一年内融资总金额超200亿,3D打印能否成为“第三次科技革命的制高点”? | 2020盘点

36氪To B产业报道 · 2021-01-24
3D打印技术将掀起“第三次技术革命”?

文章:沈奚

编辑:石亚琼 (syq@36kr.com)

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一、行业概述

近年来,随着3D打印技术的不断突破,3D打印已成功应用于航空航天、医疗器械、制造、生活艺术等多个领域,并不断取得突破性进展,许多国家将其视为“第三次科技革命的制高点”。3D打印也因其具有应用的广泛性、通用性和价值性而备受关注。

3D打印以数字模型文件为基础,将三维的几何体拆分为若干个二维平面,根据打印对象的三维数据进行逐层加工,利用成型设备层层材料堆积形成目标立体模型。3D打印技术类型包括熔融沉积式(FDM)、分层叠加式(GLOM)、光敏树脂固液化成式(SLA)、选择性粉末激光烧结式(SLS)、激光选区融化式(SLM)等。与传统的减材制造工艺不同,3D打印技术使用的是增材制造的方式,具有理论全能制造性,花费时间短,生产成本低,能够实现原材料的高效利用,节约能源,是一种更为符合现代化建设的制造方式。

目前3D打印公司的业务大致可以分为:设备制造、打印耗材生产、软件开发和3D打印服务。其中,设备制造商往往自带耗材开发与软件研发功能。2019年的统计数据显示,3D打印产业规模达119.56亿美元,其中设备产业规模为52.97亿美元,占行业规模的44.3%。据前瞻产业研究院预测,在市场需求和行业发展的需求下,2022年全球3D打印市场规模有望超过220亿美元。

3D打印行业的发展是在技术促进下对传统行业应用的突破。在技术的不断发展下,国内外对3D打印行业发展前景看好,3D打印行业发展稳步上升,将带来新一轮传统制造业的革新。

二、行业投融资情况

据南极熊统计,2020全年国内外3D打印投资事件共95例,其中国外68例,国内27例,融资总金额超过200亿元。虽然新冠疫情对各个行业的发展均造成了很大影响,但国内外3D打印领域的投资案例数量和额度仍然保持着较大幅度的增长,技术不断推陈出新,行业也逐渐走向成熟。

2020年国内部分3D打印行业相关公司融资情况

三、行业进展

(1)科研院所

1.中国空间技术研究院

2020年5月7日1时58分,由中国空间技术研究院529厂研制的太空3D打印系统全面完成预定任务,飞船下传的图像显示两个样件打印成功,清晰可辨。“复合材料空间3D打印机”及其在轨打印的两个样件8日随中国新一代载人飞船试验船返回舱成功返回东风着陆场,完成了中国首次开展轨道3D打印试验,也是全球首次实现连续碳纤维增强复合材料的太空3D打印。

2. 中国科学院半导体研究所、中国科学院微电子研究所

数字光场芯片被广泛应用于工业和民用领域的各个方面,包括电影、投影仪、印刷打印、光固化3D打印、PCB电路板曝光、芯片光刻等多个领域。2020年8月完成的国产4800万像素数字光场芯片,为我国首款工业数字光场芯片,同时创全球同类型芯片单芯片最高分辨率;并实现了自主设计、自主流片、自主测试、自主封装、自主集成并完全掌握了100%的知识产权。据悉,该款芯片是由北京数字光芯科技有限公司、五邑大学、中国科学院半导体研究所、中国科学院微电子研究所、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、天津市中科新显科技有限公司、天津滨海新区微电子研究院联合完成。

3.马萨诸塞大学

在2020年8月,马萨诸塞大学(UMass)洛厄尔分校的一位研究人员开发了一种被称为“注射打印”的技术,在学术期刊《Additive Manufacturing》上发表。该技术融合了注塑的元素,提高了3D打印的生产速度,同时提高了产品的强度和性能。更耐用的假肢装置、更坚固的飞机和汽车零件是潜在的应用市场。

4.德国哈勒-维滕贝格马丁·路德大学

德国哈勒-维滕贝格马丁·路德大学Wolfgang Binder教授和Harald Rupp研究员领导的一个团队开发出一种能一步完成液体填充物体3D打印的新技术。据悉,该技术利用了一个独特的系统,包含了两个3D打印头,一个通过连续挤压多层熔融聚合物来构建物体,另一个(喷墨打印头)则用来储存微小的液滴。该技术有望被用于制造自愈合材料甚至电池组件。

