3D打印前景分析及商业市场化发展趋势的研究与探索
摘 要：近年来3D打印技术在国内外得到快速发展，各大制造商争相在该技术寻求创新突破，为3D打印技术带来了新的发展趋势，尤其在商业市场。研究通过市场对3D打印技术的需求和近几年市场规模和销售总额的变化进行分析，研究并探索出适应市场发展的3D打印技术。这项技术引入市场，不仅能缩短产品生产周期，提高产品质量，降低产品开发风险，还能让材料无限组合为公司生产出优质、美观、个性的产品，甚至颠覆商品市场的应用和规模，大大提升产品在市场中的竞争力。
关键词：3D打印技术；发展趋势；商业市场；创新
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）01-00-02
0 引 言
3D打印技术作为近年来发展最迅速的十大工业技术之一，主要应用于工业、文化创意和数码娱乐、建筑工程、科学研究以及个性化定制等领域。它的发展大力推动了传统制造业设计模式的发展。在我国，由于国家政策的推动使3D技术得到广泛关注，同时也为推广3D技术提供了良好的条件，从而说明了它具有较为广阔的发展前景。当今社会发展迅速，人类逐渐作为数据的驱动者和创造者，物质的需求条件也随时代变化而变化，更多的人想让生活用品摆脱传统制造工艺的束缚，把创意变成实物，增添生活色彩。三维3D打印技术在满足人们需求的条件下，要顺应时代产生更多的创新思维来满足市场需求和人们的个性化需求。我们通过对各市场的需求和境况作出分析，得出目前3D技术在各行业的发展近况和未来发展趋势。研究近几年市场规模和销售总额的变化，得出能适应市场需求的3D技术。
1 市场对低成本3D打印制作的需求
3D能将复杂结构快速构造，不需繁杂的工具和工艺条件，因此3D技术在风格各异的市场平台能够大显身手。通过分析3D技术在典型市场的应用来判断各类市场对3D技术的应用和需求状况。
（1）在工业制造市场：利用3D技术可以为公司设计出独特的产品概念，通过概念进行产品原型制作，再经过专业团队评审后制作模具原型，最后打印出工业产品。
（2）文化创意和数码娱乐市场：3D技术能充分展现事物形状和结构的复杂性，它是艺术最好的表达载体。
（3）食品市场：据报道，巧克力打印已经在研究中，相信在不久的未来，很多借助3D技术的食品将会问世。
（4）个性化定制市场：每个人都有自己的个性和风格，我们都希望自己是与众不同的。因此希望自己的生活用品有独特的风格3d打印行业的商业模式，而3D专属设计就是我们最好的选择。
（5）生态保护：随着科技的发展，我们的生活越来越便捷，但随之而来的是，许多稀有物种由于环境污染已经灭绝，而3D技术能为它们模拟出适应的环境，按照模型规划给生物一个安全舒适的家。
（6）教育：基于学生的安全和其他原因，无法向学生阐述事实和历史课程，3D技术能帮助实现场景再现，让学生身临其境。比如目前我们无法与恐龙生活在同一时空，但3D动画能让我们亲自去感受恐龙的世界等。
2 3D打印技术在中国的发展现状
近几年，3D技术逐渐占据了市场的半壁江山，各行业纷纷把3D技术作为重要技术引入结构制造设计中。导致这种现象出现的原因在于3D技术在构造设计过程中不需要复杂的工具和工艺条件，在很大程度上减少了商品在生产过程中所需的生产原料和生产程序，提高了商品的市场利润和工作效率。它在构造设计中拥有的巨大优势，加速了全球市场对3D技术的需求。在国内市场，与外商相比，国内投入的技术和资金仍然不够，这样的现状无法满足人们日益丰富的需求，但也因此为3D技术发展和实施提供了有利的发展条件。
从美国咨询公司 查到数据，2011年全球3D打印市场规模为17.1亿美元，2012年的市场规模值为21.4亿美元，2013年全球3D打印市场增长超过了1/3，2016已经达到30.7亿美元，预计到2020年将达到52亿美元。图1所示为通过 查到的数据所作的市场规模发展趋势图。
