打印(yin)(yin)智能工廠(chang)。
三、3D打印服務
說(shuo)起3D打印(yin)(yin)服(fu)務(wu),這里我們將其(qi)拆分成兩類(lei),一類(lei)是(shi)3D打印(yin)(yin)供(gong)應鏈企業,它(ta)們為(wei)3D打印(yin)(yin)提供(gong)后處(chu)理(li)等服(fu)務(wu),為(wei)3D打印(yin)(yin)生(sheng)產(chan)(chan)提供(gong)相關軟件(包括控制系統(tong))及(ji)相關解決方(fang)案(an);另一類(lei)則本身不生(sheng)產(chan)(chan)3D打印(yin)(yin)所(suo)需(xu)的材料及(ji)打印(yin)(yin)機產(chan)(chan)品(pin),而是(shi)提供(gong)解決方(fang)案(an)設計、直接的打印(yin)(yin)服(fu)務(wu)、以及(ji)交(jiao)易平臺。
(1)軟件及(ji)系統(tong)解決方案供應商
3D打印產線不僅(jin)需(xu)要3D打印硬件產品,同樣(yang)也需(xu)要軟件系(xi)統(tong)的配合。多(duo)數3D打印設(she)備(bei)廠(chang)商會自行研發或(huo)是二次(ci)開(kai)發相關的軟件系(xi)統(tong)。市面上仍有專業的廠(chang)商,提供相關方案。
如新三(san)板上市公司「金橙子」科(ke)技(ji)(ji)自主(zhu)研發了3D打(da)(da)印(yin)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong),該公司的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)卡集振鏡控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、激光控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、運(yun)動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、傳(chuan)感器反饋(kui)于一(yi)體,并(bing)同時(shi)高(gao)精密校正方(fang)(fang)案(an)、多機(ji)(ji)(ji)加工方(fang)(fang)案(an)、多種路徑(jing)規劃方(fang)(fang)案(an);「 創必得科(ke)技(ji)(ji)」自主(zhu)研發了赤兔系(xi)(xi)(xi)列主(zhu)控(kong)(kong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)和切片軟件,最早實現了 3D 打(da)(da)印(yin)脫機(ji)(ji)(ji)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)及多機(ji)(ji)(ji)器分布(bu)式控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)解決方(fang)(fang)案(an);「空靈智能(neng)」推出的(de)(de)主(zhu)板品牌(pai)「魔印(yin)」,該產品搭載了實時(shi)監控(kong)(kong)傳(chuan)輸技(ji)(ji)術,和打(da)(da)環檢(jian)測(ce)技(ji)(ji)術,使得傳(chuan)統(tong)(tong) 3D 打(da)(da)印(yin)機(ji)(ji)(ji)可以實現互聯網打(da)(da)印(yin)同時(shi)擁有自我(wo)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng),客戶可通過手機(ji)(ji)(ji) app 對(dui) 3D 打(da)(da)印(yin)機(ji)(ji)(ji)進行遠程操控(kong)(kong)。同樣(yang)的(de)(de)3D 打(da)(da)印(yin)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)供應商,還有「謙(qian)輝信息」、「 晉原銘(ming)科(ke)技(ji)(ji)」。
(2)3D打印(yin)后處理
