潮科技｜2019年「中国十大3D打印事件」总结

　　从3D打印专业媒体角度看，过去一年中，在中国或国外发生了哪些会对中国产生巨大影响的3D打印事件？

　　2019年7月22日，中国迎来了科创板上市的首日，西安铂力特增材技术股份有限公司（以下简称“铂力特”）正式登陆A场，在上交所科创板挂牌上市，股票代码688333，发行价33元/股，发行数量为2000万股，首日开盘价61元/股。从此中国就出现了一家线D打印上市企业（详细报道）。

　　铂力特成立于2011年，全名为西安铂力特增材技术股份有限公司，是一家专注于工业级金属增材制造(3D 打印)的高新技术企业，为客户提供金属增材制造与再制造技术全套解决方案，业务涵盖金属 3D 打印设备的研发及生产、金属 3D 打印定制化产品服务、金属 3D 打印原材料的研发及生产、金属 3D 打印工艺设计开发及相关技术服务(含金属 3D 打印定制化工程软件的开发等)。

　　另外，国内3D打印龙头厂商之一杭州先临三维也勇闯科创板IPO，已经到了“第二轮问询”环节；但2019年11月主动申请撤回，终止IPO之旅，理由是“拟对下属子公司进行调整，调整完成后将再行申请上市”。详细报道。

　　2019年6月26日，国家药监局、国家卫生健康委发布了《定制式医疗器械监督管理规定的公告（2019年 第53号） 》。为满足临床实践中的罕见特殊个性化需求，规范定制式医疗器械监督管理，保障定制式医疗器械的安全性、有效性，国家药监局和国家卫健委联合发布《关于发布定制式医疗器械监督管理规定（试行）的公告》，自2020年1月1日起正式施行。详细报道。

　　这是中国医疗3D打印领域的一大喜事！每个病人具体的组织器官病灶都是独一无二的，传统的医疗器械一般都是标准化的形状和大小，无法真正贴合每个病人的需求；而3D打印则可以提供快速、相对低成本的器械制造，非常适合在医疗定制上进行应用。广泛而刚性的需求，可以让3D打印定制医疗器械造福国人。但是之前由于没有相关的法律法规，医疗3D打印应用进展缓慢。有了规定，中国3D打印医疗器械应用开始被大量医疗器械厂商、医生、甚至患者的关注，有望得到快速发展。医疗3D打印产业应用上：

　　北京阿迈特医疗器械有限公司的3D打印全降解冠脉血管支架进入临床试验，北京大学第一医院、北京安贞医院、复旦大学附属中山医院等医院主导或参与。详细报道。除了北京爱康医疗手里已有金属3D打印植入物批文之外，嘉思特医疗自主研发的钛合金3D打印植入物“骨小梁髋关节假体”产品在2019年也获国家药监局批准上市。详细报道。③中国光固化3D打印初创企业获得千万级美元的投资，出现估值高速增长案例

　　2019年8月8日，中国高速3D打印机厂商、3D打印规模化服务商LuxCreo清锋时代公布已完成B轮融资3000万美金，由KPCB领投，北极光创投、顺为资本跟投。详细报道。

　　LuxCreo清锋时代不只是一家3D打印机厂商，更是会进一步完善产业链，深耕设备、材料研发和定制化软件开发，力图满足多领域规模化应用的需求。其自我定位是把3D打印规模化应用，“Springboard Beyond Tomorrow（打破创新的边界，支撑世界的想象）”LuxCreo清锋时代依托3D打印LEAP技术，将极大程度地提高生产效率，降低生产成本。目前在宁波建立的第一期智能工厂，已铺设多条生产线进行批量化试生产。通过不断的技术更新与产能优化，预计2020年底，3D打印鞋底成本将降至主流发泡鞋底成本价格区间内，至2024年底，可达到上千万双定制化鞋底的产能，使3D打印鞋底真正成为大众消费品。

　　2019年12月6日，中国光固化3D打印技术应用厂商黑格科技正式对外公布完成6000万美金（约合4.2亿人民币）的B1轮融资，投资方为阿联酋科技巨头G42集团。

　　黑格科技从2015年起，专注于使用3D打印技术深挖不同行业的垂直应用。目前产品覆盖消费类电子、齿科、医疗大健康、工业、文创等领域，已形成“技术-设备-产品-服务”四位一体的成熟商业体系。详细报道。

