3D打印（又称“增材制造”）技术，是20世纪80年代末期产生并发展起来的一种区别于传统减材制造技术的先进数字化制造技术，被视为“第四次工业革命”的支撑技术之一。常用于模具制造、工业设计模型等，后来逐步扩展到航空航天、建筑、汽车制造和医疗器械等领域。
根据观研报告网发布的《中国3D打印行业发展深度调研与投资战略评估报告（2023-2030年）》显示，3D打印技术的出现，最早要追溯至20世纪80年代美国科学家查尔斯·胡尔(Charles W.Hull)发明的立体光固化(SLA)技术。1986年，Charles Hull发布了全球第一款商用3D打印机，开启了3D打印技术的产业化进程。
国际 3D 打印技术里程碑事件
|
时间 |
事件 |
|
1984年 |
美国人Charles Hull发明立体光固化(SLA)技术 |
|
1988年 |
美国人Scott Crump发明熔融挤出沉积(FDM)技术 |
|
1996年 |
美国3DSystems,Stratasys和Z Corporation公司分别推出了新一代的快速成型设备,此后快速成型便有了更加通俗的称呼“3D打印” |
|
2010年 |
美国的Organovo公司推出了全球第一台3D生物打印机,能够使用人体脂肪或骨髓组织打印出人体组织,使得3D打印*体器人官**成为可能 |
|
2011年 |
荷兰医生使用3D打印的金属下颌骨完成一例植入手术,标志着3D打印植入物开始进入临床应用 |
|
2016年 |
美国GE公司收购德国金属3D打印机制造商Concept Laser和瑞典电子束增材系统制造商Arcam;医疗行业巨头Johnson与Carbon合作进军3D打印手术器械市场 |
|
2017年 |
美国Desktop Metal公司在RAPIDTCT3D打印展会上发布DM Studio和Production桌面金属3D打印机 |
|
2018年9月 |
惠普官方宣布推出基于粘结剂喷射的金属3D打印系统 |
|
2018年11月 |
美国将3D打印列为限制性出*技口**术 |
|
2019年3月 |
总部位于以色列的精密增材制造技术开发商Nanofabrica宣布推出其微级分辨率3D打印技术 |
|
2019年4月 |
以色列科学家使用患者的细胞3D打印一颗微型的活体心脏 |
|
2020年 |
ExOne和匹兹堡大学使用金属3D打印技术生产可重复使用的呼吸器 |
|
2020年 |
马萨诸塞大学发明"注射3D打印"技术,将FDM速度提高3倍 |
|
2020年 |
德国路德大学科学家开发出能一步完成液体填充物体3D打印的新技术 |
|
2021年 |
Desktop Metal相继收购Exone,MetaAdditive,改变了粘结剂喷射金属3D打印技术的市场格局 |
资料来源：中国3D打印行业发展深度调研与投资战略评估报告（2023-2030年）
我国从20世纪80年*开代**始启动增材制造技术研究，经过30多年的发展，中国的3D打印技术发展总体与国际同步，特别是2015年后，为加快推进我国增材制造产业健康有序发展，国家工业和信息化部、国家发展和改革委员会、财政部联合发布了《国家增材制造产业发展推进计划(2015—2016年)》，使得我国的3D打印产业得到蓬勃发展。
中国 3D 打印产业发展历程
|
时间 |
事件 |
|
20世纪80年代 |
中国开始启动增材制造技术研究 |
|
1988年 |
清华大学成立了激光快速成型中心 |
|
2013年 |
北京航空航天大学凭借“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”项目获得国家技术发明一等奖 |
|
2015年 |
为加快推进我国增材制造产业健康有序发展,国家工业和信息化部、国家发展和改革委员会.财政部联合发布了《国家增材制造产业发展推进计划(2015—2016年)》 |
|
2016年4月 |
在国家标准化管理委员会、工业与信息化部、中国机械科学研究总院的指导下,全国增材制造标准化技术委员会(SAC/TC 562)成立 |
|
2017年6月 |
唐都医院通过使用3D打印的聚醚醚酮(PEEK)植入物,为一名患者置换肋骨。该手术标志着3D打印PEEK材料首次进入临床应用 |
|
2020年8月 |
光固化3D打印获突破:国产4800万像素数字光场芯片 |
|
2021年 |
三星堆发掘现场我国首次借助3D打印提取*物文** |
|
2021年 |
