1992年清华大学研制出了国内第一台快速成型设备,1993年产学研项目,即北京殷华公司成立。公司研发力量主要依托清华大学激光快速成形中心,该中心拥有博士生导师2人、教授4人、博士25人、硕士15人的强大科研队伍,使公司科研水平在同行业得以保持高水平。同时,公司也非常注重科研成果商品化,在上海,广东建立了分支机构,在韩国设有代理机构,形成了较为完备的销售及服务体系。
1993年,宗贵升回国,其主修激光快速成型,与隆源实业在中关村合作创办隆源自动成型系统公司,与高校企业开始探索中国3D打印的发展以及未来趋势。截止2013年2月,隆源公司已经销售出了256台打印设备,收入近1900万元,其中销售机器近1100万元。北京隆源自动成型系统有限公司是独立于高校体系外不多的行业先驱。
华中理工大学也在1996年成立自己的快速成型企业—武汉滨湖机电技术产业有限公司。华中理工大学1991年开始快速成型技术的研究,1994年成功开发薄材叠层快速成形系统样机HRP-I,这是我国第一台快速成型装备。公司以华中科技大学快速制造中心为依托单位,生产LOM、SLA、SLS、SLM系列产品并进行技术服务和咨询,是目前国内生产快速制造装备品种最多的单位,所开发生产的大型激光快速制造装备具有国际领先水平,先后获得国家科技进步二等奖,2011年国家技术发明二等奖等多项权威奖励,该技术被评为2011“中国十大科技进展”。2013年,成功开发出工作台面1。4m×1。4m四振镜四激光器选择性激光粉末烧结装备。
以西安交大先进制造技术研究所为技术支持的陕西恒通智能机器有限公司,1997年研制并销售出国内第一台光固化成型机。公司作为教育部快速成型工程中心的产业化实体,注册资金为2796万元。主要研制、生产和销售各种型号的激光快速成型设备、快速模具设备以及三维反求设备,同时从事快速原型制作、快速模具制造以及逆向工程服务。
迈入21世纪,快速成型制造被国家列入高职教育的培养方案,掀起教育界对此类设备的采购热潮,滨湖和殷华等企业得到成长的空间。
目前,北京殷华、北京隆源、武汉滨湖机电和陕西恒通等企业的客户遍布医疗、泵业、航天、机械、发动机、船舶、汽车等行业,其中包含诸多知名企业如凯泉泵业、山河智能、玉柴和东风汽车等。
2003年,太尔时代公司由北京殷华公司的几个管理者创办,初期为主的是以生产十万元到五十万元工业级设备。2010年太尔时代开始生产桌面级设备,已经累计出口近4000台名为“UP!”的产品。根据美国咨询公司Wohlers Associates的报告,太尔时代2011年5000美元以上级别的3D打印设备销售量在全球排第七名,占全球总销量的4%。基于公司总经理郭戈的介绍,虽然有开源技术,但许多自主技术在其桌面级已经应用,尤其是软件方面都有自主开发。
目前全球可以实现激光快速成型飞机用钛合金承力结构件的机构屈指可数,北京航空航天大学王华明教授团队即是其中之一。下游大型铸锻件的加工制造是北航团队产业化的突破口,2010年和2012年与中航重机、南风股份合作分别成立子公司。基于核电火电和军工航天行业的优势,通过与这两个伙伴合作,对未来的需求进行锁定。对于合作的项目,两家公司的投资都较大,规划至2015年分别达到5亿元的体量。
2011年7月,以西北工业大学凝固技术国家重点实验室为技术依托的西安铂力特激光成形技术有限公司成立,它是西北工业大学科技成果转化的重要基地之一。公司注册资金约4000万元,现有员工50余人,其中研发人员30余人,具有高级技术职称或研究生以上学历达20余人。公司主要从事高性能致密金属零件的激光立体成形制造,以及金属零件的激光修复再制造,涵盖各种钛合金、高温合金、不锈钢、模具钢、铝合金等材料,公司拥有各种激光成形及修复设备10多套,激光器功率涵盖300W~8000W。公司拥有授权的中国发明专利12项,其中国防发明专利1项,实用新型专利5项,计算机软件著作权2项。