　　其中，在消费类电子以及齿科垂直行业，每天全球范围内使用黑格系统进行分布式终端产品生产的数量已突破数万件。

　　2019年10月动脉网发布消息，浙江迅实科技宣布完成过亿元人民币的B轮融资，融资所得将继续专注齿科领域数字化产品的研发和市场拓展。据悉，本轮融资由辰德资本和远毅资本共同投资。此前，迅实科技已完成了数千万元的天使轮融资和A轮融资。详细报道。

　　辰德资本的副总裁朱天骥肯定了迅实科技的价值：“首先，迅实团队有着深厚的技术储备和复合的研发能力——团队在硬件、算法、材料等方面都有充分积累，也吸引了相关领域的行业巨头与之合作；同时，团队不仅研发能力出众，也展现出优秀的商业天赋。公司产品上市后，在充分竞争的美国市场迅速拿下了近半市场份额，过去三年也有着令人满意的财务表现。中国目前存在着巨大的、变革性的数字化齿科机会。3D打印、CAD-CAM、3D数字影像等技术的发展会给市场带来颠覆性的模式，在提高效率、提升体验的同时，也显著提高执业者的经济效益。”

　　值得关注的另外还有北京塑成科技、北京金达雷两家公司，都做高速光固化3D打印技术产业化，最新的具体融资金额尚未公布。

　　这些新的光固化3D打印创业企业，无论是估值，还是企业员工规模，都在快速发展，比老牌的光固化企业呈现出更大的活力和市场期望。

　　2019年，全球范围内，类似于“粘结剂喷射粘接金属粉末3D打印成型→脱脂烧结”、“直接高温液化金属材料然后喷射出来，无需烧结”思路的喷射型金属3D打印技术已经开始逐渐商业化，例如：瑞典Digital Metal、美国惠普、ExOne、美国GE 、武汉易制科技、美国Desktop Metal、以色列XJet、美国Xerox施乐等厂商，相继推出了喷射金属3D打印机。更多详细报道：《小汇总：8个喷射型金属3D打印技术厂商对比》。

　　拥有低成本、高速批量生产这两大核心优势，加上材料支持广泛、使用条件简单等特点，喷射型的金属3D打印技术已经成为了当今技术主流之一，在汽车工业、模具等对成本有着高要求的领域显示出强大的生命力；和SLM激光一类的金属3D打印技术有差异化竞争优势。

　　2019年，无论是德国EOS、德国SLM、英国Renishaw、GE等国外厂商，还是汉邦科技、铂力特、华曙高科、易加三维、中瑞科技等国内厂商，纷纷推出2个或者4个、甚至10个的多激光金属3D打印机。有厂商跟南极熊说，“我们不得不推多激光金属3D打印机了，别人都有了，自己也不能落后掉队，否则客户会觉得你没有跟上潮流。”详细报道。

　　多激光多振镜的干扰、拼接等软件硬件上的技术性难题逐渐被攻克，并且慢慢成熟，以生产为导向的多激光器金属3D打印设备通过多个激光器来提高3D打印的生产效率，多重激光既可以分别制造独立的部件，也可以协同制造一个单件大型部件，扩大了应用界限，非常灵活，使得3D打印生产效率得到提高，并降低了制造成本。

　　不止于金属材料，尼龙、TPU一类的聚合物SLS激光烧结，也同样出现了多激光的趋势。例如上海盈普三维、湖南华曙高科的双激光SLS、德国EOS的LaserProFusion技术；特别是LaserProFusion，使用近百万个二极管激光器对聚合物进行烧结，每一层都只激活与该部件的CAD数据匹配的二极管激光器，从而打印出精确的像素，最大输出功率可高达5千瓦，体现了聚合物增材制造技术的性进展。SLS和LaserProFusion技术的区别，就是光固化技术中的SLA和DLP技术的区别，近百万个二极管激光器，排成阵列激光，瞬间一次性烧结粉末材料，从而实现类似光固化中的DLP 3D打印技术。

