瞻觀前沿

想象一下，僅使用3D打印機就能構(gòu)建出整個透析機。這不僅可以降低成本并消除制造浪費，而且由于該機器可以在工廠外生產(chǎn)，因此資源有限的人或居住在偏遠(yuǎn)地區(qū)的人可以更輕松地使用該醫(yī)療設(shè)備。雖然開發(fā)完全3D打印的電子設(shè)備必須克服多個障礙，但麻省理工學(xué)院的一個團隊通過展示完全3D打印的三維螺線管，在這個方向上邁出了重要的一步。它通過在軟磁芯周圍分層材料，將美國四分之一大小的螺線管打印成螺旋形，較厚的導(dǎo)電層被薄絕緣層隔開。

螺線管是由纏繞在磁芯上的線圈形成的電磁體，是許多電子產(chǎn)品的基本組成部分，從透析機和呼吸器到洗衣機和洗碗機。研究人員改進了一臺多材料3D打印機，使其可以一步打印緊湊的磁芯螺線管。這消除了組裝后過程中可能引入的缺陷。這種定制打印機可以使用比典型商業(yè)打印機性能更高的材料，使研究人員能夠生產(chǎn)出比其他3D打印設(shè)備承受兩倍電流并產(chǎn)生三倍大磁場的螺線管。

除了使地球上的電子產(chǎn)品變得更便宜之外，這種打印硬件在太空探索中特別有用。例如，麻省理工學(xué)院微系統(tǒng)技術(shù)實驗室 (MTL)的首席研究科學(xué)家Luis Fernando Velásquez-García表示，人們可以發(fā)送包含3D打印機文件的信號，而不是將替換電子部件運送到火星基地，這可能需要數(shù)年時間并花費數(shù)百萬美元。

Velásquez-García補充道：當(dāng)需求遍及全球時，沒有理由只在少數(shù)幾個制造中心生產(chǎn)功能強大的硬件。我們能否讓遠(yuǎn)方的人們自己制造硬件，而不是試圖將硬件運送到世界各地?增材制造可以在這些技術(shù)的民主化方面發(fā)揮巨大作用。他是一篇關(guān)于3D打印螺線管的新論文的資深作者，該論文發(fā)表在《虛擬和物理原型》雜志上。

圖片來源：麻省理工學(xué)院研究人員提供

技術(shù)價值觀察

3D打印產(chǎn)業(yè)鏈的上游為原材料及基礎(chǔ)配件，原材料分為金屬專用材料及非金屬專用材料兩大類，是基礎(chǔ)配件及3D打印耗材的原材料。中游為3D打印耗材(金屬粉末、光敏樹脂、工程塑料、陶瓷材料、生物材料等)及3D打印設(shè)備的研發(fā)制造;下游為3D打印服務(wù)及應(yīng)用，3D打印主要應(yīng)用場景于航空航天、模具鑄造、生物醫(yī)療、汽車、軍工等領(lǐng)域。

麻省理工學(xué)院研究人員改進了一種多材料3D打印機，使其可以通過將三種不同材料的超薄線圈分層，一步生產(chǎn)出三維螺線管。因此，從3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上看，3D打印機處于產(chǎn)業(yè)鏈的中游3D打印設(shè)備環(huán)節(jié)。

宏觀市場觀察

——區(qū)域競爭格局：美國為第一大市場

作為3D打印行業(yè)息息相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，3D打印材料行業(yè)的區(qū)域分布亦依托3D打印行業(yè)的分布。具體來看，2021年，全球3D打印行業(yè)發(fā)展以美國為先，擁有全球40.4%的市場;其次為德國，市場占比22.5%;中國排名全球第三，擁有全球18.6%的市場。

再結(jié)合3D打印制造設(shè)備安裝量來看，美國、中國和日本的市場份額排在前列。其中美國占比33.1%排名第一，中國和日本的安裝量占比分別為10.6%和8.9%。全球排名前列的還包括德國、意大利、韓國、英國和法國等。

整體來看，美國和中國市場是全球3D打印的發(fā)展熱土，隨著這兩大區(qū)域的3D打印制造設(shè)備安裝量的逐日遞增，拉動3D打印材料行業(yè)的發(fā)展，敦促相關(guān)企業(yè)在產(chǎn)品性能、價格、技術(shù)等方面進行新一輪創(chuàng)新和調(diào)整。

