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每年5月份是美國的上市企業(yè)給出第一季度財報（Q1的日子。除了已經(jīng)發(fā)布Q1財報的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的財報，結果喜憂(yōu)參半。
按非美國通用會(huì )計準則(Non-GAAP)計算，公司第一季度凈利潤達到1760萬(wàn)美元，同比增長(cháng)40%，每股盈利0.43美元，已連續第11個(gè)季度實(shí)現了兩位數的增長(cháng)。當日，Stratasys股價(jià)上漲近2%至85.34美元。另一3D打印機龍頭企業(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第一季度財報還顯示，按Non-GAAP計算，當季公司營(yíng)業(yè)收入為9820萬(wàn)美元，同比增長(cháng)18%；毛利率高達59%，明顯高于去年同期的56.7%；公司當季凈投入1080萬(wàn)美元用于研發(fā)，約為銷(xiāo)售額的11%。Stratasys還在第一季度財報中確認了2013年的財務(wù)預想目標：按Non-GAAP計算，營(yíng)業(yè)收入達到4.3億-4.45億美元，每股盈利達到1.8-1.95美元。超高的利潤率甚至一度引發(fā)了人們對于Stratasys暴利的聲討。
受到Statasys財報鼓舞上漲的Exone，則沒(méi)有持續的好消息。美國3D打印機供貨商ExOne Company于美國股市14日盤(pán)后公布2013年第1季(1-3月)財報：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Thomson Reuters的調查，分析師原先預期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重申今年營(yíng)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、相當于年增74%)，預估大約三分之二將在下半年認列；全年度毛利率約42-46%。ExOne執行長(cháng)Kent Rockwell指出，歐洲經(jīng)濟疲軟導致當地客戶(hù)放慢采購速度。市場(chǎng)目前預期ExOne今年營(yíng)收將達5，325萬(wàn)美元。
美國擔心其在3D打印制造中失去優(yōu)勢
Terry Wohlers是美國一家獨立咨詢(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據：“16家歐洲公司，7家中國公司，5家美國公司和2家日本公司在從事生產(chǎn)和銷(xiāo)售的專(zhuān)業(yè)級工業(yè)3D打印制造和3D打印系統，這是一個(gè)戲劇性的變化，在十年的情況為美國有10家，歐洲有7家，日本有7家，中國有3家”。此數據表明美國公司在此行業(yè)中正在失去優(yōu)勢。
去年，奧巴馬政府宣布推出新的國家3D打印制造業(yè)創(chuàng )新研究所（NAMII），旨在幫助美國制造業(yè)的復興。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。
更重要的是，所有的金屬粉末床融合系統的生產(chǎn)工作全部在美國境外。中國，新加坡，歐洲，甚至南非的許多國家已表示在未來(lái)幾年中將進(jìn)行數百萬(wàn)美元的發(fā)展和商業(yè)化。
美國將繼續領(lǐng)導世界成為擁有最多增才制造用戶(hù)基礎的國家。Wohlers 2013報告中顯示，將有38%的3D打印制造份額位于美國，其次是日本為9.7%，然后是德國9.4%和中國 8.7%。
Terry Wohlers建議美國領(lǐng)導人將主要目光專(zhuān)注于大目標，如金屬基粉末床的融合系統和其他先進(jìn)的增才制造系統，力爭提升市場(chǎng)份額和行業(yè)競爭力。
今年，美國不斷加快發(fā)展3D打印技術(shù)的速度。位于美國田納西州的橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室(ORNL)正將數以千計的3D打印設備安置在學(xué)校中，為未來(lái)設計者和工程師提供經(jīng)驗和技術(shù)。該實(shí)驗室已幫助當地高中開(kāi)展首個(gè)機器人競賽——包括建造首個(gè)全增材制造的機器人。年初，ORNL已在學(xué)校安置了250臺設備，實(shí)驗室計劃2014年安置3000臺設備，接下來(lái)是4000臺，最終達到28000臺，這樣在首個(gè)機器人競賽中的每個(gè)高中都有一臺設備。
尋求超越消費設備，橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室正在推動(dòng)增材制造在可打印的材料、部件的復雜性和規模方面的能力。該實(shí)驗室尚未完成或許是目前最復雜的全增材設計：為海軍研究辦公室設計的一款具有兩只手臂、中等浮力的水下機器人。液壓和布線(xiàn)通道、氣缸和活塞凸輪驅動(dòng)關(guān)節所有這些都集成在打印的金屬手臂內部。沒(méi)有外部的管道或電線(xiàn)。拉烏稱(chēng)，“我們正在推動(dòng)增材制造和機器人技術(shù)的結合。”
橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室增材制造技術(shù)擴大至新的金屬和更大零件的制造
同時(shí)，橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室正在增材制造設備供應商如Arcam公司合作，將增材制造技術(shù)擴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，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型塑料的打印。目前的3D打印聚合物零件強度較低，可用于管道但并非承力部件。該實(shí)驗室目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方式，將增強型碳纖維注入原材料中，打印可承力的零件。
采用常規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)設備中的0.25英寸直徑的熱塑性長(cháng)絲。橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室已經(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(cháng)度直徑比率，以達到相輔相成的效果。與6000系列鋁材料優(yōu)勢相當是可能的。
將增強型纖維注入原材料中是實(shí)現航空航天大型零件——60~100英尺零件3D打印的關(guān)鍵。橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室呼吁這種增材制造采用廣泛區域合作，并已經(jīng)與洛克希德·馬丁公司和一家設備制造商開(kāi)發(fā)此能力，最初生產(chǎn)低成本磨具，但最終要打印結構，如大型無(wú)人機的機翼。
