1. 3D打印技术的背景概述

   3D打印技术亦称三维打印技术，即增材制造，通过三维数学模型数据的支持与物理层叠加,将材料转换为三维实体。随着社会的不断发展,各种科学技术也在飞速进步，目前这一模式相比于传统材料加工,在技术层面具有显著优势,也得到了社会的广泛关注与认可。

   3D打印技术出现于20世纪90年代中期,作为一项颠覆性的科学技术,集合了多个领域的研究成果，被誉为"第三次工业革命"的核心之一。3D打印技术是利用光固化技术和纸层叠技术等手段,以数字模型文件为基础,将可粘合材料逐层打印的最新快速成型装置。随着智能制造技术的快速发展,3D打印的精准度和效率得到了大幅度的提升,现已广泛应用于汽车、航空航天、医疗产品、创新教育等制造领域。

   二、中国专利申请概况分析

   如表1展示了3D打印技术领域的中国相关专利申请概况，截至2019年07月26日，关于3D打印技术领域的中国公开专利共20202件。如表1所示，20077件专利中有效专利8296件（发明专利2237件，实用新型专利6027件，外观设计专利32件），在审发明专利8970件，无效专利2811件（发明专利1547件，实用新型专利1261件，外观设计专利3件）。

   表1中国专利申请概况

1. 专利申请发展趋势分析

    

   图1中国专利申请发展趋势图

    

   截至2019年07月26日，3D打印技术领域已经公开专利申请20077件，图1展示了2007年到2018年的专利申请趋势情况。如图所示，在2013年以前，3D打印技术领域在中国的专利申请量很少。从2013年开始陆续有申请人在该领域申请专利，2014年后呈现出快速爆发的增长态势，平均年专利申请量将3000多件，2017年达到6390件。由此可见，3D打印技术是我国目前研发的热点。2018、2019年受专利公开不充分影响，其数据需进一步追踪。

2. 专利技术分布分析

    

   图2-1主要专利技术构成情况（IPC大组）

   图2-1是分析对象在各技术方向的数量分布情况，展示了排名前十的IPC技术分支。由图可以看出，在3D打印技术领域的专利申请量中，专利申请量最多的技术分支集中是B33Y30（附加制造设备；及其零件或附件），专利申请量为10970件；其次是B29C64（增材加工，即，三维（3D）物体通过增材沉积，聚结或层压，例如通过3D打印，通过光固化或选择性激光烧结），专利申请量为9152件；专利申请量排第三的技术分支集中是B29C67（不包含在B29C39/00至B29C65/00，B29C70/00或B29C73/00组中的成型技术），专利申请量为3765件；专利申请量排名第四到六的技术分支分别为B33Y40（辅助操作或设备，如用于材料处理）3612件、B33Y10（附加制造的过程）3582件、B22F3（由金属粉末制造工件或制品，其特点为用压实或烧结的方法；所用的专用设备）3102件；其余技术分支的专利量均在3000件以下。 通过该分析可以了解分析对象覆盖的技术类别，以及各技术分支的创新热度。

   我们将3D打印技术分解为3D打印设备、增材制造材料、3D打印应用三大部分，如表2所示。

   表2: 3D打印技术分解

3D打印技术	一级	二级	三级
	3D打印设备	挤出装置	喷头
			挤出装置
			铺粉装置
			喷墨装置
		3D打印设备组件	打印平台
			送料装置
			定位装置
			加热装置
			其它组件
		控制方法/系统
	增材制造材料	塑料
		高分子材料
		金属材料
		光固化材料
		陶瓷材料
	应用

 

 

图2-2 3D打印专利技术分布情况

如图2-2所示，国内在3D打印技术领域中，有72.87%的专利是关于3D打印设备及其组件的结构的，用于3D打印的耗材相关专利占11.47%，其余15.66%是关于3D打印技术的应用方法的。其中3D打印设备中，描述总体结构的专利有11265件，重点关注挤出装置的专利有1704件，设备的其它组件共有1682件。

1. 专利申请人分析

    

    

   图3-1专利申请人类型分布图

   如图3-1所示，在3D打印专利中，企业的申请数量最多占比60.51%；其次是大专院校，占比23.41%；排名第三的专利申请人为个人，专利申请量占比10.65%；其余专利申请人类型的专利申请量相对较少，占比不到5%。由此可见，企业是3D打印技术领域的研发主体，具备了较强的知识产权保护意识。

