“3D打印生态圈”崛起

　　《张江科技评论》是由上海科学技术出版社与上海市张江高科技园区管理委员联合创办的一本科技评论类杂志。该刊报道评价国内外创新性科学技术的发展趋势及其商业价值，介绍上海在建设全球领先科创中心进程中的制度成果、技术成果、创业成果，推动产学研密切协作，促进科技成果转化，服务经济转型发展。

　　3D打印经历了从热转冷，又逐步转热的发展历程。“3D打印生态圈”的形成有可能改变未来行业竞争格局，从而对3D打印行业产生深远影响。

　　3D打印技术创始于20世纪80年代，当时被叫作“增材制造”。3D打印的崛起自然要归功于包括中国3D打印技术先驱在内的全球为数众多的3D打印技术团队30多年辛勤的技术耕耘。到21世纪初，3D打印渐受重视。2013年，时任美国总统奥巴马在发表的国情咨文中多次提到3D打印技术，并把该技术誉为未来推动美国经济增长的新的增长点。该咨文发表后，美国3D打印相关公司的股票大幅上涨，全球投资人对3D打印及相关公司的投资热情也被广泛调动起来。

　　差不多同一时间，中国相关政府部门和投资人对3D打印行业的关注也明显升温。2013年6月，科技部宣布2014年国家“863”项目首次支持3D打印的研发，投入科研基金高达4 000万元。当年，对新经济增长点孜孜不倦追求的各级地方政府，包括武汉、青岛、珠海和成都等也纷纷上马3D打印技术发展中心和3D打印工业园。一时间，3D打印成为全球媒体和大众关心的焦点，一些媒体和行业专家将3D打印誉为引领全球新一轮工业的颠覆性技术。

　　中国的3D打印行业发展有明显的技术传承脉络。领先的新技术行业研究公司壹行研(Innova Research)团队的相关报告显示，在3D打印行业发展的初期，本土3D打印技术企业基本都是学院派，其技术分别来自西安交通大学、华中科技大学、清华大学等高校研究团队。经过多年的技术耕耘，这些来自高校的技术成功地完成产业化，孵化出较早一批本土的3D打印技术公司。随着时间的推移，这些公司分化出来的技术团队又成立了多个行业内知名的技术企业。这些领头的3D打印技术企业随3D打印市场和应用的拓展不断发展壮大，并形成了目前中国3D打印市场的主要本土骨干企业阵营。

　　在过去几年间，3D打印行业的发展经历了从热转冷又逐步走热的发展历程。2013年开始的3D打印热并没能持续多久，在迅速走红后不久就沉寂下来。这主要有以下几个原因：其一，3D打印适合制造个性化、小批量的产品，但并不具备传说中的颠覆大规模传统制造的能力;其二，当时的3D打印技术在材料种类、打印速度等方面还存在许多限制;其三，3D打印还没有找到“爆款”级别的大规模应用;其四，消费级家用3D打印机市场没有能线D打印机大规模进入家庭的预期受挫。这些问题使得3D打印的受关注程度在最初走红后骤降，行业人士和投资人都对3D打印及相关投资项目的前景感到迷茫。

　　不过，2016年以后，3D打印热又开始升温。壹行研(Innova Research)的报告显示，3D打印市场在这个时间段发生了许多积极的变化，其中一个变化是3D打印在医疗行业的应用不断拓展。

　　在3D打印进入家庭受挫后，行业对3D打印未来发展方向的认知逐渐清晰，那就是3D打印的价值最能够体现在制造高价值、小批量、私人化的定制产品上。另一方面，医疗产品价值高，利润空间广阔。由于每个患者的情况都不同，没有哪个市场比医疗市场更需要私人化定制的产品了。由此看来，医疗为3D打印的应用提供了一个完美的方向。3D打印在医学领域的突破也就是水到渠成的事情了。图1为3D打印的肾脏模型。

　　从2016到2017年，3D打印的医学应用及业界相关的技术合作与并购案例层出不穷。典型的相关案例包括两个全球3D打印领头企业和医疗公司进行合作。据外电报道，2017年4月，全球3D打印领先企业3D Systems(纽约证券交易所股票代码：DDD)和联合治疗(United Therapeutics，纳斯达克股票代码：UTHR)宣布了一个联合研究计划，该计划使用胶原蛋白和其他积木蛋白作为支架原料，用3D打印的方式制造实体器官支架用于移植。此合作项目向“生产无限量供应的可移植器官迈出重要一步”。图2为3D Systems公司3D打印出模仿肺部的气管结构。