5.首尔国立大学

首尔国立大学的研究人员于12月开发了一种新的3D打印传感器,使人类能够与变形的软机器人系统进行远程交互。该多功能设备能够随意拉伸和弯曲成复杂的形状,此外还具有光学,微流体和压阻传感功能。测试期间,研究人员通过将传感器集成到可穿戴和激励驱动的执行器中,实现用户远距离控制多个机器人设备。

6.利兹大学

利兹大学的研究人员与爱丁堡大学合作,于11月开发出首个3D打印仿生舌头。该材料具有机械相关和精确的特性,可用于口腔护理,食品和治疗等方面的新型测试方法。仿生舌头可以使口干患者持久治疗的发展成为现实,使大约10%的普通人和30%的老年人免遭痛苦。

(2)国内公司

1. 铂力特

西安铂力特于12月中标了3300万元的高尺寸激光选区熔化成形设备和1300万元的中小规格激光选区熔化成形设备项目。两个项目招标人都是北京动力机械研究所,隶属于中国航天科工集团第三研究院。铂力特是金属3D打印领域的专家,于2020年推出了多款金属3D打印机,包括BLT-S510、BLT-S600等。

2. 点云生物

西安点云生物科技于11月推出了FFP生物陶瓷3D打印机和DLP光固化陶瓷3D打印机。其中,生物陶瓷3D打印机采用无丝打印技术,可以根据骨科临床患者的骨缺损尺寸、形状等参数精确定制可生物降解的人工骨。该打印机广泛适用骨组织再生、软组织生物结构体和药物控释等材料,为生命科学、材料科学、组织工程和药物开发等领域的研究者提供新的研究工具。

3. 联泰科技

联泰科技于2020年年底正式披露第一款桌面级LCD产品——FLX300。相比较联泰科技强势的SLA产品,FLX桌面级的体积更加小巧,可方便用于办公室、开发创新、临床研究、小批量制造和教学辅助等应用场景,敏捷把握客户的灵感迸发和及时需求,提供快速反应的3D打印服务。它采用立体光固化LCD下投影技术,以阵列式UV LED为光源(405nm),保证做件效率和做件质量,整体采用柜式一体化立体设计,配置10.1英寸电容触屏和嵌入式工业PC,Z轴选用高精密双滑块模组,精度等级达到P级,重复定位精度在±3um以内。

4. 镭明激光

镭明激光于12月推出了多激光、大幅面、高尺寸可定制化选区激光熔化LiM-X400H系列装备,其标准成形尺寸为450mm X 450mm X 1500mm。LiM-X400H不仅仅是一款设备,更是镭明激光提供的一整套围绕大幅面、高尺寸、高精度零件成形的整合性的解决方案,覆盖设备、原材料、辅机耗材、工艺参数到软件、后处理和质量检测和认证等系一列配套服务。

5.华曙高科

2020年11月,国内3D打印机制造商华曙高科在Formnext Connect 贸易展上推出了新的聚合物粉末管理系统(PMS)和外部冷却(EC)工作站。华曙高科与未来工场合作,在设计后处理装置时着重考虑了客户的关键需求;此外还宣布与TIGER涂料公司合作,双方共同开发了一种名为TIGITAL 3D-Set 371的新型3D打印材料。

6.安世增材

为了解决复杂金属件的制造,安世增材推出了金属3D打印设备DLM-280,该设备能直接成型出近乎全致密且力学性能良好的金属零件。DLM-280是一款基于SLM技术的金属3D打印系统,打印尺寸为280*280*300mm,适用于复杂精密、耐高温、耐腐蚀等难加工金属零件的快速制造,可在通用机械、航空航天、汽车、模具、医疗、船舶、油气、教育等领域广泛应用。

7. 清锋科技

清锋科技于2020年10月28日宣布与全球齿科行业先进者上海复星牙科宣布建立独家合作伙伴关系。清锋科技是3D打印领域的独角兽,其研发的LuxaDent打印机与配套的LuxDent软件,可以实现稳定、精准、自动便捷的打印。清锋科技通过数据流将口腔设计、生产、治疗等流程串联,以此实现数字化、定制化、规模化生产齿科产品,向复星牙科提供全链条的数字化3D打印解决方案,助力其在中国、亚洲及欧洲市场,推进数字化医疗进程。

