“中國制造2025”下的3D打印

于灝

2015年5月8日，國務(wù)院正式印發(fā)了《中國制造2025》。這份被認(rèn)為是中國版的“工業(yè)4.0”發(fā)展規(guī)劃，明確了在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的大背景下，中國主動應(yīng)對全球產(chǎn)業(yè)競爭新格局和未來產(chǎn)業(yè)競爭新挑戰(zhàn)的發(fā)展戰(zhàn)略。為實(shí)現(xiàn)中國制造由大到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變，提出了9大戰(zhàn)略任務(wù)、5項(xiàng)重點(diǎn)工程、10大戰(zhàn)略領(lǐng)域和若干重大政策舉措，描繪了中國制造梯次推進(jìn)的路線圖和未來30年建設(shè)制造強(qiáng)國的宏偉藍(lán)圖。在該規(guī)劃中，3D打印（增材制造）作為代表性的新興技術(shù)占有重要位置，在全文中共出現(xiàn)6次，貫穿于背景介紹、國家制造業(yè)創(chuàng)新能力提升、信息化與工業(yè)化深度融合、重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展等重要段落，并融入于推動智能制造的主線。這一方面體現(xiàn)出我國對3D打印的重視程度，另一方面也彰顯了在戰(zhàn)略層面我國對制造業(yè)發(fā)展面臨的形勢和環(huán)境的深刻理解。

3D打印首次出現(xiàn)在規(guī)劃的第一部分。在全球制造業(yè)格局分析中，制造業(yè)被認(rèn)為正面臨重大調(diào)整。隨著新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，以3D打印、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)將重構(gòu)現(xiàn)有的制造業(yè)技術(shù)體系，推動實(shí)現(xiàn)制造生產(chǎn)方式的變革，智能制造將代替重復(fù)和一般技能勞動成為大勢所趨。在隨后的首個戰(zhàn)略任務(wù)“提高國家制作業(yè)創(chuàng)新能力”中，規(guī)劃提出興建增材制造等一批制造業(yè)創(chuàng)新中心（工業(yè)技術(shù)研究基地），支撐完善國家制造業(yè)創(chuàng)體系構(gòu)建。這些國家創(chuàng)新中心將重點(diǎn)開展行業(yè)基礎(chǔ)和共性關(guān)鍵重大技術(shù)研發(fā)、成果產(chǎn)業(yè)化、人才培訓(xùn)等工作。在“推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合”戰(zhàn)略任務(wù)中，3D打印又被提到2次。在加快發(fā)展智能制造裝備和產(chǎn)品方面，提出組織研發(fā)增材制造等智能制造裝備以及智能化生產(chǎn)線；在推進(jìn)制造過程智能化方面，提出加快增材制造等技術(shù)和裝備在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。最后2次出現(xiàn)是在10大重點(diǎn)領(lǐng)域發(fā)展布局中。在高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人領(lǐng)域，提出要加快增材制造等前沿技術(shù)和裝備的研發(fā)；在生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械領(lǐng)域中，提出要實(shí)現(xiàn)生物3D打印等新技術(shù)的突破和應(yīng)用。

實(shí)際上，在《中國制造2025》出臺以前，2015年我國已有多個3D打印相關(guān)利好政策出爐。首先，2015年2月份工業(yè)和信息化部（以下簡稱“工信部”）、國家發(fā)展和改革委員會（以下簡稱“發(fā)改委”）、財政部聯(lián)合發(fā)布了《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015-2016年）》，這份經(jīng)過2年精心打造的推進(jìn)計(jì)劃將3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提升到國家戰(zhàn)略層面。3月份“兩會”期間，李克強(qiáng)總理政府報告提出了“中國制造2025”，“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計(jì)劃，“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”3項(xiàng)具體措施，形成了新常態(tài)下推動中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新思路，這3項(xiàng)具體措施均和3D打印密切相關(guān)。5月份國務(wù)院正式對外公布《中國制造2025》規(guī)劃，其中3D打印成為加快實(shí)現(xiàn)智能制造的重要技術(shù)手段；6月份國務(wù)院印發(fā)《大力推進(jìn)大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新若干政策措施的意見》，其中的第6大領(lǐng)域“建設(shè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新平臺，增強(qiáng)支撐作用”涉及3D打印。該技術(shù)可使得社會大眾的創(chuàng)意和想法快速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，使其成為創(chuàng)業(yè)的熱門領(lǐng)域。目前，“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計(jì)劃也正在積極的制定當(dāng)中。由于3D打印具有的先天互聯(lián)網(wǎng)基因，預(yù)計(jì)其也將成為重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。

