惠普MJF加速開拓市場，3D列印行業格局發生深刻變化

2016年5月，惠普憑藉其革命性的10倍速射流熔融（MJF）3D列印技術強勢殺入3D列印界，給業內造成了轟動性的影響， 短短一年時間，惠普尼龍印表機銷量已經躍居全球細分市場第一。同時因MJF技術列印效率的大幅提升，3D列印有望突破過去主要用於列印手板原型的瓶頸，製造企業採用3D列印進行小批量按需生產正加速成為現實。MJF的出現，正使得3D列印市場格局、行業應用發生深刻變化(本文主要分析非金屬類3D列印市場情況)。

行業變化一：列印效率大幅提升，行業應用從快速原型向終端批量製造加速轉變

業內通常將3D列印應用分為三個領域：快速原型(包括概念模型與功能原型)、生產輔助工具以及終端零件製造。自1988年第一台3D印表機SLA-250上市，3D列印剛好走過了30年。國內2012-2014年持續熱炒時期，3D列印一度被宣揚成一種」近乎無所不能的革命性技術」， 但懂行的人都清楚一個事實，即3D列印的作用具有相當的局限性。3D列印(塑膠類)主要被當做一種快速打樣的工具，也就是我們製造業通常講的手板，而在列印終端用途零部件方面應用非常有限。一項發展了30年且被寄予厚望的技術，如列印的產品」只能看，能試而不能用」，其應用價值就會大打折扣，原因何在？這需要從傳統的3D列印技術類別說起。

圖1: 2009/2014年3D列印在終端零件領域的應用情況

2016年以前應用最廣的三種3D列印工藝是：光固化成型、FDM熱熔成型以及SLS激光燒結成型。光固化成型技術雖然可以列印表面平滑、細節好的零件，但材料機械性能差，只能被用於列印產品研發早期的外觀原型件，無法用來直接生產產品。工業級的FDM 印表機可使用ABS、PC等工程塑料，但因列印速度慢、表面粗糙，以及列印件在水平和垂直方向的力學性能不一致的問題，始終只停留在列印少量的快速原型以及生產工裝夾具領域，無法向終端批量生產再邁進。

在惠普發布MJF以前，SLS激光燒結是最接近能夠進行小批量生產的3D列印工藝。使用尼龍粉末成型的SLS列印件具備良好的機械性能(好於FDM)，並且在多件列印時效率高過FDM。但因採用激光束燒結的點式成型方式，SLS依然效率低下，且相比傳統製造方式成本高昂。SLS最早誕生於1989年，雖然經過了30年的發展和應用推廣，但實際在終端產品批量製造領域的應用走的非常緩慢。

圖2：在相同的時間內，MJF可列印零件數是SLS/FDM的10倍以上

行業轉折點出現在2016年，如果我們5年後回看3D列印行業發展，會發現2016年5月惠普發布的MJF射流熔融3D列印技術成為行業的里程碑式事件。MJF的直接表現是列印效率相比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%，同時採用尼龍粉末成型的MJF列印件機械強度接近注塑尼龍，可以達到作為終端產品使用的要求。因列印效率的大幅提升，MJF使得3D列印應用向前邁進了一大步：即企業採用3D列印進行小批量生產已經成為可能，傳統製造企業將3D列印納入生產流程進行小批量直接製造將加速。

圖3：惠普3D合作夥伴億維晟三維利用MJF批量生產的改裝車面板

行業變化二：新老巨頭交替，行業洗牌加速

業內對3D列印行業有一個比喻：傳統的3D列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。現在分隔池塘和海洋的堤壩消失了，鯨魚湧進了池塘，想吃掉大魚的同時在嘗試將池塘撐大。

在3D列印的頭20年，全球3D列印市場格局基本是雙雄爭霸的局面：美國的SSYS和DDD。但從2014年之後，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，到今天已經跌至20美金，DDD現在是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季度全球工業級3D列印市場排行中，DDD已經跌至第五。SSYS雖然仍保持著行業第一的地位，但其份額已經不能同2015年時的近50%相比。如果我們來分析SSYS和DDD為何這麼快速的跌下神壇，不難發現其原因仍然在於技術。

SSYS是FDM技術的發明者，同時擁有Polyjet技術，至今FDM仍然是全球應用最廣的技術。但我們前面已分析過，FDM因為其列印速度難以提升、材料機械性能不足等原因，只能用於列印快速原型以及生產輔助工具，無法適應批量生產的要求。而Polyjet，只是一項列印手板原型的技術，雖然J750仍是當前最炫的彩色印表機，但其應用面僅限於工業設計原型、醫療模型等少數領域，並且J750在國內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，但收購後未見到銷售有效增長。當前3D列印應用逐步由原型製造向終端批量生產轉變，事實上SSYS拿不出太好的技術來應對這種趨勢。同時隨著惠普MJF加快市場推廣、行業新星Markforged對SSYS FDM的直接衝擊，接下來幾年如果SSYS沒有太好的應對策略，其市場會愈發艱難。

我們再看DDD，情況可能更糟。DDD是SLA技術的發明者，同時擁有3DP彩色粉末粘接、SLS尼龍燒結、MJP樹脂噴射成型、CJP蠟型機以及金屬機等。技術雖全面，但實際在每個部分都有強大的競爭對手。例如SLA，在國內市場聯泰和中瑞佔了SLA 80%以上的份額；3DP，除了2012~2014年國內炒作3D列印照相館時期熱了一陣，現在已經基本不見蹤影。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加入戰圈以及惠普發布小型辦公室用3D列印系統，DDD 的SLS尼龍機和MJP光固化機將受到衝擊。