3D打印(yin)(yin)(yin)后處(chu)(chu)理是3D打印(yin)(yin)(yin)重要(yao)的步驟,直(zhi)接使用3D打印(yin)(yin)(yin)出(chu)來的物品只(zhi)是一個(ge)半(ban)成(cheng)品,有(you)(you)些表面會比較(jiao)粗(cu)糙,需(xu)要(yao)打磨(mo)拋(pao)光,有(you)(you)些需(xu)要(yao)噴涂、上(shang)色(se);金屬制品需(xu)要(yao)退火、處(chu)(chu)氣、固化(hua)。經過后處(chu)(chu)理,3D打印(yin)(yin)(yin)產品才能最終送(song)到客戶手里。
今年10月,英國3D打(da)印(yin)后(hou)處理初創公司「Additive Manufacturing Technologies(AMT)」宣布完(wan)成(cheng)520萬美元的(de)A輪融(rong)資(zi)。去年,德(de)國專注于SLS聚合(he)物(wu)3D打(da)印(yin)后(hou)處理創業公司「DyeMansion GmbH」獲(huo)得了500萬美元的(de)A輪投資(zi)。
國內后(hou)(hou)處(chu)理(li)(li)(li)廠(chang)商并不多(duo),就在2019年10月,南極熊曝光(guang)了(le)一(yi)個專門做(zuo)尼(ni)龍/TPU等材料3D打印(yin)后(hou)(hou)處(chu)理(li)(li)(li)的(de)國產廠(chang)商——「東莞德(de)為(wei)(wei)智能(DYEWIN)」。他們自主研發(fa)的(de)3D打印(yin)零件表面處(chu)理(li)(li)(li)及3D打印(yin)零件染色(se)等后(hou)(hou)處(chu)理(li)(li)(li)系(xi)統(tong),這一(yi)套(tao)清粉+表面精細處(chu)理(li)(li)(li)+染色(se)的(de)系(xi)統(tong)價(jia)格僅為(wei)(wei)國外同類進口產品(pin)的(de)20%。此外,還有「 蘇州諾(nuo)曼(man)比(bi)爾(er)材料」專注金屬等材料的(de)3D打印(yin)后(hou)(hou)處(chu)理(li)(li)(li)。
(3)消費端3D打印服務及3D打印平臺(tai)
在消費端(duan),有公(gong)司專注于3D設計(ji)(ji)軟(ruan)件和設計(ji)(ji)服務。比如(ru)「中望(wang)龍騰軟(ruan)件」 就開發了3D One 系列三維創意設計(ji)(ji)軟(ruan)件 ,主要面對(dui)教育領域。另(ling)外面對(dui)教育市場的(de)(de)提供設計(ji)(ji)軟(ruan)件及相應(ying)解決方案的(de)(de)公(gong)司還有「 遨(ao)為數字技術 」、「樂伴科技」、「 張飛(fei)打印」。
也(ye)有提(ti)供產品設(she)計(ji)及打印服務的公司,36氪此前曾介紹(shao)過聚焦(jiao)“3D 打印+文創”的 「 上海極臻三維」, 此外聚焦(jiao)3D技(ji)術消費領域(yu)的產品化的公司還有「云(yun)跡創意(yi)設(she)計(ji)」、「 3dans 蛋生」、「 紫(zi)晶(jing)立方科技(ji) 」
在3D打印平臺(tai)方面, 36氪曾介紹(shao)過「云(yun)工(gong)(gong)廠」,“云(yun)工(gong)(gong)廠”的主(zhu)要業務(wu)線包括3D打印、手板加工(gong)(gong)和(he)機械(xie)加工(gong)(gong),開發設(she)計(ji)了專用(yong)于(yu)中小批量產(chan)(chan)品加工(gong)(gong)的標準(zhun)化流程,將傳統制造和(he)互聯(lian)網(wang)連(lian)接,可以實現線上下(xia)單(dan)、自動(dong)報價(jia)、實時跟蹤(zong)生產(chan)(chan)進度和(he)快速交(jiao)付產(chan)(chan)品的制造。
新三板上市企業「先臨三維」也有(you)3D打(da)(da)印(yin)(yin)服務(wu)的子(zi)公(gong)司(si)「云打(da)(da)印(yin)(yin)」,云打(da)(da)印(yin)(yin)打(da)(da)造(zao)了“3D 打(da)(da)印(yin)(yin)+互(hu)聯網(wang)+物聯網(wang)(IOT)+人工智能(AI)”的技術平臺,打(da)(da)造(zao) C2M 和線(xian)上線(xian)下相(xiang)結合的 3D 打(da)(da) 印(yin)(yin)分(fen)布式服務(wu)模式。公(gong)司(si)已在浙江、江蘇、南等 全國多個省份的地方(fang)政府(fu)或園區合作,建立了十幾家(jia)線(xian)下 3D 打(da)(da)印(yin)(yin)服務(wu)中心。類似的提供 3D 打(da)(da)印(yin)(yin)云平臺的公(gong)司(si),還(huan)有(you)「易速普瑞」、「南京 1001 號」、「創(chuang)想智造(zao) 3D 打(da)(da)印(yin)(yin)網(wang) 」、「魔猴網(wang)」等。