一、生產(chǎn)模式迎來新變革

在過去的2個世紀(jì)中，人類的生產(chǎn)模式發(fā)生了多次的轉(zhuǎn)變，每一次轉(zhuǎn)變都極大地提高了生產(chǎn)力，改變了人類的生活。目前，新一輪的變革正在發(fā)生（見圖1）。在1850年前后，首先出現(xiàn)了“手工制造”時代。其主要標(biāo)志是技術(shù)嫻熟的工匠根據(jù)客戶的要求逐件的生產(chǎn)產(chǎn)品。這種作坊式的生產(chǎn)模式以小批量和定制化的生產(chǎn)形式為主。但是，生產(chǎn)效率較低，單件產(chǎn)品的質(zhì)量取決于個體工匠的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)智慧。隨著第一次工業(yè)革命的到來，以蒸汽機(jī)作為標(biāo)志的機(jī)器逐步代替了手工勞動，極大的提高了生產(chǎn)力。隨后，福特汽車公司革命性的實(shí)現(xiàn)了流水線生產(chǎn)，人類開始進(jìn)入到“大規(guī)模制造”時代，并在1955年前后達(dá)到頂峰。在這個階段，大規(guī)模生產(chǎn)降低了單個產(chǎn)品的制造成本，但產(chǎn)品的多樣性也隨之減少。在20世紀(jì)80年代后，隨著社會大眾對消費(fèi)類產(chǎn)品多樣化的需求逐步提高，“大規(guī)模定制”開始興起。這種模式通過組件模塊化和用戶參與，兼顧了低成本生產(chǎn)和客戶需求。這使得產(chǎn)品的種類增加，而單件產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模下降。

2000年以后，全球化進(jìn)程日益加快，制造業(yè)趨于更加復(fù)雜化和個性化。產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏加快，定制化需求日益旺盛，制造業(yè)的生產(chǎn)模式開始步入到“個性化制造”階段。今天，互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代制造業(yè)正在進(jìn)行深度融合，3D打印、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)正在推動制造業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方向發(fā)展。數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)的融入，使得“物理”意義上的產(chǎn)品攜帶了更多的“信息”功能，其整體性能得到本質(zhì)的提升。未來制造業(yè)的競爭核心將不再是“物理”意義上的質(zhì)量，而更多的是產(chǎn)品整體的功能性。這將導(dǎo)致制造業(yè)的生產(chǎn)模式從批量化、規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化制造轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄖ苹€性化、分布式。新的生產(chǎn)方式將更加靈活，滿足多品種小批量的產(chǎn)品需求，逐步取代大批量生產(chǎn)，成為未來制造的主要形式?？v觀制造業(yè)生產(chǎn)模式的發(fā)展歷程，它像畫了一個圓圈一樣又繞回了起始點(diǎn)。機(jī)器的應(yīng)用使得制造業(yè)的生產(chǎn)模式實(shí)現(xiàn)了從手工生產(chǎn)到大規(guī)模制造的轉(zhuǎn)變，而以3D打印、機(jī)器人為代表的智能化制造技術(shù)將引領(lǐng)個性化定制時代的到來，使得全球制造業(yè)的格局發(fā)生重大革命。在生產(chǎn)模式發(fā)展變化的同時，制造業(yè)的設(shè)計(jì)理念，商業(yè)模式，價值鏈也正在隨之變化。產(chǎn)業(yè)價值鏈的重心從生產(chǎn)環(huán)節(jié)逐步轉(zhuǎn)向研發(fā)設(shè)計(jì)和品牌營銷等環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致制造業(yè)從生產(chǎn)型向服務(wù)型進(jìn)行轉(zhuǎn)變。網(wǎng)絡(luò)眾包、協(xié)同設(shè)計(jì)、互聯(lián)制造、大數(shù)據(jù)等互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)也將改變制造業(yè)的價值鏈條，構(gòu)建新體系。隨著新一代信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，未來的產(chǎn)品將不斷的智能化、網(wǎng)絡(luò)化。制造業(yè)企業(yè)不單單需要通過工廠內(nèi)部的智能化、信息化來采集大量的生產(chǎn)信息，來提高企業(yè)的運(yùn)行效率；另一反面還需要透過外部網(wǎng)絡(luò)獲取產(chǎn)品的反饋信息和客戶需求的大數(shù)據(jù)，通過對海量數(shù)據(jù)的分析、處理，來快速動態(tài)的配置資源和提供解決方案，形成全新的制造業(yè)企業(yè)管理決策方法。