圖4: 2015/2016年全球工業級3D列印市場各品牌市場份額

從2016年5月惠普發布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甩在了身後，其進展不可謂不快。這說明市場對於惠普MJF技術的反饋良好，以及在傳統大規模製造向小批量高效定製轉變的大背景之下，市場對更高效、更可靠、成本更低的3D列印工藝的強烈期待。我們看光固化、看FDM、看SLS已經看了30年，在傳統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出現。同時筆者預判，隨著惠普推廣MJF技術的力度加大，市場對MJF的了解越來越多，工業級FDM、SLS尼龍燒結設備可能被逐步邊緣化。

圖5: 2017年3季度全球工業級3D列印市場排行，HP已躍居第三

行業變化三：惠普小型辦公3D列印系統上市，3D列印成為普遍的辦公設備將成為現實

圖6：惠普發布的小型辦公用3D列印系統，預計2018年3季度國內上市

3D列印從業人員的目標之一，是將其推廣為一種普遍的辦公設備，正如過去的印表機/複印機一樣，可以在辦公室內由工程設計人員自由使用。過去SSYS、DDD都在向這一目標努力，例如將系統變得更小型化、更清潔、流程更簡單。2013年SSYS和傳統辦公巨頭震旦集團合作，授予震旦靈感系列小型3D印表機總代理，相信也是為了藉助震旦的渠道資源，將3D列印推廣到企業研發辦公室的舉措之一。但經過多年的推廣，3D列印辦公化的實現情況似乎並不理想。

筆者本人一直從事進口品牌3D列印設備銷售，當然也跟蹤用戶購買設備後的使用情況。從2012年國內3D列印概念走熱之後，不少企業的研發部門開始採購3D列印設備，這其中份額最大的是SSYS公司的Polyjet系列機器，工業級FDM機器以及DDD公司的MJP系列機器，價格從數十萬到數百萬不等(SLS因粉塵原因，SLA因樹脂揮發原因不適合用在辦公環境)。雖然從數據上看設備採購量持續增長，但實際用戶使用3D列印設備的情況並不理想。

以筆者本人售出的3D列印設備為例，10套中有7套被閑置或者利用率非常低下，時有購買過設備的客戶找回來要求將設備轉手。為何企業花費高價採購的3D列印系統出現大量閑置呢？原因主要有以下幾方面。首先是市場的誇大宣傳造成用戶對3D列印的期望值過高，採購前認為該技術似乎「無所不能」，採購後才發現其用處也僅限於打樣；其次是列印效率慢，自有設備列印的時間優勢相對於外發加工並不明顯。例如Polyjet/MJP/FDM技術，列印一件尺寸10*10cm的樣件時間通常在數小時，如列印多件則需要數天，而在國內外發加工一批樣件的響應時間也只需要數天；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，企業採購3D列印設備自己列印的成本反而高於外發加工；第四在於應用面窄，例如使用光固化成型技術的Polyjet/MJP，材料強度較差，通常僅用於產品外觀原型手板列印；而FDM因列印表面紋路明顯，一般也僅用在少數功能原型打樣。過去我們在向用戶介紹3D列印技術時，通常會詢問用戶是關注外觀還是關注功能，如關注外觀則向用戶推薦光固化類技術，如關注功能則推薦FDM，二者不可兼得。

圖7：MJF列印的零件照片

我們基於多年的市場經驗，以及仔細研究惠普MJF技術4個月後預判：過去SSYS、DDD沒有做成的3D列印辦公化，極有可能在惠普手中實現。原因仍在於，惠普的MJF技術相比FDM、光固化類技術實現了顯著的進步，並且惠普的小型3D列印系統，解決了粉末溢出的問題，同時其定價已處於和SSYS/DDD主要系列產品相同的水平甚至更低(5-12萬美元)。在列印效率方面，MJF多件列印時相對於FDM/光固化速度提昇平均在10倍，企業自有設備列印相比外發加工已有顯著時間優勢；其次耗材成本大幅降低，MJF平均列印每克零件的成本降低至0.8元左右，企業長期使用成本不再高昂；第三是MJF的應用面顯著擴大，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。最後，在列印件表面平滑度及細節上，MJF接近光固化但顯著好於FDM，這意味著企業使用MJF，不僅僅能夠列印外觀手板，也能夠列印功能手板甚至直接進行產品試產，因MJF的尼龍材料力學性能經驗證已符合終端使用要求，3D列印價值的顯著提升會促使用戶重新考慮對3D列印進行投資。

圖8：機器製造機器：惠普3D印表機50%的塑料零件由MJF列印

結語：

過去的一年3D列印行業異常精彩，惠普憑藉MJF技術強勢進入3D列印行業，在逐步搶佔原有3D列印手板原型、生產工具市場的同時，也集結了大批盟友(如材料領域的贏創、巴斯夫、漢高，諮詢領域的德勤等)，加速向終端製造領域滲透。吳曉波老師說：工業4.0的核心是實現高效率的訂製化，而3D列印正是實現高效率訂製化的重要一環。MJF的出現，必然加快傳統製造企業採用3D列印的進度。傳統製造業市場正如一塊12萬億美元的大蛋糕，當前的3D列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。(原創文章，轉載請註明出處)

作者簡介：張磊，國內3D列印銷售領域資深人士。2011開始從事進口工業級3D列印設備銷售，2015~2018年任某外資3D列印品牌大客戶經理，現任惠普3D列印首批合作夥伴億維晟三維公司銷售總監。長期在一線從事3D列印技術推廣，對客戶應用、技術發展、行業態勢有深入理解。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！