3D打印年鑒 | 世界主要國(guó)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(dǎo)讀：2021年3月，中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布《中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)年鑒（2020）》，這是國(guó)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(guó)3D打印行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，深入地挖掘產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈的優(yōu)質(zhì)單位，為政府部門出臺(tái)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(jì)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(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)年鑒（2020）》，總結(jié)2020年我國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)、政策、技術(shù)、產(chǎn)品、企業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)、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(guó)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(guó)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(jìn)國(guó)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(diǎn)領(lǐng)域，加強(qiáng)發(fā)展戰(zhàn)略謀劃。

美國(guó)：全球增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快
美國(guó)是全球增材制造技術(shù)的起源地，誕生過多項(xiàng)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(guó)科學(xué)家發(fā)明了光固化成形技術(shù)并制造出全球首個(gè)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(guó)率先將發(fā)展增材制造產(chǎn)業(yè)上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，提出重振制造業(yè)戰(zhàn)略計(jì)劃，將增材制造作為重振美國(guó)制造業(yè)的三大支柱之一。2012年8月，美國(guó)國(guó)家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)——國(guó)家增材制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)成立，2013年更名為“美國(guó)制造”(America Makes)。

美國(guó)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(guó)：金屬增材制造技術(shù)走在世界前列
德國(guó)在金屬增材制造技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用方面一直走在世界前列。1995年，德國(guó)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(guó)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(dá)到同質(zhì)鍛件水平。2008年，德國(guó)成立增材制造研究中心。30多年來，德國(guó)涌現(xiàn)出一批以EOS、SLMSolutions，Voxeljet、ConceptLaser等為代表的增材制造設(shè)備制造商。其中，EOS公司全球裝機(jī)量達(dá)到3500臺(tái)，金屬增材制造設(shè)備全球市場(chǎng)占有率達(dá)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(diǎn)。

英國(guó)：重點(diǎn)布局航空航天領(lǐng)域
英國(guó)高度重視增材制造技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，基于軍事航空工業(yè)方面的基礎(chǔ)和能力，英國(guó)重點(diǎn)推進(jìn)增材制造技術(shù)在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用持續(xù)深化。2014年，英國(guó)政府宣布將向航空工業(yè)研究計(jì)劃投入1.54億英鎊，這其中包括輕量化飛機(jī)金屬部件增材制造研究，以確保英國(guó)在航空創(chuàng)新方面的穩(wěn)定地位。2017年，英國(guó)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(zhǔn)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(guó)制造技術(shù)中心啟動(dòng)航空航天數(shù)字化可重構(gòu)增材制造計(jì)劃，到2019年11月，完整的試用設(shè)施在國(guó)家增材制造中心（National Center for Additive Manufacturing，NCAM）投入運(yùn)營(yíng)，以確保增材制造零部件的生產(chǎn)，到2020年可滿足英國(guó)整個(gè)航空航天供應(yīng)鏈的產(chǎn)品需求。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年9月至2022年9月，英國(guó)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(guó)工程與自然科學(xué)研究理事會(huì)（Engineering and Physical Sciences Research Council，EPSRC）和產(chǎn)業(yè)界。歐盟第七框架計(jì)劃（FP7）、Innovate UK、高校、國(guó)防科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)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(jī)構(gòu)和科技創(chuàng)新公司，正推動(dòng)構(gòu)建強(qiáng)大開放的增材制造技術(shù)和應(yīng)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(duì)技術(shù)的認(rèn)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(jìn)一步推進(jìn)了新型增材制造材料及其技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。

2019年3月，以色列精密增材制造技術(shù)開發(fā)商N(yùn)anofabrica基于數(shù)字光處理（Digital Light Processing，DLP）工藝，結(jié)合自適應(yīng)光學(xué)，推出微米級(jí)增材制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)近1mm 的分辨率。2019年4月15日，以色列特拉維夫大學(xué)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(xì)胞、血管、心室和心房的“完整”心臟，推動(dòng)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(fù)合制造領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)
日本將增材制造視為重塑制造業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，組建了包括經(jīng)濟(jì)部、貿(mào)易部、日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省在內(nèi)的委員會(huì)，致力于發(fā)展增材制造產(chǎn)業(yè)，設(shè)立專項(xiàng)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(fù)合制造領(lǐng)域已具備優(yōu)勢(shì)。

20世紀(jì)90年代末，日本一項(xiàng)大學(xué)/工業(yè)聯(lián)合研究項(xiàng)目開發(fā)出第一臺(tái)融合激光粉末熔融與計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床( Computerized Numerical Control Machine，CNC）加工技術(shù)的商用混合機(jī)床。日本松浦機(jī)械LUMEX Avance-25金屬增材制造設(shè)備是世界上首個(gè)將金屬激光燒結(jié)技術(shù)與高速銑削工藝結(jié)合的復(fù)合制造設(shè)備。2007年，日本學(xué)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(tái)CNC機(jī)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(huì)社推出增材制造五軸加工設(shè)備，融合熔融沉積成形和切削加工技術(shù)，進(jìn)行低成本、高精度的復(fù)雜工業(yè)部件制造。

