隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,傳統(tǒng)的模具制造方法愈發(fā)暴露出效率低、成本高、周期長、精度提高空間有限等缺陷,特別是對一些形狀復(fù)雜、材料特殊的模具,制造起來就更加困難,有時甚至無法制造。20世紀90年代,增材制造技術(shù)發(fā)展得十分迅猛,衍生出多種技術(shù)分支。增材制造技術(shù)的出現(xiàn)為制造業(yè)帶來了新思路,利用該技術(shù)可以直接制造產(chǎn)品,并能獲得任意復(fù)雜的外形,這能夠在一定程度上解決以往傳統(tǒng)加工方法難以解決甚至無法解決的一些問題。經(jīng)過二十幾年的發(fā)展,增材制造技術(shù)創(chuàng)造了一片新天地,在機械制造領(lǐng)域占有了獨特的地位。
國際發(fā)展
作為全球*主要的兩家增材制造公司,3D systems和Stratasys在市場占有率、出貨量、產(chǎn)品種類、專利布局等方面均在行業(yè)*。筆者在CNABS、VEN和DWPI數(shù)據(jù)庫中分別對申請人為3D systems和Stratasys的相關(guān)專利進行了檢索,并將數(shù)據(jù)合并,本文中含同族專利的以項計數(shù),檢索截止日期為2018年9月20日。
3D systems公司在1984年到2017年間共提交專利申請345項,涉及的主要領(lǐng)域有工藝(IPC分類號為B29)、硬件(IPC分類號為G03)和軟件(IPC分類號為G06),近幾年比較重視附加功能(IPC分類號為B33)領(lǐng)域的研究,例如多色產(chǎn)品的加工制造。該公司提交專利申請的目的國家/地區(qū)主要有美國和歐洲等,中國排在第4位。3D systems在中國提交的專利申請量每年不超過10件,近幾年的申請量逐漸減少。目前,3D systems公司在增材制造領(lǐng)域的專利布局覆蓋了增材制造的整個產(chǎn)業(yè)鏈,包括工藝、材料、硬件及軟件等方面。
Stratasys公司在1989年到2018年間,共提交專利申請434項,涉及的主要領(lǐng)域有工藝(IPC分類號為B29)、附加功能(IPC分類號為B33)和軟件(IPC分類號為G06),其中附加功能(IPC分類號為B33)領(lǐng)域的專利申請量從2014年開始有明顯增長。該公司提交專利申請的目的國家/地區(qū)前三名分別是美國、歐洲和中國,其中在中國提交的專利申請有105件。2008年至2013年期間,Stratasys公司每年在中國提交的專利申請量很少,從2014年開始申請量明顯增多。
行業(yè)發(fā)展伴隨著企業(yè)間的并購,增材制造領(lǐng)域的并購浪潮始于2012年,標志性事件是Objet和Stratasys合并。增材制造行業(yè)大部分并購交易是由3D systems和Stratasys這兩家增材制造企業(yè)發(fā)起的,特別是3D Systems,參與了30宗并購交易,通過大量的并購獲得了更多的專利權(quán)。Stratasys公司也收購了6家企業(yè)。
兩位行業(yè)巨頭均在近幾年加大了對附加功能(IPC分類號為B33)領(lǐng)域的研究和專利布局,并且相比較而言,Stratasys公司在近幾年更重視在中國的專利布局。值得注意的是,3D systems公司也著力與我國企業(yè)開展合作,例如在2017年12月14日,3D systems公司與北京三維天下科技股份有限公司簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。
國內(nèi)動向
目前,我國增材制造關(guān)鍵技術(shù)不斷取得突破,已有一批具有一定競爭力的骨干企業(yè)成長起來。在2013年至今的5年里,我國已形成了若干產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),成立了多個增材制造研究院,例如西安增材制造國家研究院有限公司、北京增材制造技術(shù)研究院有限公司、上海市增材制造研究院有限公司、南京增材制造(3D打。┭芯吭骸⒋筮B市增材制造知識產(chǎn)權(quán)運營中心有限公司等,這些研究院基本都以政策為導(dǎo)向,利用了當?shù)馗叩仍盒5募夹g(shù)資源,實現(xiàn)了技術(shù)研發(fā)上的“抱團取暖”。
以西安增材制造國家研究院有限公司為例,其是由西安交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)和華中科技大學(xué)5所大學(xué),以及增材制造裝備、材料、軟件生產(chǎn)及研發(fā)的13家企業(yè)共同組建。西安增材制造國家研究院從2017年開始提交專利申請,目前已提交了35件專利申請。雖然起步較晚,但是可以看出其專利布局意識較強,主要集中在包括金屬加工(B23)、附加功能(B33)和金屬鑄造(B22)領(lǐng)域,可見其專利布局主要側(cè)重于金屬材料方面的增材制造,但是其已經(jīng)跟隨全球發(fā)展趨勢開始了附加功能(B33)領(lǐng)域的研發(fā)。在西安增材制造國家研究院有限公司的各類專利申請中,發(fā)明專利申請占59%,實用新型專利申請占30%,外觀設(shè)計專利申請占11%。
與前幾年各高校、研究院以及企業(yè)單打獨斗式的發(fā)展模式相比,近些年來,聯(lián)合成立的多個研究中心無疑是將技術(shù)優(yōu)勢凝聚在一起,開始了一種新的發(fā)展方式,該模式有利于綜合發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈上各個環(huán)節(jié)的技術(shù)優(yōu)勢。需要注意的是,也許是由于成立時間尚短,這些新成立的研究中心在專利布局方面還沒有跟上腳步。在筆者看來,目前國外增材制造行業(yè)巨頭尚未在中國形成完善的專利布局,面對這樣的發(fā)展間隙,雖然國內(nèi)已經(jīng)開始著手實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的聯(lián)合,但是如何擰成一股繩來有效地抵御國外行業(yè)巨頭還需要各方共同努力。首先,在某個或某些技術(shù)點上把勁往一處使,站住腳跟,再在其他技術(shù)點上取得更多突破。其次,除了自身積極進行技術(shù)研發(fā)外,還應(yīng)該多多利用國外企業(yè)在他國布局而未在中國布局的專利技術(shù),多方形成合力,共同促進我國增材制造技術(shù)的快速發(fā)展。