湖南华曙高科技有限责任公司(Hunan Farsoon High-Teology Co。,Ltd)由全球增材制造技术专家许小曙博士[AMUG协会(Additive Manufag Users Group)亚太区理事、AMUG协会终身成就奖获得者、R&D100奖获得者]于2009年创办,是工业级3D打印技术的领航企业。公司专业从事选择性激光烧结(SLS)设备制造、材料研发生产和加工服务,服务于汽车、军工、航空航天、机械制造、医疗器械、房地产、动漫、玩具等行业。公司集合了一批具有国际一流水平的从事增材制造、高分子材料、计算机软件、机械制造等行业拥有丰富经验的专家及海外留学归国人才,组成了具有行业领先水平的技术研发与生产团队。
2012年,公司研制出高端选择性激光烧结尼龙设备,成为继美国3D Systems公司、德国EOS公司后,世界上第三家该项设备制造商;同时,华曙高科成功研制出选择性激光烧结尼龙材料,成为继德国Evonik公司后,世界上第二家该类材料制造商;华曙高科是一家既制造设备,又生产材料,还从事终端产品加工服务,独立构成了选择性激光烧结技术(SLS)完整产业链的企业。
2012年以来,随着3D打印应用前景逐渐明朗,资本市场上对其关注程度也越来越高,主要上市公司介绍如下(资料来源百度百科):
(1)银邦股份(300337):飞尔康成立3D打印轻金属研发中心
2012年8月15日,《关于合资成立飞尔康快速制造科技有限责任公司的框架协议》由该公司与无锡安迪利捷贸易有限公司签订,无锡安迪利捷贸易有限公司实际控制人是吴鑫华。公司主要经营高精度粉末冶金零件、医疗器械零部件、粉末材料、高密度、各类新材料与复杂部件的研发、生产、销售、技术服务和咨询业务;飞尔康主营业务中仅有部分产品涉及到激光快速成型技术。
2013年6月14日,公司公告中澳轻金属联合研究中心(3D打印)成立。2013年6月9日,飞尔康快速制造科技有限责任公司、中国科技部国际合作司与澳大利亚驻华大使馆共同为“中澳轻金属联合研究中心(3D打印)”揭牌,宣告中澳轻金属联合研究中心(3D打印)正式成立。在中国国务院副总理刘延东和澳大利亚总理吉拉德共同出席澳大利亚政府举行的中澳建交40周年活动时,中澳轻金属联合研究中心(3D打印)续签的《关于科学与技术合作的谅解备忘录》是活动的内容之一。中国和澳大利亚双方科技部为此研究中心的挂牌提供了大力支持;中澳轻金属研究和开发方面的知名专家和学者在研究中心汇集,对于轻金属的研发,更高层次的创新发展平台被搭建,双方在金属3D打印领域的设计研究工作得到持续深化,新一代轻合金材料及添加材料制造技术的工艺和方法得到建立,轻金属的持续发展获得强有力的推动。
(2)海源机械(002529):两款3D打印机接受客户预订
2012年12月24日,《建立“海源3D打印制造实验室”合作意向书》由公司与昆山永年签订,昆山永年设计并制作3D打印试验平台、并提供技术支持与培训。签订《意向书》主要目的是开展对复合材料、硅酸盐和陶瓷等材料3D打印制造工艺技术的研究合作。2013年3月7日,《3D打印成形平台购销合同》由海源机械与江苏永年激光成形技术有限公司、昆山永年先进制造技术有限公司签订,合同总金额241万元,最终交货时间为收到预付款之日起5个月、调试周期为3个月。“3D打印制造实验室”所需的硬件平台建设和相关人员培训将由公司启动以及建立,在购买的设备顺利交付、投入使用之后,公司的基础条件如复合材料、瓷、硅酸盐等材料,3D打印制造工艺技术研究等都将会具备,公司“3D打印制造实验室”也将顺利建成和投入运转。
昆山永年先进制造技术有限公司成立日期为2012年3月28日,法定代表人颜永年,注册资本100万元,经营范围包括先进制造技术和重型装备、工业机器人、微滴技术、激光加工技术、激光成形技术、机械预应力技术与装备、快速制造和快速成形技术与装备等;江苏永年激光成形技术有限公司成立日期为2012年12月13日,法定代表人颜永年,注册资本2500万元,经营范围包括3D打印技术、激光成形技术、电子束成形技术、工业机器人技术等;昆山永年持有江苏永年60%的股权。
