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每年5月份是美國(guó)的上市企業(yè)給出第一季度財(cái)報(bào)（Q1的日子。除了已經(jīng)發(fā)布Q1財(cái)報(bào)的3D Systems，這兩天另外兩個(gè)3D打印領(lǐng)域的上市公司Stratasys和Exone也都公布了今年Q1的財(cái)報(bào)，結(jié)果喜憂(yōu)參半。
按非美國(guó)通用會(huì)計(jì)準(zhǔn)則(Non-GAAP)計(jì)算，公司第一季度凈利潤(rùn)達(dá)到1760萬(wàn)美元，同比增長(zhǎng)40%，每股盈利0.43美元，已連續(xù)第11個(gè)季度實(shí)現(xiàn)了兩位數(shù)的增長(zhǎng)。當(dāng)日，Stratasys股價(jià)上漲近2%至85.34美元。另一3D打印機(jī)龍頭企業(yè)3D Systems(紐交所交易代碼：DDD)則大漲7.53%至47.15美元，今年2月剛剛上市的3D打印行業(yè)新銳ExOne(納斯達(dá)克交易代碼：XONE)也聯(lián)袂上漲5.47%至44.36美元。
Stratasys第一季度財(cái)報(bào)還顯示，按Non-GAAP計(jì)算，當(dāng)季公司營(yíng)業(yè)收入為9820萬(wàn)美元，同比增長(zhǎng)18%；毛利率高達(dá)59%，明顯高于去年同期的56.7%；公司當(dāng)季凈投入1080萬(wàn)美元用于研發(fā)，約為銷(xiāo)售額的11%。Stratasys還在第一季度財(cái)報(bào)中確認(rèn)了2013年的財(cái)務(wù)預(yù)想目標(biāo)：按Non-GAAP計(jì)算，營(yíng)業(yè)收入達(dá)到4.3億-4.45億美元，每股盈利達(dá)到1.8-1.95美元。超高的利潤(rùn)率甚至一度引發(fā)了人們對(duì)于Stratasys暴利的聲討。
受到Statasys財(cái)報(bào)鼓舞上漲的Exone，則沒(méi)有持續(xù)的好消息。美國(guó)3D打印機(jī)供貨商ExOne Company于美國(guó)股市14日盤(pán)后公布2013年第1季(1-3月)財(cái)報(bào)：營(yíng)收年增193%至790萬(wàn)美元；毛利率自30.0%升至35.8%；凈損金額增加40萬(wàn)美元至190萬(wàn)美元；每股虧損0.20美元。根據(jù)Thomson Reuters的調(diào)查，分析師原先預(yù)期ExOne第1季營(yíng)收、本業(yè)每股虧損各為920萬(wàn)美元、0.11美元。
ExOne重申今年?duì)I收將介于4，800萬(wàn)-5，200萬(wàn)美元之間(中間值為5，000萬(wàn)美元、相當(dāng)于年增74%)，預(yù)估大約三分之二將在下半年認(rèn)列；全年度毛利率約42-46%。ExOne執(zhí)行長(zhǎng)Kent Rockwell指出，歐洲經(jīng)濟(jì)疲軟導(dǎo)致當(dāng)?shù)乜蛻?hù)放慢采購(gòu)速度。市場(chǎng)目前預(yù)期ExOne今年?duì)I收將達(dá)5，325萬(wàn)美元。
美國(guó)擔(dān)心其在3D打印制造中失去優(yōu)勢(shì)
Terry Wohlers是美國(guó)一家獨(dú)立咨詢(xún)公司的總裁，從事行業(yè)顧問(wèn)、分析師和說(shuō)客工作，最近他就美國(guó)進(jìn)入3D打印制造市場(chǎng)的問(wèn)題，提供了一些令人印象深刻的見(jiàn)解。他透露了一些有趣的數(shù)據(jù)：“16家歐洲公司，7家中國(guó)公司，5家美國(guó)公司和2家日本公司在從事生產(chǎn)和銷(xiāo)售的專(zhuān)業(yè)級(jí)工業(yè)3D打印制造和3D打印系統(tǒng)，這是一個(gè)戲劇性的變化，在十年的情況為美國(guó)有10家，歐洲有7家，日本有7家，中國(guó)有3家”。此數(shù)據(jù)表明美國(guó)公司在此行業(yè)中正在失去優(yōu)勢(shì)。
去年，奧巴馬政府宣布推出新的國(guó)家3D打印制造業(yè)創(chuàng)新研究所（NAMII），旨在幫助美國(guó)制造業(yè)的復(fù)興。該研究所將有助于確保未來(lái)的制造業(yè)就業(yè)崗位重新返回美國(guó)。
更重要的是，所有的金屬粉末床融合系統(tǒng)的生產(chǎn)工作全部在美國(guó)境外。中國(guó)，新加坡，歐洲，甚至南非的許多國(guó)家已表示在未來(lái)幾年中將進(jìn)行數(shù)百萬(wàn)美元的發(fā)展和商業(yè)化。
美國(guó)將繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)世界成為擁有最多增才制造用戶(hù)基礎(chǔ)的國(guó)家。Wohlers 2013報(bào)告中顯示，將有38%的3D打印制造份額位于美國(guó)，其次是日本為9.7%，然后是德國(guó)9.4%和中國(guó) 8.7%。