此外,還有相關(guan)的垂(chui)直媒體(ti)服務于(yu)行業內外的3D打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)關(guan)注者(zhe)。比如「南極熊(xiong)3D打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)網」,該平臺報道(dao)全球(qiu)最新的3D打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)資訊,定期輸出(chu)3D打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)的研究報告,舉辦(ban)行業內交流(liu)會(hui)議,也為3D打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)相關(guan)企業提供咨(zi)詢服務。與它(ta)類(lei)似,還有「3D打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)世(shi)界」、「3D科學谷」、「3D打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)技術參(can)考」等。
四、3D打印的應用
3D打(da)印的應用非(fei)常廣泛(fan),現今最熱門的當(dang)屬醫(yi)療3D打(da)印。
醫療3D打(da)印有(you)著(zhu)數十億美(mei)元的(de)(de)想象空間。從微小的(de)(de)細胞組織,到大體積的(de)(de)骨骼,都是3D打(da)印未來的(de)(de)“戰場(chang)”。
醫療3D打印(yin)(yin),首先是用計算機建立三維(wei)模型,數據傳輸至打印(yin)(yin)機,由打印(yin)(yin)機逐層打印(yin)(yin)截(jie)(jie)面,最后(hou)各截(jie)(jie)面粘合(he)起(qi)來完成塑型。
我們可以(yi)從落地的難易(yi)程度,把醫療3D打印劃分為兩部分:
骨科植(zhi)入物(wu)(wu)、口腔修復、定制化假肢、手術導(dao)板、內植(zhi)入物(wu)(wu),此(ci)類非(fei)生(sheng)物(wu)(wu)3D打印技術,技術更為(wei)成熟,更加貼近臨床,應用(yong)場景(jing)明確,是玩家(jia)們主要聚集的細分(fen)賽道;
細胞(bao)組(zu)織甚至器官組(zu)織的3D打印(yin)(yin),還有漫長的技術研(yan)發之路,是醫(yi)療3D打印(yin)(yin)的進(jin)階階段,水面上的國(guo)內玩家(jia)僅(jin)有五家(jia)。
(1)最引(yin)人注目的(de)板(ban)塊莫過于骨科植入物(wu)
公開數據(ju)顯示,骨(gu)科植(zhi)入物(wu)占整個植(zhi)入物(wu)市場規(gui)模(mo)的93%之(zhi)多(duo),預計2022年(nian)骨(gu)科植(zhi)入物(wu)的市場規(gui)模(mo)高達290億元。目前(qian)國(guo)內(nei)企業已經有一(yi)些產品獲(huo)批上市,也有與醫院合作手術的成功案(an)例。
國(guo)內主要集中(zhong)在金屬和高分子(zi)材料(liao)(liao)上,國(guo)際(ji)上,多數國(guo)外廠商采用(yong)的是羥基磷灰石(shi)和聚乳酸復合材料(liao)(liao),還(huan)有(you)一(yi)些骨科輔助器械則采用(yong)的是石(shi)膏或樹脂材料(liao)(liao)。
舉幾個例子,「愛康醫療」的(de)(de)3D ACT鈦合金骨(gu)小梁髖臼杯在2015年獲得了上市許可;「艾科(ke)賽龍(long)」也聚焦(jiao)3D打印骨(gu)科(ke)耗材(cai),它(ta)的(de)(de)特點是具備(bei)介(jie)入式手(shou)術的(de)(de)導(dao)航板(ban)方(fang)案,幫(bang)助掃除手(shou)術盲區(qu);「 歐比雅(ya)」與廣州醫科(ke)大學(xue)附屬第三醫院合作,幫(bang)助一名有十(shi)年病史的(de)(de)踝關(guan)節(jie)慢性骨(gu)髓炎患者置換病灶骨(gu)骼。