由于3D打印自身的一些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，使其成為推動制造業(yè)新一輪生產(chǎn)模式變革的重要技術(shù)之一。首先，3D打印將生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)連接到一起，整合成為“精益設(shè)計(jì)”模式。作為一種“設(shè)計(jì)無限制”的數(shù)字化制造技術(shù)，3D打印可以直接制造出形狀高度復(fù)雜的產(chǎn)品。這將大大簡化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高零部件的集成度，加快產(chǎn)品開發(fā)周期。同時，也使得過去受到傳統(tǒng)加工方式約束而無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造變?yōu)榭赡堋?D打印還使得制造業(yè)的門檻大幅度降低，“大規(guī)模制造”所需的大型廠房、眾多機(jī)器、大量專業(yè)人員等生產(chǎn)要素將不再能夠阻擋制造業(yè)的大眾化。借助互聯(lián)網(wǎng)，3D打印可以使任何人都可以通過數(shù)字設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)制造。因此，制造的重心將由生產(chǎn)向設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移，通過精益設(shè)計(jì)提高制造的靈活度將成為發(fā)展趨勢。這種變化恰恰迎合了互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)快速發(fā)展，產(chǎn)品微小創(chuàng)新和快速迭代成為新的發(fā)展模式。其次，3D打印還可大大壓縮供應(yīng)鏈，使得傳統(tǒng)的離岸經(jīng)濟(jì)模式得以改變。數(shù)字化文件的共享和交易，將允許在靠近消費(fèi)區(qū)域的地點(diǎn)進(jìn)行生產(chǎn)。這將繞過傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品“分布式制造”，顛覆傳統(tǒng)供應(yīng)鏈中的企業(yè)（見圖2）。最后，3D打印與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合將使得社會大眾有機(jī)會直接參與到產(chǎn)品整個生命周期當(dāng)中。從最初的設(shè)計(jì)、到制造、到后期維修，再到相關(guān)服務(wù)。這種模式將釋放整個社會的智慧，構(gòu)建兼具個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)，演化出更加靈活和富有活力的商業(yè)模式，重組產(chǎn)業(yè)鏈分工、創(chuàng)造新的盈利模式和價值鏈體系。通過將改變產(chǎn)品的制造方式，進(jìn)而改變世界的經(jīng)濟(jì)格局，最終改變?nèi)祟惖纳罘绞健?img src="https://cimg.fx361.com/images/2020/05/08/qkimagesclcyclcy201507clcy20150708-2-l.jpg"/>