Terry Wohlers建議美國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人將主要目光專(zhuān)注于大目標(biāo)，如金屬基粉末床的融合系統(tǒng)和其他先進(jìn)的增才制造系統(tǒng)，力爭(zhēng)提升市場(chǎng)份額和行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
今年，美國(guó)不斷加快發(fā)展3D打印技術(shù)的速度。位于美國(guó)田納西州的橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)正將數(shù)以千計(jì)的3D打印設(shè)備安置在學(xué)校中，為未來(lái)設(shè)計(jì)者和工程師提供經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。該實(shí)驗(yàn)室已幫助當(dāng)?shù)馗咧虚_(kāi)展首個(gè)機(jī)器人競(jìng)賽——包括建造首個(gè)全增材制造的機(jī)器人。年初，ORNL已在學(xué)校安置了250臺(tái)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃2014年安置3000臺(tái)設(shè)備，接下來(lái)是4000臺(tái)，最終達(dá)到28000臺(tái)，這樣在首個(gè)機(jī)器人競(jìng)賽中的每個(gè)高中都有一臺(tái)設(shè)備。
尋求超越消費(fèi)設(shè)備，橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在推動(dòng)增材制造在可打印的材料、部件的復(fù)雜性和規(guī)模方面的能力。該實(shí)驗(yàn)室尚未完成或許是目前最復(fù)雜的全增材設(shè)計(jì)：為海軍研究辦公室設(shè)計(jì)的一款具有兩只手臂、中等浮力的水下機(jī)器人。液壓和布線(xiàn)通道、氣缸和活塞凸輪驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)所有這些都集成在打印的金屬手臂內(nèi)部。沒(méi)有外部的管道或電線(xiàn)。拉烏稱(chēng)，“我們正在推動(dòng)增材制造和機(jī)器人技術(shù)的結(jié)合。”
橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室增材制造技術(shù)擴(kuò)大至新的金屬和更大零件的制造
同時(shí)，橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在增材制造設(shè)備供應(yīng)商如Arcam公司合作，將增材制造技術(shù)擴(kuò)大至新的金屬和更大零件的制造中，包括鉻鎳鐵合金718的激光燒結(jié)，該材料是一種用于渦輪葉片中的耐高溫合金。但一些最令人興奮的工作涉及到增強(qiáng)型塑料的打印。目前的3D打印聚合物零件強(qiáng)度較低，可用于管道但并非承力部件。該實(shí)驗(yàn)室目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方式，將增強(qiáng)型碳纖維注入原材料中，打印可承力的零件。
采用常規(guī)方法切削的碳纖維厚度為5~7微米，難以擠入被送入熔融沉積成形(FDM)設(shè)備中的0.25英寸直徑的熱塑性長(zhǎng)絲。橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種生產(chǎn)直徑小于500毫微米纖維的方法。
沉積科學(xué)和技術(shù)小組領(lǐng)導(dǎo)者Chad Duty稱(chēng)，這些納米纖維被切削得足夠小，能夠混入FDM原材料中，但卻有足夠高的長(zhǎng)度直徑比率，以達(dá)到相輔相成的效果。與6000系列鋁材料優(yōu)勢(shì)相當(dāng)是可能的。
將增強(qiáng)型纖維注入原材料中是實(shí)現(xiàn)航空航天大型零件——60~100英尺零件3D打印的關(guān)鍵。橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室呼吁這種增材制造采用廣泛區(qū)域合作，并已經(jīng)與洛克希德·馬丁公司和一家設(shè)備制造商開(kāi)發(fā)此能力，最初生產(chǎn)低成本磨具，但最終要打印結(jié)構(gòu)，如大型無(wú)人機(jī)的機(jī)翼。
3月美國(guó)媒體報(bào)道，除了創(chuàng)新目的，國(guó)防和航空行業(yè)正在將3D技術(shù)視為削減成本和提高效率的一種手段。