通常我們(men)有一些維度(du)去評價骨(gu)科植(zhi)入物的(de)技術(shu)水(shui)平:材質(zhi)的(de)抗磨損性能和(he)生物相容性、孔隙率、摩(mo)擦系數、旋(xuan)轉活動度(du)(分散應力)、鉸(jiao)鏈機制(防脫易植(zhi)入)、承重方(fang)式(損耗程度(du))、補塊墊塊的(de)豐富性(骨(gu)缺損處理方(fang)案的(de)豐富性)、手(shou)術(shu)及翻修策略等等。
(2)風口上的(de)隱形牙套,正是3D打印(yin)的(de)成果
3D打印(yin)的(de)另一個細(xi)分賽道(dao)是數(shu)字(zi)化口腔修(xiu)復,現(xian)在(zai)技術已(yi)經可以(yi)制作種植牙、義齒、正畸產品(pin)等等,還可以(yi)達成(cheng)相(xiang)關關節紊(wen)亂病的(de)治療修(xiu)復。
隱(yin)形正(zheng)畸正(zheng)處于投資風(feng)口,正(zheng)畸量在近幾年來有(you)著爆(bao)發式的(de)(de)增長(chang),診所的(de)(de)毛(mao)利(li)率通(tong)常在50%-75%。而隱(yin)形正(zheng)畸所用的(de)(de)隱(yin)形牙套(tao),正(zheng)是3D打印的(de)(de)成果。
3D打印可以帶給用戶個(ge)性(xing)化(hua)的精準矯(jiao)形,掃描儀掌握(wo)數字化(hua)地口(kou)腔(qiang)狀況,建立個(ge)性(xing)化(hua)的口(kou)內3D數字模(mo)型(xing),從而生產出(chu)“量身定(ding)制”的隱(yin)形牙套。根據(ju)平安證券口(kou)腔(qiang)報告測算(suan),2017年中國(guo)國(guo)正畸病例大約206萬(wan)例,每例按12000元計算(suan),則中國(guo)正畸市場規模(mo)在 250億左右。
對于義(yi)齒(chi)廠而言,3D打(da)印機不僅能夠實現(xian)人工替代,還能夠提高生產(chan)(chan)效率(lv)和品質。全國有4000多(duo)家義(yi)齒(chi)廠,隨著產(chan)(chan)業的升級、進口替代的加速,未(wei)(wei)來將有更(geng)多(duo)的3D打(da)印機進入義(yi)齒(chi)廠,未(wei)(wei)來五(wu)年市場(chang)規模有望超(chao)10億(yi)。
以往困(kun)擾口腔醫生的是(shi),初期設計(ji)的輪廓外形總是(shi)很難(nan)與最終得到的修復(fu)體一(yi)致,而(er)3D打(da)印就很好地(di)解決了(le)這個問(wen)題(ti)。3D打(da)印的目標修復(fu)體導(dao)(dao)板,可(ke)以將(jiang)修復(fu)藍圖可(ke)視化地(di)呈現(xian)出(chu)來,根據導(dao)(dao)板打(da)印而(er)成的修復(fu)體,可(ke)以做到高精準度,讓(rang)“理想”和“現(xian)實”達(da)成一(yi)致。
還有一(yi)些公(gong)司擅長三維數據采集(ji),為醫(yi)(yi)院提供手(shou)(shou)術(shu)(shu)前規劃方案(an),用可視(shi)化的(de)圖像(xiang)模擬(ni)手(shou)(shou)術(shu)(shu),幫助(zhu)醫(yi)(yi)生(sheng)更好地(di)操(cao)作演練。這個賽(sai)道上,「浙江德(de)爾達(da)」的(de)做法是,通過對病(bing)患部(bu)位的(de)三維重建,設計手(shou)(shou)術(shu)(shu)導板,手(shou)(shou)術(shu)(shu)導板就像(xiang)是一(yi)個“手(shou)(shou)術(shu)(shu)用的(de)地(di)圖”,讓醫(yi)(yi)生(sheng)可以通過實體模型(xing)來規劃手(shou)(shou)術(shu)(shu);「即刻叁醫(yi)(yi)療(liao)」將3D技術(shu)(shu)應用在了血管外科(ke)、肝膽外、腫瘤(liu)、頜面外科(ke)。
數(shu)字化口(kou)腔賽道的(de)公司相(xiang)對較多,包(bao)括此(ci)前文章提(ti)及的(de)「迅實科(ke)技」、「瑞通(tong)生物」、「UNIZ」、「 黑格智(zhi)能」、「精唯(wei)信(xin)誠(cheng)」、「長朗智(zhi)能」等(deng)。