　　⑥多种性的新3D打印研究成果登上世界期刊Nature或Science，技术不断获得突破性进展，将对整个3D打印行业产生深远影响！

　　一只3D打印的兔子储存了自身的DNA信息，“A DNA-of-things storage architecture to create materials with embedded memory”的研究论文在《自然-生物技术》（Nature Biotechnology）期刊发表。研究人员将斯坦福兔子的 0 和 1 的二进制数据转换为 DNA 中 4 种碱基的数据（ A、T、C、G），进而将 DNA 片段封装在二氧化硅小球内（小球大小为 160 纳米），这些小球则被嵌入可生物降解的3D打印聚合物材料中，最后使用这些聚合物材料来进行兔子的 3D 打印。详细报道。“Multivascular networks and functional intravascular topologies within biocompatible hydrogels”（3D打印会呼吸的器官），荣登《Science》杂志封面 。这个器官由水凝胶3D打印而成，结构性质柔软、生物可兼容、且内部有着精细的结构（分辨率达10-50微米），模拟肺功能的气囊，能够像肺部一样，朝周围的血管输送氧气。这一看似简单的功能，却曾是“3D打印器官”难以逾越的天堑。详细报道。“3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts”（个性化、厚实、可灌注的心脏补丁和心脏的3D打印），发表在《Advanced Science》上，这是世界上首次有人成功通过工程学设计，打造出具有细胞、血管、心室的完整心脏，完全符合人类患者的免疫、细胞、生化和解剖学特性。技术过程：从患者身上采集了脂肪组织，并且将其中的细胞和非细胞物质分离开来；分离出的细胞随后与特制的打印材料（由糖和蛋白质）混合到一起打印出适合患者的心脏组织；它需要在生物反应器中经历成熟过程以保持细胞存活并使其生长以适应真小的心脏，成熟过程需要大约一个月。详细报道。“Additive manufacturing of ultrafine-grained high-strength titanium alloys”(超细晶粒高强度钛合金的增材制造)发表在 《Natrue》杂志上，利用“相互依赖理论”，钛铜合金具有较高的组织过冷能力，这是由于凝固过程中合金元素的分配所致，它可以克服激光中高热梯度的负面影响。打印过程无需任何特殊的工艺控制或其他处理，打印的钛铜合金试样具有完全等轴的细晶粒组织。与在类似加工条件下的常规合金相比，它们还显示出有出色的力学性能，如高屈服强度和均匀的伸长率，这归因于利用了高冷却速率和多次热循环而形成超细共析微结构。 详细报道。“Voxelated soft matter via multimaterial multinozzle 3D printing”（多材料多喷头3D打印制造出的体素级柔性物体）发布在《Nature》上，通过在单个喷嘴喷出材料时的快速切换，实现了体素级的多材料功能结构的快速打印，极大的拓展了3D打印在复杂功能结构的制造能力。也就是说，用一个喷头，快速切换打印材料，来实现多材料的精准打印，并且可以并行排列多达128个喷头。通过立体式的三维流道结构设计将多个材料入口和材料出口集成到单个喷头上，并使用高速电磁阀精准的控制每个流道内的压力使不同材料在喷头出口处可以连续切换打印，从而实现单个喷嘴对材料的体素级控制。详细报道。“Fabrication of arbitrary three-dimensional suspended hollow microstructures in transparent fused silica glass”（微加工3D打印技术生成高精度的石英玻璃中空微结构），发表于Nature Communications 上，科研人员将3D打印微结构浇铸在液体纳米复合玻璃材料中，随后用UV光在聚合物模板的顶部进行照光固化。然后对该结构进行热处理，将纳米复合材料转变成熔融石英玻璃，并从内部熔化3D打印模板，在此过程中，温度高达1300摄氏度，最终制造出带有中空复杂微通道的石英玻璃结构。通过石英玻璃混合器等精密测试部件，研究团队展示了通过这种结合微型3D打印技术的工艺在制造复杂玻璃产品领域的可行性，也为玻璃材料的微细加工提供了可行性。详细报道。“Rapid, large-volume, thermally controlled 3D printing using a mobile liquid interface”（高速大尺寸高产能光固化3D打印），这项新技术被称为HARP (high-area rapid printing高速大尺寸3D打印），发表在《Science》，它可实现创纪录的生产效率。