隨著3D打印機(jī)體積越來(lái)越小，價(jià)格越來(lái)越低，國(guó)防和航空行業(yè)正在核算該技術(shù)可節(jié)省的主要成本。專(zhuān)家稱(chēng)，通過(guò)使用更多先進(jìn)的打印機(jī)和金屬材質(zhì)的物質(zhì)，各大公司正在考慮加工一些難以制造的物品，比如從衛(wèi)星到戰(zhàn)機(jī)的數(shù)百元萬(wàn)美元項(xiàng)目中的支架和工具。
3D系統(tǒng)公司投資并購(gòu)副總裁休·埃文斯說(shuō)，3D打印現(xiàn)在能夠制造用于飛機(jī)引擎的高級(jí)零部件。該公司是一家總部位于南卡羅來(lái)納州羅克希爾的增材制造企業(yè)。
日前，埃文斯在外交關(guān)系協(xié)會(huì)就此議題于華盛頓舉行的小組討論會(huì)上說(shuō)，航空行業(yè)正在“非常迅速地”采用增材制造，“因?yàn)槟憧梢?/span>3D打印飛機(jī)引擎零件并且減輕其重量”。
通用電氣公司近日宣布，將開(kāi)始使用3D打印制造某些引擎零部件。
通用電氣公司的研發(fā)小組負(fù)責(zé)人史蒂夫?倫格斯說(shuō)，該公司正在融資數(shù)百萬(wàn)美元用于研發(fā)3D打印技術(shù)。
3D打印火箭測(cè)試
NASA進(jìn)行3D打印火箭部件測(cè)試
作為3D打印潮流始發(fā)地，美國(guó)在3D打印應(yīng)用方面，無(wú)疑一直走在世界前列。繼在前線(xiàn)投入多臺(tái)移動(dòng)3D打印實(shí)驗(yàn)室之外，又在航天領(lǐng)域，開(kāi)始應(yīng)用性研發(fā)工作。目前，雄心勃勃的NASA成功測(cè)試了首次用3D打印機(jī)制造的零配件。在其一系列耐力測(cè)試中，這個(gè)由新型非傳統(tǒng)打印機(jī)制造的零件均通過(guò)了測(cè)試；其中包括了液體氧與氣態(tài)氫高壓燃燒等。而NASA的成功讓科學(xué)家看到未來(lái)將能擁有快速建造廉價(jià)火箭的機(jī)會(huì)。
制造零部件的三維打印機(jī)則類(lèi)似與普通3D打印機(jī)一樣，不同的是這臺(tái)機(jī)器使用特制金屬粉末，并由高功率鐳射激光模組進(jìn)行精確制導(dǎo)。而這種創(chuàng)新技術(shù)被命名為選擇性激光熔化(SLM)。正如傳統(tǒng)3D打印機(jī)一般，這個(gè)三維打印機(jī)來(lái)回重復(fù)疊加金屬粉末加工。NASA將會(huì)使用SLM來(lái)建造未來(lái)重型太空發(fā)射系統(tǒng)所需的零部件。
引擎燃料噴射機(jī)作為最昂貴的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零件之一，3D打印帶來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新大大的縮短了其制作時(shí)長(zhǎng)(由數(shù)年到數(shù)月)以及節(jié)省目前70%的成本。試驗(yàn)成功后，NASA宣布加大其生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)可行的低成本制造。
美研發(fā)機(jī)構(gòu)擬建設(shè)3D自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)提高利用效率
由美國(guó)德克薩斯大學(xué)艾爾帕索分校(UTEP)領(lǐng)導(dǎo)的大學(xué)和企業(yè)合作伙伴團(tuán)隊(duì)已經(jīng)啟動(dòng)了一項(xiàng)創(chuàng)建3D打印設(shè)備自動(dòng)化組裝生產(chǎn)線(xiàn)的項(xiàng)目。這種自動(dòng)化組裝生產(chǎn)線(xiàn)是為了制造可在空間中使用的無(wú)人飛行器和衛(wèi)星。
UTEP研究人員在向其對(duì)美國(guó)制造的提案中寫(xiě)道，“我們的提案團(tuán)隊(duì)預(yù)想有一天，利用一個(gè)設(shè)計(jì)流程按鈕將可快速制造出可靠和可負(fù)擔(dān)的全3D打印航天器或無(wú)人機(jī)。在24小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到運(yùn)行使用的能力使空間和機(jī)載資源能夠真正做到有求必應(yīng)。該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，目前，我們有技能、工具和經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的結(jié)果，可推動(dòng)全打印航空航天資產(chǎn)概念的發(fā)展。”該團(tuán)隊(duì)的最終目標(biāo)是制造出無(wú)人機(jī)和衛(wèi)星，并在苛刻的環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。