——市場規(guī)模及預(yù)測：全球3D打印市場未來增速達到20%以上的高水平

根據(jù)全球知名3D打印制造平臺3D Hubs數(shù)據(jù)，2020年全球3D打印產(chǎn)品及服務(wù)市場規(guī)模約為126億美元。同時，3D Hubs預(yù)測2020-2023年全球3D打印市場增速達到17%;2023-2025年達到最高23.7%;2025-2026年達到20.4%，到2026年，全球3D打印市場規(guī)模將超過370億美元。

——多數(shù)3D打印機價格在2500美元以上

3D打印機隨用途的不用價位也不同，一般商用打印機價位較高，價位為幾萬到幾十萬不等;國內(nèi)購物網(wǎng)站上已經(jīng)可以購買到廉價的3D打印機價格在3000至5000元不等，并配有快速入門指南、相應(yīng)軟件下載、機器矯正等介紹。隨著3D打印技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，各種耗材、打印機的價格必將呈現(xiàn)下降趨勢，未來3D打印機完全有可能像傳統(tǒng)打印機一樣，成為每家每戶都買得起、用得上的設(shè)備。

3DSciencevalley對企業(yè)的調(diào)查顯示，中國市場對于高端的工業(yè)級3D打印設(shè)備采購占據(jù)主流地位，有超過44%的企業(yè)采用的10萬美金/臺以上的工業(yè)級3D打印機。

——汽車、工業(yè)機械與航空航天是主要應(yīng)用領(lǐng)域

3D打印應(yīng)用的領(lǐng)域廣泛，3D打印在下游應(yīng)用行業(yè)和具體用途領(lǐng)域的分布反映了這一技術(shù)具有的優(yōu)勢和特點，同時也反映了這一技術(shù)的局限和在發(fā)展過程中尚需完善的地方。

根據(jù)中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計，在應(yīng)用領(lǐng)域方面，由于工業(yè)機械、汽車制造、航天航空等領(lǐng)域?qū)τ跇?gòu)件質(zhì)量要求、定制化要求較高，因此，我國3D打印應(yīng)用領(lǐng)域主要集中于工業(yè)機械、汽車制造、航天航空等領(lǐng)域，三者合計占比超過50%，其中工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用占比20%，航空航天應(yīng)用占比18.90%，汽車領(lǐng)域應(yīng)用占比16.00%。

— —行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長

近年來，我國高度重視3D打印市場的發(fā)展，國家也不斷出臺政策進行產(chǎn)業(yè)扶持，2020年2月，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會、工信部、科技部、教育部等六部門日前印發(fā)《增材制造標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)航行動計劃(2020-2022年)》，提出到2022年，立足國情、對接國際的增材制造新型標(biāo)準(zhǔn)體系基本建立。此外，推動2-3項我國優(yōu)勢增材制造技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)制定為國際標(biāo)準(zhǔn)，增材制造國際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化率達到90%，增材制造標(biāo)準(zhǔn)國際競爭力不斷提升?！缎袆佑媱潯穼ξ覈?D打印產(chǎn)業(yè)進行指導(dǎo)，預(yù)計3D打印產(chǎn)業(yè)年均增速在25%以上，2020年增材制造產(chǎn)業(yè)銷售收入超過200億元。結(jié)合國家層面政策指導(dǎo)以及國內(nèi)近6年3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，預(yù)測2025年，我國3D打印市場規(guī)模將超過630億元。

中國3D打印技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，與3D打印關(guān)鍵技術(shù)強關(guān)聯(lián)的城市集群主要集中在華南和華中地區(qū)，并且以廣東、湖南省為重點發(fā)展區(qū)域，未來布局3D打印技術(shù)及其他效果技術(shù)的發(fā)展路徑，極大可能性在于華南、華中地區(qū)優(yōu)先導(dǎo)入，其中可重點關(guān)注廣東省廣州市天河區(qū)和番禺區(qū)、廣東省深圳市龍華區(qū)、湖南省長沙市開福區(qū)所處3D打印的相關(guān)企業(yè)，以及該地方對于3D打印的產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資環(huán)境、供給市場的潛力空間。

經(jīng)濟學(xué)人APP資訊組

看完覺得寫得好的，不防打賞一元，以支持藍(lán)海情報網(wǎng)揭秘更多好的項目。

標(biāo)簽： 打印 打印機 螺線管 隨筆