二、3D打印興起的背景

自2008年國際金融危機(jī)以來，以美國、歐盟為代表的西方發(fā)達(dá)國家開始重新審視制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用，紛紛提出“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，希望通過重振制造業(yè)來拉動經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。美國方面，于2012年發(fā)布《國家先進(jìn)制造業(yè)戰(zhàn)略計(jì)劃》，正式將先進(jìn)制造業(yè)提升為國家戰(zhàn)略。隨后，奧巴馬宣布實(shí)施 “國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”計(jì)劃，篩選具有廣闊應(yīng)用價值的先進(jìn)制造技術(shù)設(shè)立創(chuàng)新中心，全面提升美國制造業(yè)競爭力。首個被遴選出的技術(shù)即為3D打印，其創(chuàng)新中心的建設(shè)也同時被定位成樣板工程。從美國設(shè)立國家創(chuàng)新中心的進(jìn)度來看，其對先進(jìn)技術(shù)的遴選較為嚴(yán)格。盡管數(shù)量從最初計(jì)劃的15家增加到最終的45家，但截至2014年底僅成立了8家，其中4家正在啟動過程中。然而，美國“國家增材制造創(chuàng)新中心”的成立時間甚至早于美國白宮發(fā)布《國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)》的時間，也遠(yuǎn)早于后3家創(chuàng)新中心的成立時間，體現(xiàn)出美國政府對這項(xiàng)技術(shù)的重視程度。同時，美國推動3D打印的政策并不是孤立存在的，它和“材料基因組計(jì)劃”等美國政府其他重點(diǎn)工作存在著內(nèi)部聯(lián)系。美國希望這些工作的交叉可以激發(fā)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域之間的相互合作，開辟嶄新的創(chuàng)新途徑，支撐下一波“美國制造”的浪潮潛力，應(yīng)對未來的戰(zhàn)略需求和各種挑戰(zhàn)。該動作迅速得到了全球范圍的廣泛關(guān)注，英國、德國、加拿大、日本、澳大利亞、新加坡等發(fā)達(dá)國家相繼跟進(jìn)，3D打印熱潮席卷全球。

表面上來看，美國政府是在積極推動3D打印技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)面向市場的生產(chǎn)制造。作為新興的先進(jìn)制造業(yè)，3D打印產(chǎn)業(yè)的市場容量未來有可能匹敵航空業(yè)，達(dá)到數(shù)千億美元的規(guī)模，頗具吸引力。但更深層次的是，該技術(shù)能夠與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式相結(jié)合，共同推動實(shí)現(xiàn)新一輪工業(yè)革命。3D打印的一些獨(dú)有特征，未來能夠?qū)χ圃鞓I(yè)產(chǎn)生大范圍、深入的滲透和影響，具有其他一些先進(jìn)制造技術(shù)（如柔性混合電子、下一代電力電子等）所無法達(dá)到的作用（見圖3）。與此同時，3D打印在國防軍工領(lǐng)域也具有不同方面的應(yīng)用，對于保障美國國家安全具有重要的支撐作用。今天來看，美國對3D打印的戰(zhàn)略布局具有相當(dāng)?shù)那罢靶?。這一方面體現(xiàn)出美國戰(zhàn)略政策制定中高瞻遠(yuǎn)矚的預(yù)見能力，另一方面也解釋了為什么繼美國之后，歐洲及其他地區(qū)國家紛紛效仿積極推動3D打印，爭搶該技術(shù)戰(zhàn)略高地。我國也高度關(guān)注3D打印技術(shù)，自20世紀(jì)90年代初就通過國家自然基金、科技部、工信部等部委支持相關(guān)研究。在2012年美國大力推動3D打印發(fā)展開始之初，也密切跟蹤相關(guān)動向。通過借鑒美國的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國制造業(yè)發(fā)展的處于2.0水平的實(shí)際情況，適時的推出了3D打印的相關(guān)政策。在《中國制造2025》規(guī)劃中，從宏觀和中觀的角度上點(diǎn)明了發(fā)展3D打印的原因、方向和路徑，為我國在3D打印領(lǐng)域搶占國際技術(shù)高地，在新一輪工業(yè)革命中打造制造強(qiáng)國提供了行動綱領(lǐng)，也為應(yīng)對美國“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，德國“工業(yè)4.0”提出了中國發(fā)展制造業(yè)的戰(zhàn)略方針。

