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口腔医疗市场规模赏析八篇

发布时间:2023-08-27 15:04:07

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的口腔医疗市场规模样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

口腔医疗市场规模

第1篇

据TI介绍,今年1月的CES,TIDIP展区展出了三四十款成品,有些已经在市场上,有些陆续将要进入市场,流明度以往可能是几十流明,到现在是三五百,尺寸也越来越小。例如向iPhone4S一插的产品,图像就直接投出来。投影机市场研究机构PMA的总裁william Coggsh删尊士称:“2012年新一影枧(接近500流明)的全球市场规模将比2011年翻一番。”

在微型投影市场,主要有两大技术:TI专利的DLP(数字光学处理技术)和LCoS。今天,TI又开拓了DLP的微型投影技术领域,进入到嵌入式应用领域。据TI介绍,DLP投影可以非常轻松地实现3D技术,以及多点触摸,甚至是手掌识别技术、手势判断等技术,可以应用于医疗、工业、汽车、安全等领域,无论通过嵌入式解决方案平台一LightCrafter或DLP的光源去控制,可以实现很多嵌入式的创意应用。

创应用意

工业上,DLP可以应用于3D扫描,或者PCB(印制电路板)制版。方法是无需传统曝光的步骤,直接利用DLP芯片,把激光束引到主板上去做一些扫描,而不再需要掩膜等步骤。据悉,这方面已经有很多客户和TI在开发合作。

医疗方面,可用于帮助医生、护士寻找血管的医疗设备等。例如北美有一些医院,已经引入了一种叫veinview的设备,可以照到患者手上,用红外技术捕捉到血管的位置,然后再利用DLP把这个图像直接投影到病患手臂上,这样可把血管位置清晰地显示出来,方便护士抽血。

另一个医学应用是牙科的3D测量。很多小孩要戴牙套,传统的做法是打一个石膏,放到嘴里,再把3D模型做出来,然后据此去做牙套。现在只要利用DLP的J3D测量技术,招笔式装置放到口腔里面转动一下,就扫描了口腔,测量出一个3D结构。根据这个3D结构,在电脑里就可以形成牙套的形状,而省掉石膏建模的过程。

安全与监控方面,传统的指纹识别是接触式的,需要压到玻璃上做扫描。利用DLP的3D扫描技术,就能宴现无接触型的指纹识别和扫描工作。

汽车业是TI看好的领域之一。最近一年的重要车展上,奥迪等国内外车厂推出了下一代的概念车型。有新的DLP显示概念,例如可以通过DLP把画面直接显示在挡风玻璃上,这样将道路上看到的信息和投影出来的导航信息等融合到一起。此外,可在驾驶室边的内饰上做一些互动投影、互动显示;显示面可以是曲面的:当你不想用的时候,它可关闭,和车内饰融为一体,甚至你都感觉不到存在这个显示设备。

TI小巧的DLP LjghtCrafter模块

为了配合广泛的嵌入式应用、2月7目,TI DLP产品事业部宣布推出使他们无需再从最开始DLP的基本原理去了解。在这个平台上,他们可以直接去实现算法或概念。因此,可通过DLP LightCrafter的基于USB的API和易用的图形用户界面、轻而易举地创建、存储和显示高速图形。

第2篇

目前的趋势表明,制药企业正在物色数目更少、但规模更大、更加全球化的咨询公司进行临床前期工作。他还宣称,与客户进行内部研发相比,查尔斯•里弗可将药物开发时间缩短3至6个月,实现20%至30%的成本节省。

业界认为,国际药物开发已进入新时期。尽管全球药物市场仍然在金融风暴的阴影笼罩之下,但随着新技术的广泛应用,药物化学研究不断取得进展,以及人类基因组密码破译等因素的影响,世界各国药物开发仍异常活跃,企业新品陆续上市,商家竞争不断加剧。

美国佛罗斯特-沙利文市场咨询公司最近的调查报告说,近10年来制药业在全球获得空前发展,2009年全世界制药业的市场规模约达9500亿美元,比2004年增长50%,其中新兴国家市场的贡献占70%以上。

药物开发外包发展迅速

高科技的日新月异,经济全球化向纵深发展,使制药业难以应付市场需求的千变万化,即使实力雄厚的企业也不例外。为此,早在20世纪80年代初,工业化国家就出现了药物研制开发承包企业。1990年后,药物开发承包快速发展,90年代中期进入。1999-2009年,全世界药品开发承包按药物市场规模累计1500亿美元。尤其是在目前经济危机时期,导致成本压力加剧促使药物研发外包升温。

目前,全世界至少有1600个药物开发承包机构,每家机构的营业额估计达5000万美元。据调查,开发承包贯穿了药物研究与开发的整个领域,这些机构拥有分工细致的专业人才,一般均拥有多项专利,一些较大的承包研究组织往往是跨国机构,甚至还建立了自己的临床部门。

