《3D打印技术专利分析报告》

摘要：

      报告考察了3D打印的国内外专利产出情况，结合定量分析、定性调研与专家咨询，力求对3D打印工艺、材料、应用领域的专利态势有较全面的呈现，从申请趋势、技术构成、地域分布、技术流向、主要专利权人、技术生命周期、在华专利等，多角度揭示3D打印专利的发展态势及活动特点。

      总体来看，3D打印当前处于技术成长期，美国、中国、日本、德国是全球3D打印专利申请的最主要的四个国家，美、中、日是最主要的市场。德国、日本、美国均很重视专利输出保护，而中国申请人向其它国家输出专利寻求保护的比例最低。需要重点关注的专利权人有3D SYSTEMS、STRATASYS、EOS、德国MTU航空发动机制造公司、美国联合技术公司等。报告重点分析了3D SYSTEMS在3D打印工艺、材料、应用领域的专利布局情况。近两年在华专利申请量呈现直线上升趋势，一半以上为国内研发机构申请，主要技术集中在激光或电磁辐射等能量束烧结、熔融沉积、3DP等工艺，金属粉末及其它粉末材料、光敏聚合物等材料。

      从工艺看，立体光刻工艺（SLA）是最早出现和被商业化的3D打印工艺，目前该工艺技术已趋平稳，大批基本专利已过期，成为公开可以免费使用的专利技术。近年来的立体光刻专利主要集中在该工艺相关的设备、材料、应用上面。需要关注的专利权人有3D SYSTEMS、汽巴公司、亨斯迈、巴斯夫、富士胶卷等。报告对3D SYSTEMS公司的立体光刻专利进行重点分析。选择性激光烧结（SLS）目前处于技术成长期，全球专利数量呈现曲折上升趋势。美国、中国、德国是最主要的技术起源地。技术热点涉及激光束，SLS装置/部件，冷却系统，假肢、航空航天、汽车应用等。需要关注的国外专利权人有EOS、3D SYSTEMS、波音、DTM、赢创德固赛等。国内专利权人有湖南华曙公司、华中科技大学等。报告对EOS的SLS专利进行重点分析。熔融沉积成型（FDM）处于技术成长期，全球专利数量呈现曲折上升趋势。美国是FDM技术来源大国，同时也是FDM最主要的目标市场之一。FDM在华专利申请近几年呈现增长趋势，近一半起源于美国，且91%为授权专利。值得关注的国外专利权人有STRATASYS、IBM、3D SYSTEMS及赢创德固赛，国内专利权人包括中科院化学所、桂林半岛电子。

      从材料看，金属材料的专利数量发展趋势呈现出三个阶段的发展，1986至1997年专利数量较少，1997至2011年保持稳定态势，2012年起较明显增长，涉及SLS、SLM、3DP、EBM、DBLS等工艺，应用涉及航空航天、医学、汽车等。需要重点关注的国外专利权人有美国联合技术公司、MTU、3D SYSTEMS、德国佛老恩霍夫协会、通用电气等，国内有中科院化学所、华南理工大学、北京科技大学等。有机高分子材料分析了光敏树脂、热塑材料、橡胶、生物材料、食品材料等五类材料，全球专利申请呈现稳中有升态势，生物和食品材料专利申请时间晚于其它三类，尤其是食品材料，2012年为申请高峰，是新兴的打印材料。值得关注的专利权人分别是，光敏树脂有汽巴公司、3D SYSTEMS、JSR、帝斯曼、日本特殊涂料株式会社等，热塑材料有STRATASYS、3D SYSTEMS、赢创德固赛、EOS、Z CORP等，橡胶有EOS、中科院化学所、DTM、MIT、THERICS等，生物材料有中科院化学所、ORGANOVO、THERICS、MIT、Makerbot等，食品材料有西安佳乐士机电、西安尚上机电、西安中科麦特电子、浙江大学等。报告还分析了五类有机高分子材料的工艺分布、技术起源地、保护地区分布、技术热点、在华专利申请专利权人及法律状态等。无机非金属材料重点分析了氧化物、陶瓷、半导体材料、碳材料等四类材料，这四类材料的全球专利申请呈现稳中有升态势。值得关注的专利权人包括：陶瓷有3D SYSTEMS、EOS、德国佛老恩霍夫协会、Z CORP、MIT等，氧化物有中科院化学所、3D SYSTEMS、汽巴、Z CORP、惠普等，半导体有Z CORP、SEARETE、日本揖斐电株式会社、3D SYSTEMS、德克萨斯大学系统等，碳材料则主要有中科院化学所等。美国是陶瓷、氧化物、半导体材料三类无机非金属材料的最主要专利技术起源国，中国是碳材料最主要的专利技术起源国，美国、中国、德国、日本等是最主要的专利保护区域，此外PCT和EP申请也是主要的保护途径。3D打印无机非金属材料主要应用在医学方面，如个性化牙冠、假肢、支架等的打印等，关键技术涉及固化温度控制、固化能量波束等。

      从应用看，3D打印在航空航天领域应用当前处于发展期，专利申请数量在2000年后出现较稳定增长态势。美国、德国、日本是3D打印在航空航天应用相关专利的主要技术起源国。值得关注的专利权人有MTU、美国联合技术公司、波音、美国通用电气航空集团等。报告还对航空航天应用涉及的技术热点、在华专利态势进行分析，并重点分析了MTU公司的专利申请趋势及技术构成。3D打印在生物医学领域的应用当前处于发展期，专利申请数量在1997年后快速增长，2012年出现高峰。美国、中国是3D打印在生物医学应用的主要技术起源国，PCT申请也是主要的保护途径。值得关注的专利权人有汽巴、巴斯夫、3D SYSTEMS、ALIGN、华南理工大学等。报告还对航空航天应用涉及的技术热点、在华专利态势进行分析。3D打印在汽车领域应用的全球专利数量呈现阶梯式增长发展趋势。值得关注的专利权人有波音、戴姆勒-克莱斯勒、Shimetto、3D SYSTEMS等。美国、中国是3D打印在汽车领域应用的主要技术起源国，PCT申请也是主要的保护途径。