航空制造3D打印专家王向明当选2021年中国工程院院士 |
资料来源：中国3D打印行业发展深度调研与投资战略评估报告（2023-2030年）
我国对于3D打印技术研究起步相对较晚，近年来随着经济技术的快速发展，国内的科研院所及高端制造企业逐渐加入新型3D打印技术的开发和研究中。与此同时，国家也出台了一系列鼓励3D打印技术发展的政策和措施，带动了我国整体3D打印技术的发展和进步。2009年之前3D打印专利申请数量维持在个位数，2009~2015年许多领先的工业3D打印专利到期，随着3D打印核心技术的释放，降低了行业准入门槛与成本，激发了市场活力，推动了产业化进程。
资料来源：中国3D打印行业发展深度调研与投资战略评估报告（2023-2030年）
在3D打印技术方向国外申请人在华专利申请情况，美国、德国、韩国、日本、荷兰在华申请量较大，特别是美国申请人在华申请远超其他国家，这一方面表现出美国申请人对中国国内市场的重视，积极在中国进行相关的专利申请布局，另一方面又反映出美国申请人在3D打印技术方面的深厚积累，如美国的3DSystems公司、Stratasys公司、GE公司等均为全球领先的增材制造公司，国内企业可积极寻求与上述相关企业开展合作，加大技术引进和交流。
资料来源：中国3D打印行业发展深度调研与投资战略评估报告（2023-2030年）
国内3D打印技术专利申请分类号主要集中于B部，重点涉及B33Y、B29C、B22F三个小类，其中B33Y主要涉及3D打印成型的装置和技术原理。
资料来源：中国3D打印行业发展深度调研与投资战略评估报告（2023-2030年）
从申请量排名前10位的申请人中，有6家属于高校院所，分别为西安交通大学、华南理工大学、浙江大学、华中科技大学、吉林大学以及北京工业大学，此外，还包括4家企业，珠海天威飞马打印耗材有限公司、惠普发展公司、宁夏共享模具有限公司以及深圳市创想三维科技有限公司。
3D打印技术国内申请量排名前10位申请人
|
申请人 |
专利数量 |
申请人类型 |
|
珠海天威飞马打印耗材有限公司 |
293 |
企业 |
|
西安交通大学 |
291 |
高校院所 |
|
华南理工大学 |
289 |
高校院所 |
|
浙江大学 |
285 |
高校院所 |
|
惠普 |
171 |
高校院所 |
|
华中科技大学 |
159 |
企业 |
|
宁夏共享模具有限公司 |
155 |
企业 |
|
吉林大学 |
147 |
高校院所 |
|
深圳市创想三维科技有限公司 |
142 |
企业 |
|
北京工业大学 |
141 |
高校院所 |
资料来源：中国3D打印行业发展深度调研与投资战略评估报告（2023-2030年）
2021年中国3D打印专利授权主要集中在制造工具和医药科学领域，而服饰、食品科学等消费级领域数量较少。
资料来源：中国3D打印行业发展深度调研与投资战略评估报告（2023-2030年）
近年来，3D打印热度不断提升。2021年，国内共有3D打印融资案例34例，国外共有融资案例108例，相比于2019年均有较大增长。
资料来源：中国3D打印行业发展深度调研与投资战略评估报告（2023-2030年）
中国3D打印头部企业快速布局3D打印产业化，多家企业拥有较高的3D打印设备与材料年产能/年销量。目前国内工业级3D打印设备与材料主要供给国内，而消费级3D打印设备主要销往国外。根据3D行业专家的观点，这是由于国内原材料较为便宜，加工3D打印设备成本较低，且国内消费级供应链较为完善，已经可以满足鞋子、衣服等日用品的需求，3D打印的用途没有完全凸显，国外则更需要3D打印简化供应链。
2021年中国3D打印头部企业设备与材料年产能情况
|
类别 |
公司 |
产品 |
年产量 |
|
工业级金属 |
铂力特 |
金属3D打印设备 |
293台 |
|
华曙高科 |
金属3D打印设备 |
164台 |
|
|
高分子粉末 |
150吨 |
||
|
华曙高科 |
金属3D打印设备 |
（累计出货超500台) |
|
|
飞而康快速制造 |
3D打印钛合金粉末 |
90吨 |
|
|
工业级非金属 |
联泰科技 |
3D打印设备 |
（年销量1500台） |
|
树脂材料 |
（年销量100吨） |
||
|
消费级 |
创想三维 |
消费级3D打印机 |
100万台 |
|
纵维立方 |
消费级3D打印机 |
2020年出货量50万台 |
资料来源：中国3D打印行业发展深度调研与投资战略评估报告（2023-2030年）