3D打印年鑒 | 世界主要國家增材制造技術(shù)的發(fā)展

來源：增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟  

導讀：2021年3月，中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布《中國增材制造產(chǎn)業(yè)年鑒（2020）》，這是國內(nèi)第一本專注于增材制造領(lǐng)域的資料性工具書。年鑒全方位介紹了中國3D打印行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，深入地挖掘產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈的優(yōu)質(zhì)單位，為政府部門出臺增材制造產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策法規(guī)和企業(yè)制定相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃提供重要參考和有效借鑒。

2021年3月26日，2021增材制造材料創(chuàng)新發(fā)展論壇在徐州空港經(jīng)濟開發(fā)區(qū)隆重召開，在本次論壇上工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心李方正博士發(fā)布《中國增材制造產(chǎn)業(yè)年鑒（2020）》，總結(jié)2020年我國增材制造產(chǎn)業(yè)的市場、政策、技術(shù)、產(chǎn)品、企業(yè)、標準、科研以及地方增材制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展信息

△發(fā)布《中國增材制造產(chǎn)業(yè)年鑒（2020）》李方正博士  ▏工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心

本文摘自《中國增材制造產(chǎn)業(yè)年鑒（2020）》第一章“發(fā)展綜述”：世界主要先進國家較早重視并布局增材制造技術(shù)，并持續(xù)將其作為制造業(yè)發(fā)展的重點領(lǐng)域，加強發(fā)展戰(zhàn)略謀劃。

美國：全球增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快
美國是全球增材制造技術(shù)的起源地，誕生過多項增材制造技術(shù)，擁有完整、前沿的增材制造技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，引領(lǐng)全球增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。1983年，美國科學家發(fā)明了光固化成形技術(shù)并制造出全球首個增材制造部件，開啟了全球增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的篇章。2009年，美國率先將發(fā)展增材制造產(chǎn)業(yè)上升到國家戰(zhàn)略高度，提出重振制造業(yè)戰(zhàn)略計劃，將增材制造作為重振美國制造業(yè)的三大支柱之一。2012年8月，美國國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡的第一個創(chuàng)新機構(gòu)——國家增材制造創(chuàng)新機構(gòu)成立，2013年更名為“美國制造”(America Makes)。

美國擁有GE Additive、Stratasys、3D Systems、HP、Markforged等眾多增材制造知名企業(yè)，充分確保了其在該領(lǐng)域的全球穩(wěn)固地位。

德國：金屬增材制造技術(shù)走在世界前列
德國在金屬增材制造技術(shù)創(chuàng)新和應用方面一直走在世界前列。1995年，德國Fraunhofer激光技術(shù)研究所首次提出SLM技術(shù)構(gòu)想并獲得專利授權(quán)。2002年，德國成功研制出選擇性激光熔化增材制造裝備，成形零件綜合性能達到同質(zhì)鍛件水平。2008年，德國成立增材制造研究中心。30多年來，德國涌現(xiàn)出一批以EOS、SLMSolutions，Voxeljet、ConceptLaser等為代表的增材制造設備制造商。其中，EOS公司全球裝機量達到3500臺，金屬增材制造設備全球市場占有率達到30%左右。此外，通快、西門子、德馬吉、卡爾·蔡司等工業(yè)知名企業(yè)都在加速布局，以求搶占增材制造技術(shù)的制高點。

英國：重點布局航空航天領(lǐng)域
英國高度重視增材制造技術(shù)的發(fā)展與應用，基于軍事航空工業(yè)方面的基礎(chǔ)和能力，英國重點推進增材制造技術(shù)在航空航天領(lǐng)域應用持續(xù)深化。2014年，英國政府宣布將向航空工業(yè)研究計劃投入1.54億英鎊，這其中包括輕量化飛機金屬部件增材制造研究，以確保英國在航空創(chuàng)新方面的穩(wěn)定地位。2017年，英國制造技術(shù)中心（Manufacturing Technology Centre，MTC）與歐洲航天局(European Space Agency，ESA）共建ESA增材制造基準中心(Additive Manufacturing Benchmark Center，AMBC)，聯(lián)合開展空間增材制造問題研究。2018年6月，英國制造技術(shù)中心啟動航空航天數(shù)字化可重構(gòu)增材制造計劃，到2019年11月，完整的試用設施在國家增材制造中心（National Center for Additive Manufacturing，NCAM）投入運營，以確保增材制造零部件的生產(chǎn)，到2020年可滿足英國整個航空航天供應鏈的產(chǎn)品需求。

根據(jù)統(tǒng)計，2012年9月至2022年9月，英國將在增材制造研發(fā)上投入1.15億英鎊，其中，半數(shù)左右來自英國工程與自然科學研究理事會（Engineering and Physical Sciences Research Council，EPSRC）和產(chǎn)業(yè)界。歐盟第七框架計劃（FP7）、Innovate UK、高校、國防科學與技術(shù)實驗室（Defence Science Technology Laboratory，DSTL）等也是研發(fā)資助的重要來源。

