研究重点是3D打印快速成型技术所需的光固化成型材料、金属粉末粘结材料、陶瓷材料的快速成型技术、模具铸造、光固化技术、图像信息处理、光束干涉固化技术、热塑性材料加热工艺等。此外,专利地图上灰色区域的大量专利,表达的技术主题是包含数据控制系统、基于web服务器的网络架构、网络服务传感器等方面的计算机数据处理技术,工作台移动控制,叠层制造等技术。
总体分析可知,目前3D打印快速成型的研究重点在3D打印的成型技术、打印材料、打印工艺流程、立体图像信息处理、模具铸造、感光技术、电脑控制系统等方面,通过打印材料的不同来扩大3D打印技术的应用领域。可以预测新材料研制、工艺流程优化、打印设备精准度控制等在生物医学、服装、食品等行业的创造性应用将是未来的研究趋势及技术空白点。
3D打印技术的研究趋势
通过对国内外3D打印领域的专利申请趋势、专利权人、技术主题、专利引证等因素的分析,研究了该领域的整体发展态势,可知国外3D打印技术发展已趋于成熟,国内则还有一定的差距。主要结论如下:
a.国外3D打印已经历萌芽期、稳步增长期和快速增长期,目前处在技术相对成熟期,相应的技术已经大规模市场化,美国已经基本形成产业链。国内较国外发展相差近10年,处在该领域的快速成长期,技术分布范围扩大,向产业化阶段迈进。我国需加强创新国外3D打印快速成型技术主题地形图研发、技术引进和投入,争取在未来的市场竞争中占据有利位置。
b.国外专利权
人以企业为主,注重企业间的合作,其专利权人之间已经形成产业协同发展的模式。国内专利权人以高校和科研机构为主,缺少大型独立研发的企业,且合作意识不强,企业之间缺少交流。国内需要借鉴美国3D打印企业的运营模式,要将研发重点移向技术应用,加大产学研合作,加大扶植重点企业的研发,突破“校园模式”,向市场和产业化转变。
c.3D打印关键技术主要掌握在美国、日本及欧洲国家,其中美国的3D公司和z公司的3D打印技术应用研究最成熟,主要技术优势是彩色三维打印的实现以及拥有的熔融材料高分辨选择性逐层喷射的关键技术,也是进行市场化的领先者。在华申请的专利技术主要是打印设备、成型方法、成型制品。中国在激光直接加工金属的工艺方面发展快速,3D打印在中国具有巨大的发展机遇。
d.3D打印的核心技术主要集中在新材料的开发、新成型技术、模型制作、打印头的精准度控制等方面,这些技术之间关系密切,都是实现3D打印不可缺少的组成部分。但该技术的核心,也是“颠覆制造业”的重要因素就是材质,只有进行更多新材料的开发才能拓展3D打印技术的应用领域,因此也视为3D打印机突破创新的关键点和难点所在。
e.目前技术研发的空白点主要是打印材料、成型技术创新和产业应用等方面。包括更为多样的3D打印材料,如生物活性材料、传感器及晶体管材料;打印成型新工艺,如并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印;设计和生产控制软件的集成化,实现远程在线制造的新工艺。产业应用表现在拓展3D打印技术在生物医学、食品、服装等更多行业领域的创造性应用,不断扩展其专利技术的深度及广度。 |
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