韓國(guó)：特色發(fā)展生物醫(yī)療增材制造
近年來，韓國(guó)先后出臺(tái)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(guó)增材制造市場(chǎng)領(lǐng)軍企業(yè)Rokit獲300萬美元政府補(bǔ)助進(jìn)軍生物增材制造領(lǐng)域，與韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院、首爾大學(xué)醫(yī)院、漢陽大學(xué)及韓國(guó)機(jī)械與材料研究所等機(jī)構(gòu)聯(lián)合開展人體皮膚組織生物打印技術(shù)研究及設(shè)備開發(fā)。2016年7月，韓國(guó)政府宣布降低對(duì)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(dá)30%，打造“新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)引擎”。2017年5月，韓國(guó)政府宣布將開展增材制造醫(yī)療器械的快速認(rèn)證，以盡快為患者提供創(chuàng)新設(shè)備。2018年2月，韓國(guó)科學(xué)、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(kuò)大增材制造技術(shù)，發(fā)展增材制造在企業(yè)、軍隊(duì)和醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。
在系列政策措施的引導(dǎo)和支持下，增材制造技術(shù)在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)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(guó)市場(chǎng)規(guī)模以年均24%的速度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)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(gè)區(qū)域：北部是以研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)為主，專注于增材制造研發(fā)、市場(chǎng)開發(fā)；中部是以捷克國(guó)內(nèi)大學(xué)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(xué)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(xué)和科技大學(xué)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(guó)GDP比重達(dá)27.1%，它擁有悠久的工業(yè)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)和強(qiáng)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(jī)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，是歐洲最具潛力發(fā)展機(jī)器人的國(guó)家之一。

中東地區(qū)：潛力巨大的新興市場(chǎng)并注重建筑3D打印市場(chǎng)
中東的新興市場(chǎng)為3D打印行業(yè)提供了明顯的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。3D打印在中東地區(qū)正經(jīng)歷著顯著的增長(zhǎng)，從航空航天到建筑等許多行業(yè)都愿意抓住這項(xiàng)技術(shù)帶來的機(jī)遇。在國(guó)家層面，阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)（以下簡(jiǎn)稱“阿聯(lián)酋”)已開始將重點(diǎn)放在3D打印上。2016年，阿聯(lián)酋啟動(dòng)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(fèi)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(zhǔn)，利用粉末床熔化技術(shù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和認(rèn)證3D打印機(jī)艙部件，為航空公司提供維護(hù)、維修和大修 （Maintenance、Repair and Overhaul，MRO）服務(wù)的公司。

印度：重視發(fā)展生物醫(yī)療3D打印
印度第一臺(tái)3D打印機(jī)安裝于1995年，第一臺(tái)金屬3D打印機(jī)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(huì)使用3D打印技術(shù)。在印度3D打印發(fā)展和創(chuàng)新的時(shí)代，許多本地的設(shè)備供應(yīng)商或者初創(chuàng)公司開始生產(chǎn)一些臺(tái)式計(jì)算機(jī)或者工業(yè)的生產(chǎn)制造系統(tǒng)。受到航空、國(guó)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(jì)，印度的增材制造市場(chǎng)份額達(dá)到6億美元，增材制造主要應(yīng)用在汽車、珠寶醫(yī)學(xué)或者航空航天國(guó)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(diǎn)，因?yàn)橛《热丝诒姸啵�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(chǎng)非常小，截至2019年3月，印度有82臺(tái)金屬打印機(jī)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(shè)計(jì)公司會(huì)提供工程服務(wù)，這也將是一個(gè)非常大的市場(chǎng)。印度政府出臺(tái)了相關(guān)政策來推動(dòng)應(yīng)用化的研究，除了資助基礎(chǔ)研究之外，也會(huì)資助行業(yè)化研究，致力于把技術(shù)推向市場(chǎng)。印度在3D打印后處理方面，質(zhì)量控制和認(rèn)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(shì)
在非洲，早期3D打印服務(wù)已經(jīng)成為主流，占當(dāng)?shù)啬繕?biāo)受眾市場(chǎng)的20%~ 50%。南非目前在非洲大陸3D打印應(yīng)用方面處于較高地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年，南非大約安裝了5700臺(tái)3D打印機(jī)，其中，大多數(shù)是低成本的桌面級(jí)設(shè)備。許多非洲國(guó)家擁有豐富的自然資源，在為金屬3D打印系統(tǒng)供應(yīng)和生產(chǎn)金屬方面創(chuàng)造了許多機(jī)會(huì)。常用金屬包括不銹鋼、鋁、鎳、鈷鉻和鈦，通常以粉末的形式應(yīng)用，盡管3D打印市場(chǎng)在中東和非洲都有巨大的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)，但由于中東和非洲市場(chǎng)缺乏3D打印的專業(yè)知識(shí)，快速采用3D打印還有一些障礙。

《中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)年鑒（2020）》將在京東、當(dāng)當(dāng)?shù)荣?gòu)書平臺(tái)上架，具體時(shí)間請(qǐng)關(guān)注聯(lián)盟公眾號(hào)。
該年鑒現(xiàn)接受預(yù)定，詳情可致電中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書處。
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