以色列：技術(shù)創(chuàng)新能力走在世界前列
以色列已成為增材制造領(lǐng)域具有重要影響力的全球技術(shù)創(chuàng)新中心，成功打造了一批具有世界較高水平的研究機構(gòu)和科技創(chuàng)新公司，正推動構(gòu)建強大開放的增材制造技術(shù)和應用生態(tài)系統(tǒng)。以色列XJet公司推出納米顆粒噴射（Nano Particle Jetting，NPJ）金屬增材制造技術(shù)，顛覆了行業(yè)對技術(shù)的認知。2018年10月，新建立的全球最大的金屬和陶瓷增材制造中心進一步推進了新型增材制造材料及其技術(shù)的開發(fā)與應用。

2019年3月，以色列精密增材制造技術(shù)開發(fā)商Nanofabrica基于數(shù)字光處理（Digital Light Processing，DLP）工藝，結(jié)合自適應光學，推出微米級增材制造技術(shù)，實現(xiàn)近1mm 的分辨率。2019年4月15日，以色列特拉維夫大學研究人員宣布成功以病人自身組織為原材料3D打印出全球首顆擁有細胞、血管、心室和心房的“完整”心臟，推動生物醫(yī)療增材制造技術(shù)的突破性發(fā)展。

日本：增減材復合制造領(lǐng)域具有優(yōu)勢
日本將增材制造視為重塑制造業(yè)國際競爭力的關(guān)鍵驅(qū)動因素，組建了包括經(jīng)濟部、貿(mào)易部、日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省在內(nèi)的委員會，致力于發(fā)展增材制造產(chǎn)業(yè)，設立專項資金支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。經(jīng)過多年發(fā)展，日本在增減材復合制造領(lǐng)域已具備優(yōu)勢。

20世紀90年代末，日本一項大學/工業(yè)聯(lián)合研究項目開發(fā)出第一臺融合激光粉末熔融與計算機數(shù)字控制機床( Computerized Numerical Control Machine，CNC）加工技術(shù)的商用混合機床。日本松浦機械LUMEX Avance-25金屬增材制造設備是世界上首個將金屬激光燒結(jié)技術(shù)與高速銑削工藝結(jié)合的復合制造設備。2007年，日本學院和工業(yè)界聯(lián)手開展在金屬增材和減材之間更容易轉(zhuǎn)換刀具的研究。該研究成果是一臺CNC機床，增加了激光鍍鎘（直接能量沉積技術(shù))功能。2015年，日本Enomoto工業(yè)株式會社推出增材制造五軸加工設備，融合熔融沉積成形和切削加工技術(shù)，進行低成本、高精度的復雜工業(yè)部件制造。

韓國：特色發(fā)展生物醫(yī)療增材制造
近年來，韓國先后出臺了一系列政策措施，有為支持生物醫(yī)療增材制造創(chuàng)新發(fā)展。2015年，韓國增材制造市場領(lǐng)軍企業(yè)Rokit獲300萬美元政府補助進軍生物增材制造領(lǐng)域，與韓國科學技術(shù)院、首爾大學醫(yī)院、漢陽大學及韓國機械與材料研究所等機構(gòu)聯(lián)合開展人體皮膚組織生物打印技術(shù)研究及設備開發(fā)。2016年7月，韓國政府宣布降低對增材制造等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)稅，為中小企業(yè)減免稅額高達30%，打造“新的經(jīng)濟增長引擎”。2017年5月，韓國政府宣布將開展增材制造醫(yī)療器械的快速認證，以盡快為患者提供創(chuàng)新設備。2018年2月，韓國科學、信息和通信技術(shù)與未來規(guī)劃部宣布投入3700 萬美元開發(fā)和擴大增材制造技術(shù)，發(fā)展增材制造在企業(yè)、軍隊和醫(yī)療領(lǐng)域的應用。
在系列政策措施的引導和支持下，增材制造技術(shù)在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應用不斷升溫，已為臨床診療、醫(yī)療操作等提供了新的解決方案。目前，韓國市場規(guī)模以年均24%的速度增長，預計2025年將達到1萬億韓元。

捷克：將增材制造與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合
捷克的增材制造行業(yè)主要分布在3個區(qū)域：北部是以研究機構(gòu)和企業(yè)為主，專注于增材制造研發(fā)、市場開發(fā)；中部是以捷克國內(nèi)大學牽頭的技術(shù)研發(fā)為主，側(cè)重金屬增材制造和建造業(yè)等領(lǐng)域以及核心材料方面的研究，擁有數(shù)百年歷史的捷克大學也在從事相關(guān)研究；東南部也分布了一些公司，在此地區(qū)的工程大學和科技大學側(cè)重航空航天和醫(yī)療領(lǐng)域的研發(fā)。

