欧洲专利局 (EPO) 今天发布的增材制造创新趋势研究表明，增材制造（也称为 3D 打印）领域的创新最近飞速发展。研究发现，2013 年至 2020 年间，3D 打印技术的全球专利申请平均增长率为 +26.3%，几乎是七年来所有其他技术领域专利申请平均增长率 (+3.3%) 的八倍。
此外，3D打印也变得更加多样化。虽然主要参与者过去是成熟的机械工程公司，但现在有更多的初创企业和专业增材制造公司。自 2001 年以来，全球总共注册了 50,000 多个 3D 打印技术国际专利族 (IPF)。IPF 代表一项已在全球两个或多个国家/地区提交专利申请的重大发明。
“这项研究从全球角度审视 3D 打印革命，利用国际专利数据来报告这一技术趋势的范围和影响，”欧洲专利局主席安东尼奥·坎皮诺斯 (António Campinos) 说道。“在增材制造领域创新研究机构的前十名中，欧洲占据了四个席位。这对未来来说是一个好兆头，因为该领域的技术进步往往归功于这些机构的前沿研究。”
美国在3D打印领域处于世界领先地位；德国排名第三，仅次于日本
2001年至2020年间，美国在全球增材制造创新竞赛中排名第一，占所有增材制造相关IPF的39.8%。日本位居第二，份额为13.9%，紧随其后的是德国，占增材制造所有IPF的13.4% 。但值得注意的是，2018 年至 2020 年间，德国在该领域提交的专利申请数量明显多于日本。法国（第四位）和英国（第五位）占全球 3D 创新的 3.9% 和 3.8%，仅领先于中国（第六位）和韩国（第七位），后者分别占 3.7% 和 3.8%。占增材制造中所有 IPF 的 3.1%。
欧洲：德国引领3D打印市场
在 EPO 成员国中，德国在 2001 年至 2020 年间拥有 6,700 个 IPF，成为明显的领导者，占欧洲 3D 打印领域总发明活动的 41%。德国 3D 打印技术领域的 IPF 自 2013 年以来增幅最大，从 213 个增加到 2020 年的 1,100 多个，增幅超过五倍。法国以 1,938 个 IPF 排名第二，其次是英国，有 1,925 个 IPF。两者的 IPF 份额各为 12%。
欧洲产业趋势：德国在所有技术领域脱颖而出
无论是机器和工艺、应用领域、材料还是数字，欧洲专利局成员国的国际专利家族数量均以德国为首。仔细观察应用领域就会发现，德国在所有八个领域的贡献最大，但在机床制造、消费品、运输和电子技术领域明显占据主导地位。就个别行业的专业化而言，德国在铁路运输（占该领域所有 IPF 的 26%）、陆地车辆（21%）、机床（18%）、鞋类（17%）、航空航天（15%）和能源（15%）。
德国在健康和医药类别中 IPF 最少。这里特别值得一提的是法国和瑞士。在建筑领域，法国被证明是真正的竞争对手，而在能源领域，法国和英国都做出了显着的贡献。此外，来自瑞士的申请者在食品领域占比也较高。
美国、德国和日本公司处于世界领先地位
增材制造领域前20大专利申请人包括美国、欧洲和日本公司。通用电气、雷神技术和惠普三大领先公司均来自美国。排在第四位的是德国公司西门子，它是过去 20 年来最强的欧洲公司，拥有近 1,000 个 IPF。巴斯夫（第8位）、西门子能源（第15位）和MTU航空发动机公司（第18位）等三家德国公司跻身增材制造领域专利申请人前20名之列。
Fraunhofer-Gesellschaft (221 IPF) 和博世 (209 IPF) 在德国 3D 打印领域拥有最多专利的公司中分别排名第五和第六。EOS最终以总成绩（200 IPF）排名第七。
德国公司在运输领域实力雄厚
几家德国公司在 3D 打印技术的交通相关应用中名列前茅（参见报告中的图 14）。西门子在航空航天技术领域排名全球第四，在（陆地）车辆领域排名第五，在造船领域排名第二。在陆地车辆方面，博世甚至排在第二位，仅次于福特，领先于通用汽车。
德国中小企业正在众多行业中进行 3D 打印创新
尽管大型工程公司在多个领域排名领先，但整个增材制造创新生态系统由多家专业3D打印公司组成，例如拥有超过200 IPF的EOS，以及充满活力的初创企业场景。欧洲专利局统计数据中大量小公司就证明了这一点。除了大公司之外，中小企业和初创企业也为德国3D打印的创新做出了重要贡献。其中包括Voxeljet等公司AG、Realizer GmbH、BigRep GmbH、Innotere GmbH 或 Merz Dental GmbH。他们在增材制造方面拥有大量专利组合，并专门从事 3D 打印以支持其业务发展。EPA 报告包括来自慕尼黑 DyeMansion 的案例研究。这家中型公司利用其专利来获得研发资金。
研究的作用
大学和公共研究机构也为 3D 打印领域的创新做出了重大贡献。大约 12% 的 3D 打印 IPF 是由大学或公共研究机构提交的。这几乎是其典型份额 (7%) 的两倍。
在排名前十的大学、公共研究机构和医院中，有五所位于美国。然而，明显领先者是德国弗劳恩霍夫协会，该协会拥有 221 个 IPF，在增材制造领域注册数量最多的公司中排名全球第 21 位。其他在 3D 打印领域开展重要活动的德国研究机构包括卡尔斯鲁厄理工学院 (第 33 IPF)、慕尼黑工业大学 (第 27 位)、马克斯·普朗克研究所 (第 26 位)、德累斯顿工业大学 (第 21 位) 和德国航空航天中心（20 日）。
全球增材制造市场未来预计将继续强劲增长
近年来，增材制造市场经历了强劲增长。据Wohlers Associates估计，2022年行业销售额将达到180亿美元（161.7亿欧元），比2016年的60亿美元增长了两倍。此外，3D打印在疫情期间向本地生产的转变中发挥了至关重要的作用。这使得减少对国际供应链的依赖成为可能。据预测，到2028年全球市场规模将达到500亿美元。
欧洲专利局基于专利数据的研究提供了对 3D 打印未来用途的早期洞察。由于专利是在产品上市前数月甚至数年提交的，因此专利信息可以表明技术发展的方向。该报告展示了 3D 打印在推动全球各个行业的创新和可持续发展方面的重要性。在此之前，欧洲专利局于 2020 年 7 月发布了第一份关于专利和 3D 打印的报告，该报告专门关注欧洲专利。
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