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中国3D打印技术专利分析报告一、报告概述本报告以国家知识产权局公开的专利文献为数据基础，主要采用3d打印和三维成型进行相关专利的检索，并且对专利数据进行筛选统计和加工，通过分析3d打印专利申请趋势，重点申请人，技术分布等状况，掌握该技术领域的专利保护状况和技术空白点，为企业的技术研发、专利申请停工可以借鉴的思路和方向性参考，引导企业确立技术优势并进行前瞻性专利布局，从而抢占行业先机。a)报告检索概述1、专利数据库的选择范围中国专利数据的时间范围：1985年至2014年1月8日。专利数据的滞后性：《中华人民共和国专利法》规定，如果专利发明人不申请提前公开的话，专利在申请之日起18个月后公开，因此虽然本次分析的数据截止至2014年1月8日，但实际上仍有一部分专利的申请日早于2014年1月8日，但并没有列入到本次的分析之中。2、数据检索方法采用关键词和专利分类号相结合的交叉检索中文关键词：3D打印三维成型3D成型立体印刷分类号：B41JB29C检索式：(ti,ab,ac:(3D打印or三维打印or3D成型or立体印刷not成像))andnot(ic1,ic2:A61K9)注：其中排除了A61K9为运用3D打印技术进行医疗打印，而不是针对3D打印技术本身。数据处理原则：数据采集原则是在以全为主的基础上求精，对相关的技术分布采用了分类号与关键词相结合的检索原则。关键词的选取上尽量采用无歧义的词汇来减少杂质数据，但由于部分词汇不可避免的具有一定的多面性，具体检索时需要通过细致的逻辑策略或者手工进行翻译，初筛和清晰，而后再通过分类，标引，二次标引等数据处理步骤进行分析。申请人为共同申请时的统计规则参照国家知识产权局的分类方法，我把专利申请人分为企业，大专院校，科研院所，机关团体，个人这五类，在本报告中，若某件专利设计申请人共同申请时的，则按申请的申请人各申请一件专利来统计。例如：当企业和科研院所共同申请时，默认为企业和科研院所各申请一件专利。b)报告分析概述本报告对3D打印技术及该行业重点公司的专利状况分别进行了统计和分析，主要包括：（1）专利申请量分析（申请量的逐年变化情况）专利申请的目的是为了获得技术上的独占实施权，从而最大化该技术所产生的经济效益。申请量在一定的程度上讲是市场需求的一种表现，对于申请量的逐年变化情况进行统计分析，对技术的发展周期，市场的需求情况的了解都有一定的帮助。（2）专利技术分类分析（不同的IPC分类号下的专利数量分析）由于IPC分类号是根据专利申请涉及的技术方案所属的技术领域来确定的，因此这些分类号可以用于比较粗略的确定专利申请的内容，大致反映该专利设计的技术范围。通过分析某领域所涉及的所有IPC小类或者大小组，以及这些IPC小类或者大小组下分别包括的专利数量，能够获知该技术领域的技术构成情况，和该领域内市场经营主体关注的技术点。（3）专利申请类型分析（不同类型的专利申请所占的比例）在中国，专利出了发明专利以外，还有实用新型和外观设计专利等，通过比较三种不同类型的专利申请所占据的份额，可以判断该领域技术的发展情况，一般来讲如果只有发明专利，说明该领域的技术还处于初步阶段；如果使用新型和外观设计专利在整个专利申请中占据了较大的比例，则说明该领域技术个发展成熟。（4）专利法律状态分析（不同法律状态专利所占比例）在我国，专利的法律状态分为有效专利、失效专利、公开发明、实质审查、许可备案、权利转移和著录变更。通过对专利的法律状态的统计，不仅可以对专利信息应用、专利许可等方面提供法律信息依据，规避侵权风险，维护自身利益，还可以判断该领域的技术生命周期。一般来讲，如果某个领域内专利太多为无效专利，尤其还是处于保护年限内专利，则说明该领域内技术保护已逐渐被忽略，很可能预示着该领域已经成为了夕阳行业。（5）申请人及地域分布情况分析（不同申请人的专利申请量）申请人是未来专利的掌控者，承担着缴纳申请费用等方面的风险。通过比较某领域内专利申请人的专利申请数量，可以大致了解不同申请人的经营方向，技术强势领域等情况，也可以判断某一具体技术主要由哪些机构或者公司掌握，另外，对申请人情况的分析，还可以对要求专利许可、寻找合租伙伴、调整经营信息等方面提供有益帮助。二、该行业的技术和设备a)行业技术简介3D打印技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，3D打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。表13D打印技术分类及其材料类型累积技术基本材料挤压熔融沉积式(Fuseddepositionmodeling，FDM）热塑性塑料，共晶系统金属、可食用材料线电子束自由成形制造(Electron-BeamFreeformFabrication,EBF)几乎任何合金粒状直接金属激光烧结（Directmetallasersintering，DMLS）几乎任何合金电子束熔化成型（Electronbeammelting，EBM）钛合金选择性激光熔化成型(Selectivelasermelting,SLM)钛合金，钴铬合金，不锈钢，铝选择性热烧结（Selectiveheatsintering，SHS）热塑性粉末选择性激光烧结（Selectivelasersintering，SLS）热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末粉末层喷头3D打印石膏3D打印(Plaster-based3Dprinting,PP)石膏层压分层实体制造（laminatedobjectmanufacturing，LOM）纸、金属膜、塑料薄膜光聚合立体平板印刷（Stereolithography，SLA）光硬化树脂数字光处理(Digital-LightProcessing,DLP)光硬化树脂b)专利概况i.