(3)世界首顆3D打印心臟(zang)誕(dan)生(sheng)
"醫療3D打(da)印(yin)的(de)進階階段(duan)",就是(shi)細胞組(zu)織甚至器(qi)官組(zu)織的(de)3D打(da)印(yin)。
今(jin)年(nian)4月15日,以(yi)色列特拉維夫大學研究人員(yuan)宣布成功3D打(da)印出世界(jie)首(shou)顆“完整(zheng)”心臟的新(xin)聞(wen)轟動(dong)全球。一夜之間,“3D打(da)印器(qi)官”仿佛觸(chu)手可及,器(qi)官移植供體緊(jin)缺似乎不再是問題。
然而冷靜下(xia)來,我們(men)會發現:這(zhe)個(ge)“心臟”很小,并(bing)非人(ren)類尺寸;血(xue)管系統并(bing)不(bu)完整,毛細血(xue)管未被打印出來;此(ci)“心臟”尚(shang)不(bu)具備泵血(xue)功能。
盡管距真正可移(yi)植的心臟還有一段距離(li),但是這顆心臟的誕生,仍然(ran)引起(qi)了巨(ju)大的轟動。為(wei)什么(me)呢?答案(an)是,它與組織工程構建技(ji)術有關。
經(jing)典組織工程構建首先需(xu)要兩類材(cai)(cai)料(liao)——種子細胞和支架(jia)材(cai)(cai)料(liao)。支架(jia)材(cai)(cai)料(liao)顧名思(si)義,起到的即“支撐(cheng)”作用。它(ta)為種子細胞提供生長(chang)和發(fa)揮生物學功能的場所(suo),需(xu)要具(ju)有(you)模(mo)仿(fang)天然(ran)組織的構建性(xing)能。種子細胞則(ze)是在支架(jia)材(cai)(cai)料(liao)上聯結、生長(chang)成所(suo)需(xu)組織、器官的單位。
怎樣(yang)(yang)的(de)支架材料(liao)無(wu)毒、無(wu)免疫原(yuan)性(xing),具有良好(hao)的(de)生物(wu)相容性(xing)、合適(shi)的(de)生物(wu)降(jiang)解(jie)性(xing),同(tong)時適(shi)合細胞(bao)生長(chang)?怎樣(yang)(yang)獲得多功能(neng)干(gan)細胞(bao),并使其定(ding)向分化(hua)成所(suo)需的(de)種子(zi)細胞(bao)?如何維持所(suo)獲組(zu)織、器(qi)官(guan)的(de)細胞(bao)活(huo)性(xing)?怎樣(yang)(yang)令打印出的(de)組(zu)織/器(qi)件(jian)功能(neng)化(hua)?這些都是(shi)擺在科學家和企業面前(qian)的(de)問(wen)題。
特拉維夫大學研究人(ren)員即是解決了部(bu)分這些問(wen)題后,打印出(chu)了具有細胞、血管、心室和心房的“完(wan)(wan)整(zheng)”心臟。這同時意味著,結構更(geng)簡單的耳(er)朵、氣管、血管等組織器官可以(yi)完(wan)(wan)全重現。無排異的組織移植或許能(neng)先一步到來(lai)。
目前,36氪收集的(de)公開(kai)資(zi)料顯示,全球生物(wu)(wu)3D打(da)印(yin)的(de)市場規模在(zai)30億(yi)元(yuan)左右,全球領先的(de)生物(wu)(wu)3D打(da)印(yin)公司(si)包括(kuo)美(mei)國(guo)的(de)「Organovo」、日(ri)本的(de)「Cyfuse Biomedical」、加拿大(da)的(de)「Aspect Biosystems」等。而(er)國(guo)內從事(shi)器官、血管等組織工程(cheng)3D打(da)印(yin)的(de)企(qi)業,僅有數家,分別為(wei):「上普生物(wu)(wu)」、「邁普醫學」、「捷諾飛生物(wu)(wu)科技(ji)」、「尤尼科技(ji)」、「藍光英(ying)諾」等。
FDM和光(guang)固(gu)化是目前(qian)較為主(zhu)流的(de)打(da)(da)印技術(shu),上述”心臟(zang)“即是FDM技術(shu)下打(da)(da)印出來的(de)。光(guang)固(gu)化技術(shu)的(de)優勢(shi)在于成型容(rong)易,但(dan)是容(rong)易產生毒性問題。