在2013年6月14日,海源机械第二届董事会第二十一次会议审议通过了《关于投资设立参股子公司福建海源三维打印高科技有限公司以及涉及关联交易的议案》。为了推动公司在该技术上的工艺研究及应用,计划与福州昌晖自动化系统有限公司、高群、林晓耕、雷远彪、张益晗等五方签订《关于合资成立福建海源三维打印高科技有限公司的协议》。海源机械计划使用自有资金出资450万元,占福建海源总股本的45%;技术及管理团队成员高群、林晓耕、雷远彪、张益晗等四方出资总额为510万元,该团队占51%控股地位,先拿出102万现金出资,其余以其共同拥有的专利与非专利技术的知识产权来作为出资。
2013年6月18日,在第十一届中国海峡项目成果交易会上,当年5月份研制出的两款工业用和家庭用3D打印机样机由公司及海源三维打印公司联合展出。公司与意向客户深入沟通交流了相关3D打印机业务,个人客户的家庭用3D打印机意向订单已经被海源三维打印公司接到。本次展示的HY-FDM695打印机是福建首台超大型工业级3D打印机,每台价格为25。8万元,还有一款家用3D打印机,每台价格为0。98万元。
(3)机器人(300024):激光快速成型系统实现销售
2013年1月25日,公司发布“关于激光快速成型系统(3D打印)业务说明的公告”,从2002年公司就开始接触快速成型技术,成熟应用在汽车零部件的逆向工程中。由于积累了长期的经验,快速成型技术的原理基本被公司掌握,通过快速成型技术的应用,设计了第一代自有品牌机器人的产品外观,并进行评估。2007年,公司掌握了激光熔覆关键技术,高功率激光装备业务得到重大的突破,成功将业务范围拓展到激光再制造领域。2011年末,激光快速成型系统中数控机床的设计工作由公司完成,公司开发了数控控制系统和数控机床的运动系统,并研究了熔覆质量、保护气体和保护方法。2012年三季度末,激光切割、激光熔覆、激光打标、激光加工以及激光显示业务快速发展,丰富了激光产业链,公司在此方面具备一定的优势,比如依托激光加工工艺技术,使得激光发展的前沿技术能够持续开发,可研制出激光快速成型设备。此设备主要应用于航空航天、船舶等高端装备制造领域,具有较高的成本。
当前,公司已经拥有一般激光3D成型技术(激光3D打印机技术)和国际领先的激光快速直接成型制造技术。激光3D打印机技术成型的零件用于新产品外观验证、设计验证、新产品样件、功能验证和工程分析等;而国际领先的激光快速直接成型制造技术即直接或间接制造具有完全使用功能的零件。公司在加工头、保护气氛、在线检测、送粉控制、激光器、分层软件、过程监控和成型后处理等各个环节中拥有自己的核心技术。对于航空航天领域的多个主承力构件和发动机叶片项目,公司成功为其提供激光快速成型设备。2012年末,关于激光快速成型系统和相关业务,公司合同累计金额超过5000万元。
(4)中航重机(600765):激光快速成型技术产业化正常推进
在2010年10月8日,公司第四届董事会第六次临时会议审议通过了《关于投资激光快速成形项目的议案》,同意公司与中航投资、沈阳万家利车轮制造有限公司三家公司以现金或实物资产出资组建中航沈阳先进制造有限公司;在2010年12月20日,经沈阳市工商局注册登记,中航(沈阳)高新科技有限公司成立,注册资本为15295万元,公司以现金形式出资5000万元(32。69%)、中航投资以现金形式出资3000万元(19。61%)、万家利以厂房土地等实物和无形资产出资7295万元(47。7%)。中航投资是公司的关联方,公司持有中航高新的32。69%股权,行使实际控制人权利。
2011年7月18日,第四届董事会第十二次临时会议审议通过《关于公司与控股子公司中航(沈阳)高新科技有限公司对外投资设立激光项目公司暨关联交易的议案》,同意公司与王华明及其研发团队、中航投资控股有限公司、北京北航资产经营有限公司和北京工业发展投资管理有限公司共同投资,成立中航激光成形制造有限公司。2011年12月,由北京市工商行政管理局核准,中航激光完成工商注册登记手续,领取了营业执照。中航天地激光科技有限公司为中航激光的最终名称,注册资本是10000万元,其中中航高新持股31%、北航资产持股10%、公司持股20%、王华明及团队持股30%(王华明个人25%)、中航投资持股5%、北京工业投资持股4%。中航激光为公司的控股孙公司。