8. 创想三维

创想三维于9月一次性推出了光固化3D打印机LD-002H、K8广告字3D打印机和3D打印笔三款新品,进一步完善了自己的产品系列。LD-002H的成型尺寸达130*82*160mm,相对于上一代光固化3D打印机,这款打印尺寸提升,能够完成更大更多的打印作业,满足商用、家用以及一部分工业制作需求。创想三维从用户视角出发,不断推动技术创新,研发设计出一款满足儿童和个人爱好者需求的3D打印笔。K8发光字3D打印机具有800*800*100mm的成型尺寸,基本满足广告字各型号需求,采用金属双驱动双挤出齿轮,铁氟龙管辅助送料,无需人工换料,满足用户的需求。

9. 永年激光

永年激光在9月的中国国际工业博览会中亮相,展出了旗下最新产品,包括超大型SLM设备等。该设备聚焦航空发动机等高端制造领域的重大需求,满足航空发动机、火箭发动机、医疗器械、燃料电池等复杂功能结构件成形制造的需要,是国内首台生产型超大扫描面积的增材制造SLM工艺之设备,在国内增材制造领域具有重大意义和引领作用。

10.西空智造

2020年7月,西安空天机电智能制造有限公司(简称西空智造)正式推出了一款国产的激光增材过程监控系统。该系统能够保障高附加值产品增材制造过程的可追溯性,工艺可重复性和性能一致性,弥补了国内相关方向的空白。据悉,该系统主要包含粉末床在线监控模块和熔池在线监控模块两部分,主要针对激光粉末床熔融工艺的两个关键工艺节点进行监控,即铺粉过程和熔池。

(3)国外公司

1. Copper 3D

2020年4月,智利Copper 3D公司利用在3D专业领域的优势,设计出一款基于铜离子杀菌特性的口罩。据悉,该款铜口罩由聚合物和1%的纳米铜组成,利用3D打印机制作,具有无缝且防水、可重复使用、可清洗、可回收、低成本等优点。

2. Urwahn

德国自行车制造商Urwahn Bikes于4月宣布了一款名为Platzhirsch的3D打印电动自行车。为了使自行车电动,Urwahn Bikes与汽车零件制造商MAHLE的电子组件集成专家MAHLE ebikemotion合作,包括LED照明系统在内的电子组件几乎看不见地隐藏在3D打印钢框架中。后轮毂马达集成在下管中,由电池供电,可在250 Wh的功率下提供长达80 km的行驶距离。 Platzwirsch具有三种骑行模式,可通过马勒应用程序进行数字导航。

3. ExOne

2020年4月底,金属粘合剂喷射3D打印机制造商ExOne和匹兹堡大学合作开发了一款可重复使用的金属过滤器,该过滤器可装入塑料防毒面具盒中。ExOne的粘合剂喷射3D打印工艺可用于生产具有特定孔隙率的金属零件,这些零件可有效过滤掉污染物,同时保持空气。研究人员正在对气流和过滤效率进行初步测试,并为符合N95呼吸器标准而对过滤器进行优化。

4. 宝马集团

2020年6月,耗资超过1500万欧元(约1.1亿人民币)的宝马集团增材制造园区开张,将研究、原型设计和批量化3D打印零件综合在一个工厂中,汇集了宝马集团的专业知识,囊括了当今市场范围内几乎所有前沿的3D打印装备和广泛的技术门类。此举将进一步提升宝马在汽车行业使用增材制造的地位,促进其在汽车增材制造领域的发展。

5. PERI Group

德国的建筑公司PERI Group于11月宣布,将在德国Wallenhausen现场建造一座三层的印刷商业公寓楼。该公司将建立世界上第一个现场3D打印公寓楼,将使用丹麦制造公司COBOD的3D打印技术进行打印,建成后将包括五套可出租的公寓。PERI使用COBOD的快速BOD2系统开始了施工过程,该系统以1 m / s的速度移动,仅需五分钟即可打印1平方米的双层墙。

6. Blackstone Resources AG

瑞士控股公司Blackstone Resources AG于9月宣布,其使用专有3D打印技术制造锂离子固态电池的技术已达到可应用的地步。据悉,该技术能够大规模、低成本地生产出具有更高能量密度水平的可靠锂离子电池,成本低于每千瓦时80欧元,这将代表存储技术的突破。与传统的制造方式相比, 这种3D打印工艺制造的电池具有充电次数多,成本低,能量密度高的优势。

7. 保时捷

德国汽车制造商保时捷于3月公布了其最新的创新技术——3D打印的人体形桶形座椅。保时捷专注于高性能跑车、SUV和轿车,曾多次转向3D打印,以制造电动驱动动力总成和涡轮进气管的组件。总部位于斯图加特的制造商则将座椅视为概念研究,座椅的中央部分进行了3D打印,订购座椅的人将能够在软,中和硬硬度级别之间进行选择,以提供选择的任何舒适度。


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