惠普MJF加速開拓市場，3D打印行業(yè)格局發(fā)生深刻變化

作者簡介：張磊，國內(nèi)3D打印銷售領(lǐng)域資深人士。2011開始從事進口工業(yè)級3D打印設(shè)備銷售，2015~2018年任某外資3D打印品牌大客戶經(jīng)理，現(xiàn)任惠普3D打印首批合作伙伴億維晟三維公司銷售總監(jiān)。長期在一線從事3D打印技術(shù)推廣，對客戶應(yīng)用、技術(shù)發(fā)展、行業(yè)態(tài)勢有深入理解。

2016年5月，惠普憑借其革命性的10倍速射流熔融（MJF）3D打印技術(shù)強勢殺入3D打印界，給業(yè)內(nèi)造成了轟動性的影響，短短一年時間，惠普尼龍打印機銷量已經(jīng)躍居全球細分市場第一。同時因MJF技術(shù)打印效率的大幅提升，3D打印有望突破過去主要用于打印手板原型的瓶頸，制造企業(yè)采用3D打印進行小批量按需生產(chǎn)正加速成為現(xiàn)實。MJF的出現(xiàn)，正使得3D打印市場格局、行業(yè)應(yīng)用發(fā)生深刻變化(本文主要分析非金屬類3D打印市場情況)。

行業(yè)變化一：打印效率大幅提升，行業(yè)應(yīng)用從快速原型向終端批量制造加速轉(zhuǎn)變
業(yè)內(nèi)通常將3D打印應(yīng)用分為三個領(lǐng)域：快速原型(包括概念模型與功能原型)、生產(chǎn)輔助工具以及終端零件制造。自1988年第一臺3D打印機SLA-250上市，3D打印剛好走過了30年。國內(nèi)2012-2014年持續(xù)熱炒時期，3D打印一度被宣揚成一種”近乎無所不能的革命性技術(shù)”， 但懂行的人都清楚一個事實，即3D打印的作用具有相當?shù)木窒扌浴?D打印(塑膠類)主要被當做一種快速打樣的工具，也就是我們制造業(yè)通常講的手板，而在打印終端用途零部件方面應(yīng)用非常有限。一項發(fā)展了30年且被寄予厚望的技術(shù)，如打印的產(chǎn)品”只能看，能試而不能用”，其應(yīng)用價值就會大打折扣，原因何在？這需要從傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)類別說起。

2016年以前應(yīng)用最廣的三種3D打印工藝是：光固化成型、FDM熱熔成型以及SLS激光燒結(jié)成型。光固化成型技術(shù)雖然可以打印表面平滑、細節(jié)好的零件，但材料機械性能差，只能被用于打印產(chǎn)品研發(fā)早期的外觀原型件，無法用來直接生產(chǎn)產(chǎn)品。工業(yè)級的FDM 打印機可使用ABS、PC等工程塑料，但因打印速度慢、表面粗糙，以及打印件在水平和垂直方向的力學(xué)性能不一致的問題，始終只停留在打印少量的快速原型以及生產(chǎn)工裝夾具領(lǐng)域，無法向終端批量生產(chǎn)再邁進。

在惠普發(fā)布MJF以前，SLS激光燒結(jié)是最接近能夠進行小批量生產(chǎn)的3D打印工藝。使用尼龍粉末成型的SLS打印件具備良好的機械性能(好于FDM)，并且在多件打印時效率高過FDM。但因采用激光束燒結(jié)的點式成型方式，SLS依然效率低下，且相比傳統(tǒng)制造方式成本高昂。SLS最早誕生于1989年，雖然經(jīng)過了30年的發(fā)展和應(yīng)用推廣，但實際在終端產(chǎn)品批量制造領(lǐng)域的應(yīng)用走的非常緩慢。

行業(yè)轉(zhuǎn)折點出現(xiàn)在2016年，如果我們5年后回看3D打印行業(yè)發(fā)展，會發(fā)現(xiàn)2016年5月惠普發(fā)布的MJF射流熔融3D打印技術(shù)成為行業(yè)的里程碑式事件。MJF的直接表現(xiàn)是打印效率相比FDM提升了十倍以上，相比SLS提升五到十倍，耗材成本降低了66%，同時采用尼龍粉末成型的MJF打印件機械強度接近注塑尼龍，可以達到作為終端產(chǎn)品使用的要求。因打印效率的大幅提升，MJF使得3D打印應(yīng)用向前邁進了一大步：即企業(yè)采用3D打印進行小批量生產(chǎn)已經(jīng)成為可能，傳統(tǒng)制造企業(yè)將3D打印納入生產(chǎn)流程進行小批量直接制造將加速。

行業(yè)變化二：新老巨頭交替，行業(yè)洗牌加速

業(yè)內(nèi)對3D打印行業(yè)有一個比喻：傳統(tǒng)的3D打印市場就像一個池塘，SSYS和DDD是這個池塘里的大魚。池塘的旁邊是一片海洋，HP、GE是海洋里的鯨魚�，F(xiàn)在分隔池塘和海洋的堤壩消失了，鯨魚涌進了池塘，想吃掉大魚的同時在嘗試將池塘撐大。