中國(guó)把3D打印納入863計(jì)劃
中國(guó)科技部于2012年4月公布了《國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）、國(guó)家科技支撐計(jì)劃制造領(lǐng)域2014年度備選項(xiàng)目征集指南》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指南》），其中包括了近來(lái)火熱的3D打印產(chǎn)業(yè)。業(yè)內(nèi)分析人士表示，這個(gè)《指南》充分體現(xiàn)出國(guó)家層面對(duì)3D打印的重視程度，對(duì)國(guó)內(nèi)的3D打印產(chǎn)業(yè)是個(gè)利好消息。
《指南》中指出，要聚焦航空航天、模具領(lǐng)域的需求，突破3D打印制造技術(shù)中的核心關(guān)鍵技術(shù)，研制重點(diǎn)裝備產(chǎn)品，并在相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展驗(yàn)證，初步具備開(kāi)展全面推廣應(yīng)用的技術(shù)、裝備和產(chǎn)業(yè)化條件。
《指南》中還著重列出了如下4個(gè)研究方向：
第一、面向航空航天大型零件激光熔化成型裝備研制及應(yīng)用（國(guó)撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元，前沿技術(shù)研究類(lèi)），針對(duì)航空航天產(chǎn)品研制（試制）過(guò)程中單件、小批量需求，研制適合鈦合金等難加工零件直接成型的大型零件激光熔化成型裝備，臺(tái)面2米×2米，制件精度控制在±1%以?xún)?nèi)，堆積效率達(dá)300cm3/h以上。制定相關(guān)工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并在航空航天產(chǎn)品研制零部件制造中進(jìn)行應(yīng)用。
第二、面向復(fù)雜零部件模具制造的大型激光燒結(jié)成型裝備研制及應(yīng)用（國(guó)撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元，前沿技術(shù)研究類(lèi)），針對(duì)復(fù)雜零部件模具快速制造的需求，研制適合制造蠟?zāi)！⑾炐汀⑸靶椭圃欤约澳猃埖人芰狭慵圃斓拇笮图す鉄Y(jié)成型裝備，臺(tái)面2米×2米，制件精度控制在±0.1%以?xún)?nèi)，堆積效率達(dá)1000cm3/h以上。制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并在汽車(chē)、模具等行業(yè)產(chǎn)品研制中得到應(yīng)用。
第三、面向材料結(jié)構(gòu)一體化復(fù)雜零部件高溫高壓擴(kuò)散連接設(shè)備研制與應(yīng)用（國(guó)撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元，前沿技術(shù)類(lèi)），針對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能要求高、連接難度大等復(fù)雜零部件加工的需求，研制材料結(jié)構(gòu)一體化復(fù)雜零件高溫高壓擴(kuò)散連接設(shè)備和工藝，工作加熱區(qū)域尺寸Φ1000mm×1000mm以上，并在航空航天產(chǎn)品的研制中開(kāi)展應(yīng)用。
第四、基于3D打印制造技術(shù)的家電行業(yè)個(gè)性化定制關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用示范（國(guó)撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元、企業(yè)牽頭申報(bào)，應(yīng)用開(kāi)發(fā)與集成示范類(lèi)），針對(duì)家電行業(yè)個(gè)性化定制迫切需求，結(jié)合以3D打印制造技術(shù)為核心的數(shù)字制造技術(shù)帶來(lái)的制造變革，研究3D打印個(gè)性化零件設(shè)計(jì)技術(shù)、個(gè)性化定制模式、定制業(yè)務(wù)協(xié)同引擎、交互門(mén)戶(hù)、運(yùn)行平臺(tái)等技術(shù)，開(kāi)發(fā)個(gè)性化定制管理平臺(tái)，并基于3D打印制造裝備為終端用戶(hù)提供個(gè)性化定制服務(wù)，在應(yīng)用示范期內(nèi)銷(xiāo)售經(jīng)濟(jì)收入不少于3000萬(wàn)元。
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