3月美國媒體報道，除了創(chuàng )新目的，國防和航空行業(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(zhù)3D打印機體積越來(lái)越小，價(jià)格越來(lái)越低，國防和航空行業(yè)正在核算該技術(shù)可節省的主要成本。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，比如從衛星到戰機的數百元萬(wàn)美元項目中的支架和工具。
3D系統公司投資并購副總裁休·埃文斯說(shuō)，3D打印現在能夠制造用于飛機引擎的高級零部件。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，“因為你可以3D打印飛機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)小組負責人史蒂夫?倫格斯說(shuō)，該公司正在融資數百萬(wàn)美元用于研發(fā)3D打印技術(shù)。
3D打印火箭測試
NASA進(jìn)行3D打印火箭部件測試
作為3D打印潮流始發(fā)地，美國在3D打印應用方面，無(wú)疑一直走在世界前列。繼在前線(xiàn)投入多臺移動(dòng)3D打印實(shí)驗室之外，又在航天領(lǐng)域，開(kāi)始應用性研發(fā)工作。目前，雄心勃勃的NASA成功測試了首次用3D打印機制造的零配件。在其一系列耐力測試中，這個(gè)由新型非傳統打印機制造的零件均通過(guò)了測試；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)火箭的機會(huì )。
制造零部件的三維打印機則類(lèi)似與普通3D打印機一樣，不同的是這臺機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。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3D打印機一般，這個(gè)三維打印機來(lái)回重復疊加金屬粉末加工。NASA將會(huì )使用SLM來(lái)建造未來(lái)重型太空發(fā)射系統所需的零部件。
引擎燃料噴射機作為最昂貴的火箭發(fā)動(dòng)機零件之一，3D打印帶來(lái)的技術(shù)創(chuàng )新大大的縮短了其制作時(shí)長(cháng)(由數年到數月)以及節省目前70%的成本。試驗成功后，NASA宣布加大其生產(chǎn)規模，實(shí)現可行的低成本制造。
美研發(fā)機構擬建設3D自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)提高利用效率
由美國德克薩斯大學(xué)艾爾帕索分校(UTEP)領(lǐng)導的大學(xué)和企業(yè)合作伙伴團隊已經(jīng)啟動(dòng)了一項創(chuàng )建3D打印設備自動(dòng)化組裝生產(chǎn)線(xiàn)的項目。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)人飛行器和衛星。
UTEP研究人員在向其對美國制造的提案中寫(xiě)道，“我們的提案團隊預想有一天，利用一個(gè)設計流程按鈕將可快速制造出可靠和可負擔的全3D打印航天器或無(wú)人機。在24小時(shí)內實(shí)現從設計到運行使用的能力使空間和機載資源能夠真正做到有求必應。該團隊認為，目前，我們有技能、工具和經(jīng)過(guò)驗證的結果，可推動(dòng)全打印航空航天資產(chǎn)概念的發(fā)展。”該團隊的最終目標是制造出無(wú)人機和衛星，并在苛刻的環(huán)境下對其進(jìn)行測試。
中國把3D打印納入863計劃
中國科技部于2012年4月公布了《國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）、國家科技支撐計劃制造領(lǐng)域2014年度備選項目征集指南》（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)內分析人士表示，這個(gè)《指南》充分體現出國家層面對3D打印的重視程度，對國內的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)展驗證，初步具備開(kāi)展全面推廣應用的技術(shù)、裝備和產(chǎn)業(yè)化條件。
《指南》中還著(zhù)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用（國撥經(jīng)費控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元，前沿技術(shù)研究類(lèi)），針對航空航天產(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，臺面2米×2米，制件精度控制在±1%以?xún)?，堆積效率達300cm3/h以上。制定相關(guān)工業(yè)技術(shù)標準，并在航空航天產(chǎn)品研制零部件制造中進(jìn)行應用。
第二、面向復雜零部件模具制造的大型激光燒結成型裝備研制及應用（國撥經(jīng)費控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元，前沿技術(shù)研究類(lèi)），針對復雜零部件模具快速制造的需求，研制適合制造蠟模、蠟型、砂型制造，以及尼龍等塑料零件制造的大型激光燒結成型裝備，臺面2米×2米，制件精度控制在±0.1%以?xún)?，堆積效率達1000cm3/h以上。制定相關(guān)技術(shù)標準，并在汽車(chē)、模具等行業(yè)產(chǎn)品研制中得到應用。
第三、面向材料結構一體化復雜零部件高溫高壓擴散連接設備研制與應用（國撥經(jīng)費控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元，前沿技術(shù)類(lèi)），針對結構復雜、性能要求高、連接難度大等復雜零部件加工的需求，研制材料結構一體化復雜零件高溫高壓擴散連接設備和工藝，工作加熱區域尺寸Φ1000mm×1000mm以上，并在航空航天產(chǎn)品的研制中開(kāi)展應用。
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)研究及應用示范（國撥經(jīng)費控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元、企業(yè)牽頭申報，應用開(kāi)發(fā)與集成示范類(lèi)），針對家電行業(yè)個(gè)性化定制迫切需求，結合以3D打印制造技術(shù)為核心的數字制造技術(shù)帶來(lái)的制造變革，研究3D打印個(gè)性化零件設計技術(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)、運行平臺等技術(shù)，開(kāi)發(fā)個(gè)性化定制管理平臺，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)，在應用示范期內銷(xiāo)售經(jīng)濟收入不少于3000萬(wàn)元。
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