三、3D打印發(fā)展成熟度

3D打印技術(shù)始于20多年前，但最近幾年來才被公眾所注意，這主要?dú)w功于其在最近幾年的快速發(fā)展。根據(jù)美國高德納（Gartner）公司發(fā)布的“新興技術(shù)炒作周期”報告，3D打印在2009年時還未被列入報告中。這項(xiàng)新興技術(shù)在2010年才在報告中首次出現(xiàn)，并被認(rèn)為需要5～10年才能成熟。但在2012年，這項(xiàng)技術(shù)就已經(jīng)從技術(shù)萌芽期發(fā)展到期望膨脹期的頂點(diǎn)，與大數(shù)據(jù)一起成為2012年最受市場關(guān)注的新技術(shù)之一。到了2014年，3D打印已經(jīng)快速地渡過膨脹期，開始進(jìn)入到實(shí)際應(yīng)用階段（見圖4）。由于該技術(shù)的快速發(fā)展，高德納公司在最新發(fā)布的炒作周期圖中將企業(yè)級3D打印和消費(fèi)級3D打印進(jìn)行了區(qū)分和單獨(dú)評價。企業(yè)級3D打印正在逐步走向成熟期，市場在迅速擴(kuò)大，幾乎已經(jīng)步入實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)階段。相比之下，消費(fèi)級3D打印仍處于炒作的高峰期，大約還需要5～10年才能進(jìn)入主流商業(yè)領(lǐng)域。3D生物打印系統(tǒng)仍然于萌芽期，但成熟期從2012年所需的10年以上縮短到5～10年之間。

對于3D打印細(xì)分領(lǐng)域來說，樣品原型制造已經(jīng)步入成熟期，可使企業(yè)能夠減少在產(chǎn)品研發(fā)過程中設(shè)計(jì)、成型和功能設(shè)計(jì)帶來的風(fēng)險。在2～5年內(nèi)，3D掃描設(shè)備和3D打印軟件的成熟速度將會更快，同時會有更大比例的企業(yè)采用3D打印。3D打印的醫(yī)療器械將帶來巨大的好處，足以改變?nèi)藗兊纳?，這將導(dǎo)致全球使用3D打印技術(shù)制作假肢和醫(yī)療植入物。消費(fèi)級3D打印則和企業(yè)級3D打印完全不同，它將是一個包含各種軟件、硬件和材料的復(fù)雜系統(tǒng)，并不像2D紙打印機(jī)只需“點(diǎn)擊打印”那么簡單，因此需要更長的時間才能走向主流。同樣，3D打印如果想成為主流的制造工藝，進(jìn)入到工業(yè)制造領(lǐng)域中，也需要較長時間。面向大結(jié)構(gòu)的大型3D打印與教學(xué)用3D打印要進(jìn)入主流前景廣闊，但是目前才剛剛開始，還需要10年以上的時間。

根據(jù)沃勒斯事務(wù)所（Wohlers Associates）公司發(fā)布的最新3D打印報告，2014年全球3D打印產(chǎn)值達(dá)到41億美元，年增長率達(dá)到35%，增速達(dá)到了18年來的最高水平。其中，產(chǎn)品（包括3D打印裝備和材料）和服務(wù)（包括軟件、制造和服務(wù)部分）的產(chǎn)值基本各占一半。從設(shè)備銷量來看，2014年企業(yè)級3D打印機(jī)（>5000美元/臺）銷量超過1.2萬臺，增長率超過30%。市場主要由美國Stratasys公司、美國3D systems公司和德國Envisiontec公司占據(jù)，3家占有率將近80%。消費(fèi)級3D打印機(jī)（<5000美元/臺）銷量超過14萬臺，增長率超過90%。