国内概况图13D打印我国专利申请量变化3D打印在国外1986年已经开始出现了商用的3D打印机，但是在我国，3D专利相关技术出现的比较晚，直到2004年才开始出现相关专利的申请，而且相关的专利全部都是由国外的公司申请，美国ZCorp公司（简称：Z公司）是最早进入中国并且在该领域申请较多专利的企业，但是其专利全部转移给了3D系统公司，加之3D系统公司自己申请的专利，现在3D系统公司已经成为了3D打印领域，中国专利数量最多的企业。2008年开始，国内的高校和企业以及个人才开始在该领域进行相关专利的申请和布局，例如：青岛奥德莱三维打印有限公司，华南理工大学，东华大学，磐纹科技（上海）有限公司等，但是国内的申请人还是比较的少，由图可以看出2013年时该领域的专利申请爆发的一年，专利申请的数量飞速增长，由于专利的滞后性影响，经济年的专利申请还会陆续公开。表23D打印设备的专利申请种类和法律状态构成发明专利实用新型外观设计总计有效专利427826136失效专利3310043实质审查15900159公开发明450045总计2798826393涉及3D打印或者三维成型的设备或者方法的专利共有393件，其中发明专利279件。发明专利的所占比例较高。该领域属于技术含量比较高的领域。从专利的有效性来看，有效专利一共有42件，所占比例为15.1%，失效专利共有33件，所占比例为11.8%。一般情况，一项技术的技术生长率可以反应该技术处于的发展阶段，技术生长率V一般可以通过以下式子计算出来：V=a/Aa为该技术领域当年发明专利申请量或授权量，A为追溯到5年的该技术领域的发明专利申请累计量或授权累计量。如果连续几年技术生长率持续增大，则说明该技术处于生长期。就3D打印技术而言，每年的专利申请量如下：表33D打印各年专利申请量序号时间专利申请量（单位：件）120045220055320061142007952008196200912720102182011189201247102013227计算过程如下：V2013=a2013/A(2009~2013)=227/(227+47+18+21+12)=69.8%V2012=a2012/A(2008~2012)=47/(47+18+21+12+19)=40.2%V2011=a2011/A(2007~2011)=18/(18+21+12+19+9)=22.8%V2010=a2010/A(2006~2010)=21/(21+12+19+9+11)=29.2%V2009=a2009/A(2006~2009)=12/(12+19+9+11+5)=21.4%由此结果可以看出3D打印处于成长期，并且是在2012年之后才飞速成长的。申请人的数量以及类型上的变化，往往反映出一个技术在市场方面的发展和市场需求情况，也反映出了一项技术的成熟度，一般来说，如果一项技术领域申请人都为政府或者高等院校，这证明这项技术还并没有被市场接受，在市场上被认为并不成熟，当然，越来越多的企业和个人开始申请专利的时候就证明这项技术被市场看好，具有很广阔的市场。3D打印技术在市场上也基本呈现以上的规律，在刚开始的，我国的申请人基本以院校以及政府单位为主，因为技术不成熟，投入大，回报低，当技术渐渐成熟以后，企业和个人申请量开始增加，该阶段技术逐渐成熟，并且市场逐渐接受该技术，3D打印这一技术体现在2012年和2013年这两年。图2我国3D打印领域申请人数变化申请人的数量基本保持上升趋势，2012年相对于2011年上升幅度比较巨大，但是2013年上升幅度有所减缓，该领域的有效专利，有价值的专利基本由国外的公司进行申请，并且一直维持到现在，而在2012年开始，随着3D技术的成熟，专利的申请数量在不断增加，中国申请人也在不断的增加，由科研院所开始向企业和个人转变，从而保持了一项技术专利发展的一般规律。（注：2004年一件专利由两人共同申请，2007年一件专利为两人共同申请，一件专利由三人共同申请，2008年三件专利由两人共同申请，2009年一件专利为两人共同申请，2010年三件专利为两人共同申请，故出现申请人比专利数量多的情况，2012年和2013年由于专利申请量比较大，没有统计共同申请情况。）在3D打印技术中的393件专利之中，其中的212件是涉及到3D打印机或者3D打印设备（检索式为：(ti,ab,ac:(3D打印机or三维打印机or3D成型机or3D打印设备or三维打印设备or3D成型设备or立体印刷设备not成像))andnot(ic1,ic2:A61K9)）051015202530354045502004200520062007200820092010201120122013申请人数量表4我国3D打印领域专利类型及法律状态发明专利实用新型外观设计总计有效专利11572290失效专利7007实质审查880088公开发明270027总计1335722212虽然涉及设备，但是发明专利依然占有较高比例，达到了62.7%，这再一次证明了该产业还处于成长的初级阶段。在3D打印行业来说，其中申请人排行主要是：表53D打印技术领域前20申请人及其专利申请量序号申请人专利量（件）13D系统公司92东莞理工学院93株式会社御牧工程94陈盛贵95珠海天威飞马打印耗材有限公司86青岛奥德莱三维打印有限公司87磐纹科技（上海）有限公司78吴江中瑞机电科技有限公司69王奉瑾610上海建为建筑修缮工程有限公司511倪俊512华南理工大学513广东工业大学514苏州江南嘉捷机电技术研究院有限公司515广西钦州宇佳投资有限公司416张翀昊417独立行政法人国立高等专门学校机构418西北工业大学419Z公司320上海显恒光电科技股