    

    

   图3-2 3D打印申请人排名情况

   
   

   图2-2列出了3D打印技术领域的主要专利申请人情况，其中专利申请量最多的申请人是华南理工大学，有162件相关的专利申请；其次是西安交通大学，有159件相关专利；第三位是珠海天威飞马打印公司，有154件相关的专利申请。在前十名申请人当中高等院校占了半数，国外申请人进有一家，各申请人之间专利申请量差异较小，说明主要申请人之间竞争激烈。

2. 4、中国专利申请地域分布

   

   图4-1 中国省市专利申请数量排名

    

   表4-2各省市专利分布情况

      

图4-1所示是3D打印领域专利在中国省级行政区域的分布情况，在3D打印技术领域的专利申请中，广东省是专利申请数量占比最多的省市，申请数量为3895件；其次是江苏省，申请数量为2037件；其次分别是北京、安徽、上海、四川，申请数量分别为1394件、1156件、1037件和1036件。其余各省市的专利申请量均在1000件以下。通过该分析可以了解在中国申请专利保护较多的省份，以及各省市的创新活跃程度。

三、重要申请人分析

1、华南理工大学

华南理工大学在3D打印技术领域共有专利166件，其中发明专利115件，实用新型专利51件；有效专利69件，处在实质审查阶段发明专利79件，失效18件。其中华南理工大学作为第一专利权人的有155件，其余为合作申请。

为了更好的分析华南理工大学在3D打印各技术分支的分布情况，我们把设备结构做更细的分支，整体结构和部分组件以及挤出装置分别列出来，如图3-1所示。华南理工大学在3D打印技术领域专利主要布局在3D打印设备的结构方面，挤出装置和其他设备组件的专利布局数量相当，控制方法专利较少，这四部分构成了3D打印设备的主体；此外华南理工大学在3D打印材料和应用方面也有专利布局。

  

图3-1 华南理工大学专利技术分布情况

图3-2是华南理工大学重要发明人排名，排名第一的是杨永强教授，拥有专利68件；其中王迪、白玉超、宋长辉、李阳和林康杰都是杨永强教授的团队成员；陈松茂、徐开明等是另一个重要的研发团队，任力、杨军忠等在增材制造材料方面多有研究。

 

图3-2 华南理工大学发明人情况

2、西安交通大学

西安交通大学在3D打印技术领域共有专利159件，其中发明专利152件，实用新型专利7件，外观专利1件；其中西安交通大学大学作为第一专利权人的有144件，其余为合作申请。

为了更好的分析华西安交通大学在3D打印各技术分支的分布情况，我们把设备结构做更细的分支，整体结构和挤出装置分别列出来，如图3-3所示。西安交通大学在3D打印技术领域专利主要布局在3D打印设备的整体结构方面，其次是应用方面。

图3-3 西安交通大学专利技术分布情况

图3-4是西安交通大学重要发明人情况，如图所示，西安交通大学最重要的发明人团队是李涤尘、田小永、贺健康、王玲团队；以及卢秉恒、杜军、魏正英团队。

 

图3-4 西安交通大学发明人情况

 

3、珠海天威飞马打印

珠海天威飞马打印在3D打印技术领域共有专利154件，其中发明专利93件，实用新型专利61件，有效专利69件；且无合作申请。

为了更好的分析珠海天威飞马打印在3D打印各技术分支的分布情况，我们把设备结构做更细的分支，整体结构、挤出装置和设备组件分别列出来，如图3-5所示。珠海天威飞马打印在3D打印技术领域专利主要布局在3D打印设备的整体结构方面，其它专利布局较少。

图3-5 珠海天威飞马打印专利技术分布情况

 

珠海天威飞马打印的发明人团队情况如图3-6所示，苏健强是珠海天威飞马打印的董事之一，何永刚、李世强、李贵宝、袁道明等人是该公司主要研发成员。

图3-6 珠海天威飞马打印发明人分布情况

四、小结

1、我国在3D打印技术领域的研发从2013年后开始，并迅速进入快速成长期，目前还处在专利申请的爆发期。

2、主要研究热点在3D打印设备及其组件的制造和增材加工材料两个方面。

3、国内主要申请人构成以企业居多，但是具有较强研发实力的以高等院校为主，企业中珠海天威飞马打印耗材有限公司有用较强实力。