四、3D打印業(yè)態(tài)分析

3D打印的產(chǎn)業(yè)鏈包括5個環(huán)節(jié)，分別為“軟件、材料、裝備、制造和應(yīng)用”。軟件開發(fā)：通過實(shí)物掃描、逆向分析和計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)，構(gòu)建三維數(shù)據(jù)模型。材料研制和生產(chǎn)：開發(fā)金屬、高分子、無機(jī)等3D打印專用材料，滿足不同類型產(chǎn)品的性能要求。裝備研制和生產(chǎn)：進(jìn)行激光、電子束等高能離子束加工部件，以及整機(jī)的開發(fā)，滿足不同生產(chǎn)工藝要求。生產(chǎn)制造：基于三維數(shù)據(jù)模型，通過材料層層疊加的方式生產(chǎn)產(chǎn)品，并通過后處理和產(chǎn)品檢測，使產(chǎn)品性能及尺寸達(dá)標(biāo)。應(yīng)用推廣：進(jìn)行航空航天、生物醫(yī)療、創(chuàng)意產(chǎn)品等應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品推廣和使用（見圖5）。5個環(huán)節(jié)中所涉及的重要技術(shù)需求包括開發(fā)專用的3D打印材料，對應(yīng)的生產(chǎn)工藝，以及相關(guān)的高端3D打印裝備。在整個產(chǎn)業(yè)鏈條當(dāng)中，還有另外3個非常重要的部分始終貫穿其中，分別為：數(shù)字鏈路、科技服務(wù)和可持續(xù)發(fā)展。不間斷的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈路將可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工制造、到最終裝配、檢測全流程的自動化、智能化，是“數(shù)字化制造”的核心。科技服務(wù)將為3D打印相關(guān)企業(yè)提供所需的配套服務(wù)，包括教育培訓(xùn)、咨詢、售后、宣傳等等，促進(jìn)3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。材料的回收、能源高效利用、從源頭保護(hù)生態(tài)環(huán)境等，將實(shí)現(xiàn)3D打印產(chǎn)品和系統(tǒng)全生命周期的綠色低碳、和諧協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

雖然3D打印包括了5個環(huán)節(jié)，但產(chǎn)業(yè)的發(fā)展實(shí)際上是由裝備環(huán)節(jié)主導(dǎo)的，這些裝備制造廠商形成了3D打印產(chǎn)業(yè)的第1種主流企業(yè)類型。這是由于3D打印產(chǎn)品的好壞需要通過裝備將原材料加工成產(chǎn)品之后，才能檢查出來。因此，初期的3D打印企業(yè)都是依靠裝備起家的。但另一方面，3D打印產(chǎn)品的性能又很大程度上取決于材料的選擇和軟件的優(yōu)化。所以，這些裝備廠商為了提高用戶體驗(yàn)度，逐步將業(yè)務(wù)擴(kuò)展到原材料制造環(huán)節(jié)，并進(jìn)一步在不同程度上向軟件、制造和應(yīng)用環(huán)節(jié)拓展。目前，大部分3D打印企業(yè)的主營業(yè)務(wù)都為裝備制造。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，這些企業(yè)占據(jù)了全球3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的半壁江山，2014年收入將近20億美元。預(yù)計(jì)這一特征在短期之內(nèi)不會有所改變，其他環(huán)節(jié)的3D打印企業(yè)很難脫穎而出，成為該行業(yè)的領(lǐng)軍廠商。

和3D打印產(chǎn)業(yè)相關(guān)的另外一種企業(yè)為傳統(tǒng)制造業(yè)巨頭。這些企業(yè)并非處于3D打印產(chǎn)業(yè)鏈之中，而是與之存在橫向交叉。這些巨頭對制造本身具有深入的理解，并占有全球制造業(yè)龐大的市場和資源。它們試圖將3D打印這種先進(jìn)制造技術(shù)融入到現(xiàn)有的制造工藝體系中，實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)產(chǎn)品的改進(jìn)和升級。顯然，這是新興的專業(yè)3D打印企業(yè)無法做到的，但對于3D打印產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展來說至關(guān)重要。換句話說，這些傳統(tǒng)制造業(yè)巨頭的介入程度將很大程度上影響3D打印在各應(yīng)用領(lǐng)域的滲透程度，因此它們成為該領(lǐng)域的另外一種企業(yè)類型。