在3D打印的頭20年，全球3D打印市場格局基本是雙雄爭霸的局面：美國的SSYS和DDD。但從2014年之后，這兩家老牌巨頭的情況可謂江河日下。SSYS的股價在2014年頂點時高達120美金，到今天已經(jīng)跌至20美金，DDD現(xiàn)在是11美金。伴隨著股價的下跌，是市場份額的快速丟失。在2017年3季度全球工業(yè)級3D打印市場排行中，DDD已經(jīng)跌至第五。SSYS雖然仍保持著行業(yè)第一的地位，但其份額已經(jīng)不能同2015年時的近50%相比。如果我們來分析SSYS和DDD為何這么快速的跌下神壇，不難發(fā)現(xiàn)其原因仍然在于技術(shù)。

SSYS是FDM技術(shù)的發(fā)明者，同時擁有Polyjet技術(shù)，至今FDM仍然是全球應(yīng)用最廣的技術(shù)。但我們前面已分析過，F(xiàn)DM因為其打印速度難以提升、材料機械性能不足等原因，只能用于打印快速原型以及生產(chǎn)輔助工具，無法適應(yīng)批量生產(chǎn)的要求。而Polyjet，只是一項打印手板原型的技術(shù)，雖然J750仍是當前最炫的彩色打印機，但其應(yīng)用面僅限于工業(yè)設(shè)計原型、醫(yī)療模型等少數(shù)領(lǐng)域，并且J750在國內(nèi)也面臨著模仿者珠海塞納的競爭。SSYS在2016年收購了SLS廠商TPM盈普，但收購后未見到銷售有效增長。當前3D打印應(yīng)用逐步由原型制造向終端批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，事實上SSYS拿不出太好的技術(shù)來應(yīng)對這種趨勢。同時隨著惠普MJF加快市場推廣、行業(yè)新星Markforged對SSYS FDM的直接沖擊，接下來幾年如果SSYS沒有太好的應(yīng)對策略，其市場會愈發(fā)艱難。

我們再看DDD，情況可能更糟。DDD是SLA技術(shù)的發(fā)明者，同時擁有3DP彩色粉末粘接、SLS尼龍燒結(jié)、MJP樹脂噴射成型、CJP蠟型機以及金屬機等。技術(shù)雖全面，但實際在每個部分都有強大的競爭對手。例如SLA，在國內(nèi)市場聯(lián)泰和中瑞占了SLA 80%以上的份額；3DP，除了2012~2014年國內(nèi)炒作3D打印照相館時期熱了一陣，現(xiàn)在已經(jīng)基本不見蹤影。SLS部分，EOS、華曙等和他競爭。MJP，和SSYS的Polyjet直接競爭。金屬機，在主要排名榜單上只見過EOS、Concept Leaser、SLM Solution、雷尼紹等，我本人似乎沒見過DDD的金屬機上榜。同樣，隨著惠普MJF加入戰(zhàn)圈以及惠普發(fā)布小型辦公室用3D打印系統(tǒng)，DDD 的SLS尼龍機和MJP光固化機將受到?jīng)_擊。

圖4: 2015/2016年全球工業(yè)級3D打印市場各品牌市場份額

從2016年5月惠普發(fā)布MJF到2017年11月，在亞太市場還未開始推廣的情況下，惠普已經(jīng)取得了超過350套的銷售成績，在尼龍機細分市場已然把老牌的EOS、3D SYSTEMS甩在了身后，其進展不可謂不快。這說明市場對于惠普MJF技術(shù)的反饋良好，以及在傳統(tǒng)大規(guī)模制造向小批量高效定制轉(zhuǎn)變的大背景之下，市場對更高效、更可靠、成本更低的3D打印工藝的強烈期待。我們看光固化、看FDM、看SLS已經(jīng)看了30年，在傳統(tǒng)的這些工藝沒有太大進步的情況下，市場期待更先進的技術(shù)出現(xiàn)。同時筆者預(yù)判，隨著惠普推廣MJF技術(shù)的力度加大，市場對MJF的了解越來越多，工業(yè)級FDM、SLS尼龍燒結(jié)設(shè)備可能被逐步邊緣化。

行業(yè)變化三：惠普小型辦公3D打印系統(tǒng)上市，3D打印成為普遍的辦公設(shè)備將成為現(xiàn)實

3D打印從業(yè)人員的目標之一，是將其推廣為一種普遍的辦公設(shè)備，正如過去的打印機/復(fù)印機一樣，可以在辦公室內(nèi)由工程設(shè)計人員自由使用。過去SSYS、DDD都在向這一目標努力，例如將系統(tǒng)變得更小型化、更清潔、流程更簡單。2013年SSYS和傳統(tǒng)辦公巨頭震旦集團合作，授予震旦靈感系列小型3D打印機總代理，相信也是為了借助震旦的渠道資源，將3D打印推廣到企業(yè)研發(fā)辦公室的舉措之一。但經(jīng)過多年的推廣，3D打印辦公化的實現(xiàn)情況似乎并不理想。