通过走势图可以明显看出3D技术的应用趋势，从数据中得知，市场规模值正在逐渐增高，市场的规模还会持续发展。从走势图中不断提高的数值可以分析出，3D技术在各领域的应用越来越广泛，市场对3D技术的需求有增无减，需求越大，市场的规模值才会越高，因此3D技术的发展空间很大。
但是仅有强大的发展空间却没有利润收取的3D技术是没有应用价值的，因此我们通过3D技术在行业销售总额的产值来判断它是否有应用价值。
仍然参考 给出的数据，2011年3D技术销售总额达16.8亿美元，2013年为30.7亿美元，2014年为33亿美元，2015年为51.65亿美元。预计到2019年，产值销售总额将突破65亿美元。不同年份的销售总额见表1所列。
由表1数据可以看出，3D打印在全球市场的销售总额随年份的增长而增长，说明随着时代变迁，3D技术能够满足人们的需求，带动经济发展。因此3D技术在这样的条件下体现出其应用价值，并且价值会随时代变换快速增长。我们可以由表看出，若将3D技术应用于市场，将会带来很大的利润，因此可以预测市场对3D技术的需求只增不减，它将带动行业走入一个全新的时代。
3 快速3D打印技术的诞生
在上述条件下，我们研究的是将粉末状金属或者塑料应用于数字模拟图案上的离散堆积3D打印技术，该技术通过逐层打印将图案中的模型打印成实物模型，即增材制造技术。3D技术应用到的材料不仅仅是粉末金属和塑料，常用的还有有机玻璃、尼龙铅粉、陶瓷、彩色材质、树脂和不锈钢。该项目主要应用粉末状金属、塑料和彩色材质。要使用的打印机也有很多种3d打印行业的商业模式，目前使用的打印C是双喷头打印机。双喷头3D打印机实物如图2所示。打印成品如图3所示。
对市场需求进行分析后，研究出了能更好适应市场的3D打印技术。该3D技术具有如下特点：
（1） 可制作金属制品，采用多种复合材料；
（2） 成型工程自动化，制作工艺简单；
（3） 材料利用率高，无需支持材料；
（4） 系统运行安全，维护成本低；
（5） 尺寸精度高，无需化学清理；
（6）缩短设计周期，降低制作成本。
这些特点能够满足市场的需求，为了更好地适应市场，我们还引入了几个新的理念：
（1）平台化和集成化。技术的平台化和集成化可以很大程度缩短产品的生产周期，提高产品开发效率。
（2）标准化。技术标准化是为了让产品拥有统一的行业标准，规范产品的行业性。
（3）可再利用。产品在生产过程中总会存在冗余，而这些冗余基本被浪费了，所以我们将这些冗余材料进行再生产，以减少成本提高利用率。
（4）构件化。提出构件化的理念是为了提高产品质量，降低产品开发风险。
项目的打印生产简化流程图如图4所示。
我们的项目能够应用到广泛的领域中，如建筑领域、汽车领域、商业领域、医疗领域等，但主要的研发领域还是商业领域。我们利用3D技术打印出的3D鞋底部件，可以减少运动者在运动过程中脚上的负担，使运动更加便捷。因此我们的3D打印技术拥有非常有利的自身优势和利于我们发展的有利外部条件。
4 结 语
3D打印技术能将高效、迅速、精确、低成本的优势引入到商业技术中，提高市场的竞争优势。应用该技术不仅能扩大市场规模，提高销售总额，还能满足人们的个性化需求和企业低成本需求。这项技术的引入不仅缩短了产品的生产周期、提高了产品质量、降低了产品开发风险，还能让材料无限组合为公司生产出优质、美观、个性的产品，甚至颠覆商品市场的应用和规模，让产品的市场竞争力大大提升，为国家带来更多收益的同时提高就业率。
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