還有一種類型的企業(yè)隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展興起——3D打印云平臺企業(yè)。這些平臺一方面是3D打印產(chǎn)品的電商交易平臺?？蛻敉ㄟ^“線上下單，線下制造”的方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的按需定制。另一方面，云平臺還匯聚了世界各地的3D打印從業(yè)人員。3D打印設(shè)計(jì)師可以將自己的創(chuàng)意設(shè)計(jì)上傳到云平臺，并打印生產(chǎn)，最后售賣給喜歡這些創(chuàng)意產(chǎn)品的普通用戶。這些3D打印云平臺借助互聯(lián)網(wǎng)匯集遍布全球的3D打印愛好者，構(gòu)建起極為龐大的社區(qū)。網(wǎng)絡(luò)眾包、異地協(xié)同設(shè)計(jì)等新型商業(yè)模式在這里得到真實(shí)體現(xiàn)，推動3D打印從生產(chǎn)向服務(wù)轉(zhuǎn)變。

最后一種類型的企業(yè)目前數(shù)量很少，在整個3D打印產(chǎn)業(yè)所占的份額也微乎其微，但卻潛力巨大，這些企業(yè)的主業(yè)為3D生物打印。如果說3D打印屬于制造技術(shù)當(dāng)中的黑科技，那么3D生物打印則是3D打印技術(shù)當(dāng)中的黑科技。未來3D打印人工器官將是解決移植器官短缺問題的可行技術(shù)之一，并對醫(yī)學(xué)研究和藥物研發(fā)產(chǎn)生推進(jìn)作用。這將給目前的生物醫(yī)學(xué)行業(yè)帶來巨大的變革。

從某種意義上講，專業(yè)3D打印企業(yè)和傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)分別從技術(shù)發(fā)展和市場需求2個方向推動了3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展。而3D打印云平臺企業(yè)是通過信息的互聯(lián)、人的互聯(lián)、機(jī)器的互聯(lián)構(gòu)建出全球的3D打印互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。3D生物打印企業(yè)則開啟了制造活體組織的大門，成為“生物制造”的基石。這4種企業(yè)正從不同的方向改變著傳統(tǒng)制造業(yè)，推動生產(chǎn)向智能化、服務(wù)化的方向發(fā)展。

1.3D打印裝備制造企業(yè)

國際方面，3D打印裝備制造企業(yè)以美國3D Systems和Stratasys公司為代表。這2家3D打印巨頭均在納斯達(dá)克上市，占全球3D打印產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的1/3。2014年，3D Systems公司實(shí)現(xiàn)收入6.5億美元，比2012年增長27%。該公司的創(chuàng)立者Charles Hull發(fā)明了著名的3D打印光固化工藝（SLA），并于2014年進(jìn)入美國發(fā)明家名人堂。該公司向客戶提供“一站式”全套3D打印解決方案，包括裝備、材料、工藝、軟件、教育培訓(xùn)和應(yīng)用支持，其解決方案涉及模具、醫(yī)療、教育、珠寶、建筑等行業(yè)。Stratasys公司2014年實(shí)現(xiàn)收入7.5億美元，比2013年增長55%。該公司是應(yīng)用最為廣泛的3D打印工藝技術(shù)——熔融沉積式工藝（FDM）的鼻祖，同時也是該工藝的最大生產(chǎn)制造商，至今還在引領(lǐng)該工藝的發(fā)展。同時，該公司擁有業(yè)界最為全面的材料組合，包括數(shù)百種光聚合物和熱塑性塑料。