捷克制造業(yè)占本國GDP比重達27.1%，它擁有悠久的工業(yè)機械制造產(chǎn)業(yè)和強大的航空航天產(chǎn)業(yè)，在汽車行業(yè)也有舉足輕重的地位。未來，捷克將把增材制造與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，并有可能與機器人技術(shù)相結(jié)合。捷克超過40%的工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)自動化，是歐洲最具潛力發(fā)展機器人的國家之一。

中東地區(qū)：潛力巨大的新興市場并注重建筑3D打印市場
中東的新興市場為3D打印行業(yè)提供了明顯的增長機會。3D打印在中東地區(qū)正經(jīng)歷著顯著的增長，從航空航天到建筑等許多行業(yè)都愿意抓住這項技術(shù)帶來的機遇。在國家層面，阿拉伯聯(lián)合酋長國（以下簡稱“阿聯(lián)酋”)已開始將重點放在3D打印上。2016年，阿聯(lián)酋啟動了“迪拜3D打印戰(zhàn)略”，旨在到2030年提升迪拜作為3D打印技術(shù)穩(wěn)固的地位。阿聯(lián)酋正積極致力于成為世界3D技術(shù)中心，特別關(guān)注的領(lǐng)域包括建筑業(yè)、航空航天、醫(yī)療和消費品。通過與EOS公司的合作，阿提哈德工程公司成為首家獲得歐洲航空安全局(European Aviation Safety Agency)批準，利用粉末床熔化技術(shù)設計、生產(chǎn)和認證3D打印機艙部件，為航空公司提供維護、維修和大修 （Maintenance、Repair and Overhaul，MRO）服務的公司。

印度：重視發(fā)展生物醫(yī)療3D打印
印度第一臺3D打印機安裝于1995年，第一臺金屬3D打印機安裝于1998年。印度在珠寶領(lǐng)域率先快速采用了增材制造技術(shù)，85%-90%的珠寶都會使用3D打印技術(shù)。在印度3D打印發(fā)展和創(chuàng)新的時代，許多本地的設備供應商或者初創(chuàng)公司開始生產(chǎn)一些臺式計算機或者工業(yè)的生產(chǎn)制造系統(tǒng)。受到航空、國防的驅(qū)使以及政府的介入，印度的金屬增材制造在2010年開始迅速發(fā)展。

據(jù)印度相關(guān)部門估計，印度的增材制造市場份額達到6億美元，增材制造主要應用在汽車、珠寶醫(yī)學或者航空航天國防等領(lǐng)域。很多印度本地化品牌在做生物和醫(yī)療打印方面的研究。醫(yī)療是印度3D打印發(fā)展的重點，因為印度人口眾多，醫(yī)療的缺口很大，所以醫(yī)療的3D打印在印度的發(fā)展前景非常廣闊。

目前，印度金屬3D打印的市場非常小，截至2019年3月，印度有82臺金屬打印機器，主要用在航空零部件、汽車工具和牙科等領(lǐng)域，一些比較大的設計公司會提供工程服務，這也將是一個非常大的市場。印度政府出臺了相關(guān)政策來推動應用化的研究，除了資助基礎(chǔ)研究之外，也會資助行業(yè)化研究，致力于把技術(shù)推向市場。印度在3D打印后處理方面，質(zhì)量控制和認證訣可方面比較薄弱，沒有戰(zhàn)略性文件或發(fā)展規(guī)范。

非洲地區(qū)：有豐富的自然資源，發(fā)展3D打印材料有優(yōu)勢
在非洲，早期3D打印服務已經(jīng)成為主流，占當?shù)啬繕耸鼙娛袌龅?0%~ 50%。南非目前在非洲大陸3D打印應用方面處于較高地位。據(jù)統(tǒng)計，2018年，南非大約安裝了5700臺3D打印機，其中，大多數(shù)是低成本的桌面級設備。許多非洲國家擁有豐富的自然資源，在為金屬3D打印系統(tǒng)供應和生產(chǎn)金屬方面創(chuàng)造了許多機會。常用金屬包括不銹鋼、鋁、鎳、鈷鉻和鈦，通常以粉末的形式應用，盡管3D打印市場在中東和非洲都有巨大的增長機會，但由于中東和非洲市場缺乏3D打印的專業(yè)知識，快速采用3D打印還有一些障礙。

《中國增材制造產(chǎn)業(yè)年鑒（2020）》將在京東、當當?shù)荣彆�平臺上架，具體時間請關(guān)注聯(lián)盟公眾號。
該年鑒現(xiàn)接受預定，詳情可致電中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書處。
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