筆者本人一直從事進口品牌3D打印設(shè)備銷售，當然也跟蹤用戶購買設(shè)備后的使用情況。從2012年國內(nèi)3D打印概念走熱之后，不少企業(yè)的研發(fā)部門開始采購3D打印設(shè)備，這其中份額最大的是SSYS公司的Polyjet系列機器，工業(yè)級FDM機器以及DDD公司的MJP系列機器，價格從數(shù)十萬到數(shù)百萬不等(SLS因粉塵原因，SLA因樹脂揮發(fā)原因不適合用在辦公環(huán)境)。雖然從數(shù)據(jù)上看設(shè)備采購量持續(xù)增長，但實際用戶使用3D打印設(shè)備的情況并不理想。

圖6：惠普發(fā)布的小型辦公用3D打印系統(tǒng)，預(yù)計2018年3季度國內(nèi)上市

以筆者本人售出的3D打印設(shè)備為例，10套中有7套被閑置或者利用率非常低下，時有購買過設(shè)備的客戶找回來要求將設(shè)備轉(zhuǎn)手。為何企業(yè)花費高價采購的3D打印系統(tǒng)出現(xiàn)大量閑置呢？原因主要有以下幾方面。

首先是市場的夸大宣傳造成用戶對3D打印的期望值過高，采購前認為該技術(shù)似乎“無所不能”，采購后才發(fā)現(xiàn)其用處也僅限于打樣；

其次是打印效率慢，自有設(shè)備打印的時間優(yōu)勢相對于外發(fā)加工并不明顯。例如Polyjet/MJP/FDM技術(shù)，打印一件尺寸10*10cm的樣件時間通常在數(shù)小時，如打印多件則需要數(shù)天，而在國內(nèi)外發(fā)加工一批樣件的響應(yīng)時間也只需要數(shù)天；

第三是耗材成本高昂，目前Polyjet/MJP/FDM使用的主要耗材成本仍然在2000~3000元/公斤，企業(yè)采購3D打印設(shè)備自己打印的成本反而高于外發(fā)加工；

第四在于應(yīng)用面窄，例如使用光固化成型技術(shù)的Polyjet/MJP，材料強度較差，通常僅用于產(chǎn)品外觀原型手板打��；而FDM因打印表面紋路明顯，一般也僅用在少數(shù)功能原型打樣。

過去在向用戶介紹3D打印技術(shù)時，通常會詢問用戶是關(guān)注外觀還是關(guān)注功能，如關(guān)注外觀則向用戶推薦光固化類技術(shù)，如關(guān)注功能則推薦FDM，二者不可兼得。

我們基于多年的市場經(jīng)驗，以及仔細研究惠普MJF技術(shù)4個月后預(yù)判：過去SSYS、DDD沒有做成的3D打印辦公化，極有可能在惠普手中實現(xiàn)。原因仍在于，惠普的MJF技術(shù)相比FDM、光固化類技術(shù)實現(xiàn)了顯著的進步，并且惠普的小型3D打印系統(tǒng)，解決了粉末溢出的問題，同時其定價已處于和SSYS/DDD主要系列產(chǎn)品相同的水平甚至更低(5-12萬美元)。在打印效率方面，MJF多件打印時相對于FDM/光固化速度提升平均在10倍，企業(yè)自有設(shè)備打印相比外發(fā)加工已有顯著時間優(yōu)勢；其次耗材成本大幅降低，MJF平均打印每克零件的成本降低至0.8元左右，企業(yè)長期使用成本不再高昂；第三是MJF的應(yīng)用面顯著擴大，MJF使用的尼龍材料機械性能顯著超過光固化樹脂類材料以及FDM使用的ABS類材料。最后，在打印件表面平滑度及細節(jié)上，MJF接近光固化但顯著好于FDM，這意味著企業(yè)使用MJF，不僅僅能夠打印外觀手板，也能夠打印功能手板甚至直接進行產(chǎn)品試產(chǎn)，因MJF的尼龍材料力學(xué)性能經(jīng)驗證已符合終端使用要求，3D打印價值的顯著提升會促使用戶重新考慮對3D打印進行投資。

結(jié)語：

過去的一年3D打印行業(yè)異常精彩，惠普憑借MJF技術(shù)強勢進入3D打印行業(yè)，在逐步搶占原有3D打印手板原型、生產(chǎn)工具市場的同時，也集結(jié)了大批盟友(如材料領(lǐng)域的贏創(chuàng)、巴斯夫、漢高，咨詢領(lǐng)域的德勤等)，加速向終端制造領(lǐng)域滲透。吳曉波老師說：工業(yè)4.0的核心是實現(xiàn)高效率的訂制化，而3D打印正是實現(xiàn)高效率訂制化的重要一環(huán)。MJF的出現(xiàn)，必然加快傳統(tǒng)制造企業(yè)采用3D打印的進度。傳統(tǒng)制造業(yè)市場正如一塊12萬億美元的大蛋糕，當前的3D打印只是這塊蛋糕中的一顆小芝麻，惠普及其盟友們能把這顆芝麻變得多大，讓我們拭目以待。