按照当初规划,“激光快速成形项目”注册资本金为1。54亿元,科研费拨款1亿元,无银行贷款;项目2012年投产,预计2012-2015各年营业收入1。74亿元、2。32亿元、2。9亿元、5。8亿元,2020年预计营业收入23亿元,2025年预计营业收入40亿元。按照公司2012年披露的年报,中航天地激光科技有限公司完成了管理团队组建、关键岗位招聘等基础工作,项目一期厂房代建工作即将完成,军品生产资质、北航无形资产出资等关键工作正常推进;2012年实现营业收入437万元,实现利润总额15万元,实现净利润8万元。
2013年1月18日,公司公告,由于钛合金大型复杂整体构件激光成形技术研究的卓越成就,王华明教授获得2012年度国家技术发明奖一等奖,于当日在人民大会堂接受颁奖。此奖项高度赞扬了王华明教授本人的科学成就,同时也从国家层面,充分认可了中航天地激光科技有限公司拥有的激光快速成形这项创新型工艺技术。
中航投资(600705)的股东是中国航空工业集团公司,是公司的关联方,直接持有中航激光5%股权,间接通过参股公司中航高新(参股19。61%)持股中航激光31%股权。2013年6月21日,中航投资公告:为推进激光快速成形技术产业化进程,单方面增资为1011。68万元,其中1000万元计入注册资本金,11。68万元计入资本公积金。本次增资完成后,中航投资有限公司直接持有天地激光的13。74%股权,并间接持有天地激光的5。53%的股权(按照持股比例套算),合计持有天地激光19。16%的股权。
(5)南风股份(300004):重型金属构件电熔精密成型技术正在研发
2012年8月24日,南风股份第二届董事会第八次会议审议通过了《关于控股子公司<重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目可行性分析报告>及对其投资的议案》。南风股份控股子公司,即佛山市南海南方风机研究所有限公司(后改名为“佛山市南方增材精密重工有限公司”),为进一步增强南方风机研究所在新技术、新材料和新工艺方面的整体实力,提升企业品牌和市场竞争能力,决定投资“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”。项目将以国家核电、化工、火电、船舶等重大工业装备制造领域的蓬勃发展为契机,重点研究和开发重型金属构件制造新技术及产品。项目总投资为16760万元,由公司自筹资金;建设期2年,第一年产能按正常产能40%计算,生产运行期第二年产能按正常产能80%计算,生产运行期第3年产能达到正常生产产能100%,正常每年生产电熔精密成型重型金属构件产品约3500吨,预计正常生产实现年销售收入5亿元,净利润1。217亿元。
根据公司2012年报,佛山市南方增材精密重工有限公司作为控股子公司,正在按计划分步骤、分阶段地进行“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”,经过研发团队的大量前期研究,在项目工程化关键技术上已经取得了一定突破性进展,完成了直径大于2m、重量超过10吨的低合金钢重型构件缩比件的电熔精密成型制造;同时,对于重型金属构件批量产业化大型成套装备系统,掌握并完成了其设计及优化。2012年,南方增材实现营业收入为41。4万元、净利润为-67。25万元。
2013年5月22日,公司就控股子公司“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”说明如下:公司控股子公司佛山市南方增材精密重工有限公司,正在实施的“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”处于研发阶段。基于该项目具有很高的技术含量,存在不确定的产业化实施,预计对2013年的业绩不会发生较大的影响。
3D打印的产业链分析