細胞打印產(chan)(chan)業化的(de)(de)難(nan)點,除了技術,還有倫理道德乃(nai)至風險控(kong)制。社會對(dui)此類產(chan)(chan)品的(de)(de)接受程度、生產(chan)(chan)過程中可能(neng)帶(dai)來(lai)的(de)(de)病毒等風險,也(ye)在(zai)一定程度上制約了行業的(de)(de)發展。
據悉,現在企(qi)業(ye)提供的業(ye)務多(duo)為:生(sheng)物(wu)(wu)3D打(da)印(yin)機的定(ding)(ding)制(zhi)、售賣;生(sheng)物(wu)(wu)墨(mo)水(shui)等(deng)其他耗材的定(ding)(ding)制(zhi)、售賣;生(sheng)物(wu)(wu)仿真模型(xing)的打(da)印(yin)服(fu)務等(deng)。目(mu)前行業(ye)內可(ke)降(jiang)解組織(zhi)工(gong)程支(zhi)架的打(da)印(yin)相對成熟,細胞、組織(zhi)、器官的3D打(da)印(yin)處于科研應用階段(duan)的居(ju)多(duo)。
短(duan)期上看,生(sheng)物(細胞)3D打印(yin)比較現(xian)實的落(luo)地場景(jing)在于,打印(yin)具有單一功(gong)能的類(lei)組(zu)織來進行體(ti)外藥(yao)檢、病毒(du)理測試,乃至化妝品、保(bao)健品的效果測試。往遠(yuan)了看,即最終(zhong)應是實現(xian)器官移植,造福人類(lei)。
隨著技(ji)術的(de)日(ri)益(yi)成熟,3D打印產品的(de)生產制(zhi)作或許將不再是最大難題。行(xing)業(ye)玩家們共同面臨的(de)問題,其實(shi)是政策審批的(de)問題。
由于醫療3D打印產(chan)(chan)品(pin)可能(neng)會直接用于人體,且產(chan)(chan)品(pin)都是(shi)根據患(huan)者情(qing)況(kuang)(kuang)個性化定(ding)制的(de),每位患(huan)者的(de)情(qing)況(kuang)(kuang)都會有所不同,所以對它的(de)審批是(shi)非常(chang)嚴格謹慎的(de),相關政策滯(zhi)后于技術。
3D打印(yin)產品以(yi)往沒有(you)適用的取證(zheng)規范(fan),定制化的產品導(dao)致取證(zheng)成(cheng)本(ben)很(hen)大,用在(zai)每一個身體部位都(dou)需(xu)要申請一張醫療器械證(zheng),取證(zheng)成(cheng)本(ben)極高。
最新的動態是,今年(nian)7月(yue)國家出臺了一項新政策,預計能為醫療3D打印帶來強心劑。
這項新(xin)政是《定制(zhi)式醫(yi)療器械監(jian)督管理規(gui)(gui)定(試行)》,規(gui)(gui)定了定制(zhi)式醫(yi)療器械的(de)備案管理、設計加工(gong)、使用管理、監(jian)督管理的(de)規(gui)(gui)范(fan),從明年1月(yue)1日起施行。
縱觀整個3D打印市場,其應用范(fan)圍非常廣泛(fan),從醫用至(zhi)工業至(zhi)消費,都(dou)可以看到(dao)3D打印的身影。
醫(yi)用領域包括醫(yi)用手術(shu)導(dao)板、醫(yi)療植(zhi)入物(wu)、齒科模型及相關(guan)矯正設備、金(jin)屬(shu)牙(ya)冠等物(wu)件的(de)制(zhi)造;
工業方面,有工業產品設計開發、復雜(za)小(xiao)型金(jin)屬精密零(ling)件(jian)、航空(kong)航天復雜(za)金(jin)屬構件(jian)、飛機大型復雜(za)金(jin)屬構件(jian)、航空(kong)航天領域用工程塑料零(ling)部(bu)件(jian)、汽車、家電等領域零(ling)部(bu)件(jian)制(zhi)造、鑄(zhu)造用蠟模制(zhi)作以及建(jian)筑建(jian)造;
在消(xiao)費領域(yu)則包括,手(shou)辦制(zhi)作(zuo)(zuo)、珠(zhu)寶(bao)設(she)計與制(zhi)作(zuo)(zuo)、創意產品(pin)制(zhi)作(zuo)(zuo)與生產、以及食(shi)品(pin)制(zhi)作(zuo)(zuo)等。
這篇文章,36氪只盤(pan)點(dian)了最熱門的醫療3D打印。接下來,36氪還(huan)將聚焦3D打印在(zai)其他行業的應用,進行分析(xi)和盤(pan)點(dian)。
制圖:chuyi
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