　　2017年5月，领先的3D打印全球品牌Stratasys宣布和孔雀医疗集团合作，在现有的制造过程中引入3D打印以大规模生产定制“Podfo”矫形器(如图3所示)。通过3D打印技术创建复杂的几何形状，在一个矫形器中实现不同的功能。Podfo的生产使用了尼龙11打印材料，以满足薄而轻的功能要求。这个项目不是Stratasys公司第一次进入矫形设备行业。2016年，Stratasys公司就曾与Altair Engineering公司合作建立了脚踝矫形器项目CYBER，并获得美国政府的资助。

　　上述案例体现了3D打印在医疗领域的应用价值。以Stratasys公司和孔雀医疗的合作为例，矫形器是高附加值并需要根据患者情况定制的产品，而这正体现了3D打印技术跳出传统的工业建模应用，真正用于生产高端终端产品的发展方向。类似应用的不断拓展与成熟使3D打印的市场发展潜力和投资前景得到投资人和行业专家的重新审视。相应地，与高附加值、高度定制、市场潜力大的应用相关的3D打印公司及相关投资项目的价值也越来越受到投资人的青睐。

　　近几年，随着3D打印行业发展方向渐渐明朗，投资人开始在这个行业活跃起来，相关并购与投资案例不断涌现。值得注意的是，活跃在3D打印行业的投资人不仅包括大量耳熟能详的风险投资公司(VC)，也包括跨国工业巨头旗下的风险投资机构(Corporate VC)。

　　与VC不同，Corporate VC的投资行为并不仅仅是为了财务回报。相反，作为服务于企业战略的风险投资机构，他们经常把为公司寻找战略与技术合作伙伴、完善公司产业链相关的技术储备、寻找与公司战略相关的未来技术等作为投资的目标。由此引发的投资行为也与VC有很大的不同。

　　例如，Corporate VC通常可以容忍更长的回报周期。这点对类似3D打印等尚未大规模应用的新技术及相关的初创企业至关重要。这是因为3D打印尚处于行业发展前期，从技术发展的前期到大规模应用有较长的周期，投资新技术项目通常需要有对前沿技术的深刻理解和足够的耐心。事实上，绝大多数新技术类的风险投资项目很难在3～5年内获得VC要求的高额回报，而Corporate VC恰恰可以为这些优秀的技术项目提供较为长期的投资。

　　对被投资方而言，与产业链相关的Corporate VC合作可能带来大客户与市场。很多Corporate VC投资的标的都在其自身的产业链上。因此，在很多情况下被投企业的产品、技术与服务有更大的机会进入投资方的产业链。这种协同发展的优势为被投企业的前期发展找到相对稳定的业务与现金流来源，并以此积累市场声誉，为未来业务拓展打下坚实的基础。当然，很多Corporate VC也有自身的问题，如一般大企业的决策流程较长、投资前期的工作耗时较长等。

　　最近两年，3D打印开始进入大型跨国工业巨头旗下投资机构的视线月，全球化工巨头巴斯夫旗下风险投资机构BASF Venture(BVC)在中国完成了其针对中国创新企业的首个风险投资项目。投资对象是上海普利生机电科技有限公司，这是一家3D打印机设备和材料解决方案供应商。另一家跨国材料巨头赢创(Evonik)则把自己在中国的首单风险投资给了深耕医疗3D打印技术的迈递途医疗科技公司。

　　在过去几年间，随着3D打印机出货量的增长，3D打印的产业链发生了明显的变化。全球3D打印机领先的企业，如Stratasys和3D Systems等，都开始把业务从3D打印机延伸到3D打印材料和3D打印服务领域。它们试图在3D打印领域建立类似传统打印行业的盈利模式，即卖打印机挣钱不多，卖打印耗材成为主要的盈利方式。