HARP采用垂直打印，用紫外线将液态树脂固化为硬化的塑料。此过程可以打印出坚硬、有弹性甚至陶瓷。与其他3D打印技术常见的叠层结构相反，这些连续打印的零件机械性能很好。他们通过类似于液体特氟龙不粘液体的行为，解决了光固化过程树脂聚合产生热量的问题—— HARP通过窗口投射光线固化垂直移动的成型台板上的树脂，液体聚四氟乙烯在接口上流动得以除去热量，然后通过冷却单元进行循环。详细报道。“Scalable submicrometer additive manufacturing”（飞秒投影双光子3D打印技术），发表在《Science》。研究通过投影2D聚焦平面构筑3D模型。这种方法在不牺牲分辨率的情况下将传统方法的产率提高了三个数量级，能够在8分钟的时间内打印出传统TPL方法几个小时才能完成的结构。可以同时投影一百万个点，而不是使用单个光点，从而极大地提高了速度，可以使用整个平面来代替使用必须扫描的单个点来创建结构的方法。技术源于纳米级3D结构的双光子光刻工艺，利用其时域特性，从而可以生产出具有高分辨率且具有微小特征的超薄光片。飞秒激光的使用能够保持足够的光强度，以触发双光子过程聚合，同时保持较小的点尺寸。在FP-TPL技术中，飞秒脉冲经过光学系统时会被拉伸和压缩，以实现时间聚焦。该过程可以生成比衍射限制的聚焦光斑更小的3D特征，并且需要两个光子同时撞击液体前驱物分子。详细报道。“Volumetric additive manufacturing via tomographic reconstruction”（通过断层重建实现容积3D打印），发表在《Science》。工作原理就像反向计算机断层（CT）扫描一样，在CT机中，X射线管在患者周围旋转，拍摄内部器官的照片。然后，计算机再利用这些投影重构出一幅3D画面。在计算机模拟一个3D物体的情况下，研究人员从多个不同角度计算出物体的形状，然后将由此产生的2D图像输入一台普通的幻灯片投影仪。投影仪将图像投射到一个装着丙烯酸酯（一种合成树脂）的圆柱形容器中。当投影仪通过全方位覆盖的图像旋转时，容器也以相应的角度旋转。当圆柱体旋转时，任何接收到光量的位置都可以单独控制。如果光的总量超过一定数值，液体就会变成固体，从而实现3D打印成型。详细报道。“Reconfigurable ferromagnetic liquid droplet” 即可重构的铁磁性液滴，或称液态磁铁，发布在《Science》。研究发现了基于磁性纳米粒子在水油界面自组装方法制备的可重构铁磁性液滴，兼具固态磁材料的磁性和液体材料的流动性，拓展了磁性材料的定义范围。将水性磁流体材料与有机油相混合，水中分散着带负电的磁性纳米粒子（Fe3O4-COOH，直径约22纳米，只有头发丝的万分之一粗细），而油相溶解能够游离到界面处质子化带上正电的聚合物（POSS-NH2），二者在水油界面相互吸引，原位形成磁性纳米粒子表面活性剂，牢牢吸附在界面，降低界面张力。相对于小分子表面活性剂，这种几十个纳米大小的活性剂可以牢牢贴附在界面上，形成二维纳米粒子层，饱和之后互相挤压无法继续在界面上自由移动，引发界面阻塞相变，一方面降低了界面张力，一方面可以支撑起一个个任意形状的液滴稳定存在。详细报道。“Fatigue-resistant high-performance elastocaloric materials made by additive manufacturing”发布在《Science》。论文发现增材制造应力制冷材料可以实现对具有长寿命、高性能的金属制冷剂进行独特的微观结构控制，抗疲劳、高性能镍钛合金的获得展示了增材制造在优化固态制冷技术的潜力。通过精巧设计的“工艺-微结构-属性-性能”策略，利用粉末激光定向能量沉积技术中的局部熔融和快速冷却的特点，调节元素粉末的比例达到近共熔成分混合，实现在二元合金基体中镶嵌富镍的金属间化合物的纳米复合微结构。所获得的应力制冷材料在准线性应力-应变行为中展现出极小的应力滞后，相比于通常的情况其材料效率提高了4到7倍，并且在一百万次循环中拥有可重复的应力制冷性能。详细报道。⑦3D打印服务价格继续大幅下降，刺激市场需求2019年，珠三角深圳东莞一带的工业级SLA光固化树脂3D打印服务价格降到0.5元/克，功能性尼龙3D打印服务价格降到1.6元/克，不锈钢金属3D打印服务价格降到3元/克，甚至还有更低的！随着深圳未来工场、深圳云工厂、深圳汇通、东莞科恒等大型3D打印服务商不断购置新的3D打印机，扩大产能，竞争激烈，全国的3D打印服务单价一降再降，同时迫使上游设备厂商和材料厂商降价。低价刺激和释放了大量新的3D打印需求，以前觉得3D打印很贵，或者还不太3D打印的个性化定制能力的用户，现在可轻松尝试甚至大量使用3D打印。