　　事实证明，这种商业模式的选择是有成效的。壹行研(Innova Research)相关分析显示，在某些年份，有些3D打印机企业卖打印材料的收入甚至一度超过他们卖3D打印机的销售收入。为了使这个盈利模式能够得以延续，有些领先的3D打印机公司曾采取一些技术手段来阻止用户使用第三方的材料。例如，规定用户必须使用本公司供应的或指定的材料，否则打印机将不予保修。也有公司在材料包装上使用RFID标签等装置，打印机识别后才能进行工作等。

　　但是，一个硬币总有另外一面，在3D打印行业里大量的第三方打印材料供应商正在崛起。目前，3D打印市场虽然还不算大，但由于3D打印材料售价较高、毛利率较高，因此最近几年进入3D打印材料领域的公司数量呈爆发性增长的趋势。

　　在中国，高质量的光固化3D打印材料(即光敏树脂)和某些金属3D打印粉末材料还比较短缺。例如，在光固化3D打印材料领域，国产材料能够达到的打印精度与进口材料相比差一个档次。虽然国产材料的价格只是进口材料的一半，但用户在打印精度要求较高的产品时还是会优先选用进口材料。这些利润丰厚且有技术含量的3D打印材料领域为国内相关材料企业提供了很好的、替代进口的潜在市场。

　　随着3D打印技术的进一步发展，3D打印材料的种类拓展迅速。除了传统的3D打印材料如光敏树脂、ABS和PLA塑料丝材、钛合金和其他金属粉末、陶瓷粉末外，玻璃和其他一些以前不能用作3D打印的材料也被采用到3D打印领域，相关的3D打印机也已逐步成型。

　　3D打印未来的市场机会在于打印材料。3D打印材料虽然市场还小，但毛利率高，有相当的技术壁垒。不过，随着该市场体量渐渐变大，原先不屑于进入这个小市场的主流材料供应商开始进入，并在3D打印材料市场上发力。另一方面，由于3D打印材料需求多种多样，该市场也为大量中小型材料供应商提供了良好的市场机会。

　　2018年6月，全球工业级3D打印技术领先企业易欧斯(EOS)与合作伙伴西门子、欧特克等共同在上海举办3D技术大会，提出共建3D打印生态系统。2020年7月，在上海新国际博览中心举行的TCT亚洲3D打印展上，壹行研(Innova Research)团队发现，该“3D打印生态圈”已经形成规模。据EOS展示的相关资料介绍，该生态圈已经拥有超过130个合作伙伴。

　　这些“圈内”的小伙伴除了EOS和西门子外，还包括国际巨头惠普，国内3D打印领先企业铂力特和联泰，3D打印机与打印服务供应商易加三维，3D打印机关键部件供应商大族激光，以及行业知名研发机构，等等。

　　如上所述，3D打印的长处在于提供少量、定制化的产品与服务。也就是说，3D打印供应商必须有能力随时在设备、材料、工艺等各个方面进行调整，使得其生产的3D打印产品能够满足客户随时变化的定制化需求。显然，任何一家3D打印技术企业都不可能独立满足这些多样化的定制需求，而“3D打印生态圈”的建立正好满足了这种需要。由此可见，“3D打印生态圈”使得圈内技术研发、核心部件、3D打印材料、3D打印设备等上下游合作伙伴有了一个通力合作的平台，发挥各自的技术特长为客户提供定制化产品。“3D打印生态圈”可能改变未来3D打印行业竞争格局，从而对3D打印行业产生深远的影响。

　　综上所述，3D打印经历了从热转冷，又逐步转热的发展历程。与上次不同，本次3D打印的活跃基于3D打印企业这几年对医疗及工业等专业应用的不断探索，以及3D打印设备、打印材料等相关技术的不断完善，因此其市场与技术的基础更加牢固。毋庸置疑，大量相关投资案例显示了投资人对3D打印行业发展前景的认可程度逐步加强。

　　展望未来，3D打印的发展应用是关键，深入拓展行业应用、进一步寻找“杀手级”的应用仍是3D打印行业未来的首要任务。另一方面，在现有的工业、医疗、建筑、设计等专业3D打印应用场景做出更成熟、更有竞争力的3D打印方案也成为很多3D打印企业的共同选择。在高度定制化的3D打印行业，“3D打印生态圈”的形成有可能改变未来行业竞争格局，从而对3D打印行业产生深远影响。