　　高效率、低价格、高质量，已经逐渐成为3D打印生产服务的主流要点。以致出现了《看了东莞3D打印工厂的高效率低成本后，我们公司的3D打印机当二手卖了》这样的百万+爆文。⑧国产金属3D打印机出货量大，齿科行业需求强劲

　　据南极熊了解，国内有几家金属3D打印机厂商表示，2019年金属机出货量挺大，应用端工厂从1台到多台，或者从0台开始添置。特别是齿科行业，应用趋势明显。汉邦科技、易加三维、南京前知、瑞通、中瑞科技、华曙高科等厂商，各自的优势，受到齿科行业的欢迎。在齿科行业，已大面积实现进口替代，已实现牙科专用设备的多种属性。另外，已有厂商将设备销售到欧美及日韩发达国家，中国制造的金属3D打印机逐步走向世界。⑨民用消费级3D打印应用市场已经初具规模，正在蔓延

　　3D打印鞋越来越多，匹克体育发布“黑衣人”、“The Next”等多款3D打印鞋、深圳厂商彩富三维推出平民级3D打印运动鞋仅399元、中国新晋设计品牌KINGS KNIGHTS PAWN推出的虫洞3D打印鞋、必迈体育联合塑成科技推出3D打印运动鞋 Pace X、清锋时代LuxCreo发布3D打印跑鞋“玄鳞”和“流光”等，出现了一阵3D打印引领运动鞋业设计时尚的潮流。2019年9月1日南极熊探访北京三里屯阿迪达斯门店，发现其2500元左右的3D打印鞋已经成为门店价格最高、位置最好、最受重视的产品之一。详细报道。

　　另外，3D打印眼镜框，也已经真正出现在不少线下眼镜店铺，例如 佩极（BRAGi）、日本的J of JINS和HOYA、杭州美戴科技等，年出货量达数万副、数十万副。这么多的3D打印眼镜，已经每天架在近视者的鼻梁上。

　　3D打印笔作为普通小孩都会玩的一种“3D打印机”，价格只有100多元甚至几十元，中国国内年销量达百万只，出厂量更是达千万只；中国文具巨头“得力”把3D打印笔当做文具来打造，凭借强大的渠道优势和品牌优势，国内销售后来居上。详细报道。

　　中国产的桌面消费级FDM 3D打印机，凭借低价格、好品质两大优势已经卖遍全球，占据全球所有国家最大的市场份额；单个厂商最高年出货量达50万台（深圳创想三维），甚至被非洲塞拉利昂的国家总统摆到办公室的桌面上。中国产的FDM 3D打印线材，同样卖遍全球，以光华伟业eSun、polymaker等为代表的中国材料厂商，已经进入全球FDM 3D打印材料的龙头厂商行列。⑩中国3D打印企业达1000家纵然有不少3D打印企业由于经营不善、内部争斗、资金断裂等原因而关门倒闭，但有更多的新的企业进入这个行业。南极熊从国家统计局2019年多个月份的数据获悉，3D打印设备多次被有关领导提及，产量增长都在1倍以上。从单个3D打印厂商数据来看，有一批已经具备相当体量的厂商，其3D打印业务量在2019年比2018年增长50%以上，有的甚至增长100%，出现加速增长的态势；同时也有一些厂商表示业务经营困难重重，没有增长或者负增长。但在某些高新技术或应用领域上，中国3D打印被国外拉大了差距，显得越发落后于人。希望这篇总结可以帮助读者对过去一年中国3D打印企业的发展有整体性的认知和了解，启迪对2020年的规划和思考。