新兴市场国不仅拥有广阔的药物市场,有丰富的药物原料资源,而且拥有数量众多的可供临床药物试验的对象,这些优势吸引越来越多的国外药业巨头将研发活动转移到这些国家。据对美国的调查,美国制药公司平均每个新药的研发成本从1987年的2.31亿美元增长到到2008年的19亿美元。为了降低成本,企业采取的最直接也是最有效的办法就是把部分研发项目转移到中国、印度、俄罗斯等低成本国家,通过研发外包维持企业的竞争力。通常,接受外包的国家其研发成本仅及美国的1/5到1/10,而且科技人才充足。过去10年,美国制药公司的研发经费以每年9.6%的速度增长,2009年超过1100亿美元,而外包出的研发经费以每年17.3%的速度增长,2009年达到250亿美元。

由于研制速度快,成本低,近年来尤其受到大财团的青睐。随着基因技术等高科技手段的普及,以及药品的个性化市场要求,药物开发外包将成为药商开拓市场的难以取代的途径。事实上,即使在充满了市场风险的金融危机期间,许多拥有特长的企业正在积极寻找下一步的投资目标,这种趋势无疑给国内外包研发企业带来了机遇。

事实上,国际医药业外包研究机构已经追随大型制药企业进入了拥有科研专长的低成本地区,例如中国和印度。国际制药业的经验之谈是:从“分子到市场”要花费10年的时间。事实上,这段过程往往要花费16年,而且其间要投入大量金钱,包括在每种药物获得成功之前失败的那1万多种化合物上的投入。显然,查尔斯・里弗收购无锡药明康德无疑是明智之举,不仅节省下一大笔科研开发支出,更重要的是大大提前了新药进入市场的时间。业界认为,此次收购从一个侧面显示了中国的竞争优势,这种优势不仅体现在医药行业的那些脏活累活中,在许多附加值更高的领域也日益明显。吸引查尔斯・里弗的,是中国为数众多的患者群体资源和杰出的科学家。

生物制药迅速崛起

金融风暴冲击了许多传统产业,但生物制药产业以其独特的产业结构优势仍然是当前全球的投资热点。生物药物是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果,从生物体、生物组织、细胞、体液等,综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。

生物制药行业的特征是高技术、高投入、高风险、高收益和长周期。一个生物药品开发成功的概率只有5%~10%,投入一般需要1亿~3亿美元,开发周期需要8~10年,回报率通常在10倍以上,有的高达20~30倍。

目前全世界的医药品已有一半是生物合成的,特别是合成分子结构复杂的药物时,它不仅比化学合成法简便,而且有更高的经济效益。在生物制药发展最快的美国,目前已上市的有新型生物药物已近300种。其中包括治疗失眠、多种硬化症、剧痛、慢性肾病、失禁、口腔疼痛和治癌等药物。

开发生物药物的一个优势是原料来源丰富,以天然的生物材料为主,包括微生物、人体、动物、植物、海洋生物等。随着生物技术的发展,有目的人工制得的生物原料成为当前生物制药原料的主要来源。生物药物的特点是药理活性高、毒副作用小,营养价值高。生物药物主要成分有蛋白质、核酸、糖类、脂类等。这些物质的组成单元为氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等,对人体不仅无害而且还是重要的营养物质。

近年来国际生物制药业界市场争夺不断升级,其中一个重要特点是战略联盟日趋频繁,主要是指中小型生物技术公司在开发出新产品后,与资金、技术、生产设备和销售能力强大的大公司间以联盟的形式进行合作,以达到大规模生产并成功销售的目的。

美国是世界上使用生物药品最多的国家。目前美国市场上销售的1万多种药品中,生物制药产品虽然只占约250种,但是在美国的医疗保健开支中,生物制药产品却占据了比例不相称的份额。2008年,美国联邦医疗保险为生物药品支出了150多亿美元的费用,几乎占同年生物药品同类支出的七分之一。

高度关注再生药物

国际制药业巨头辉瑞公司去年11月声称,将会在未来三至五年的时间内投入1亿美元用于再生医学研究,其中尤其重视对包括成体和胚胎干细胞的研究。其实不仅辉瑞,世界上许多国家也对再生药物表现出高度重视,在该领域的投资不断增长。

谈及干细胞,无论公众还是媒体必然都会关注到胚胎干细胞上去,但业界认为,商家感兴趣的是利用干细胞研究成果开发本世纪最有价值的药物。

越来越多的研究人员认为胚胎干细胞用途广泛,而且在疾病的治疗方面将来很有可能比成体干细胞更有作用,但同时他们也相信成体干细胞能够帮助治愈一些疾病,如糖尿病、心脏病等等。研究证实,成体干细胞是目前唯一用于移植手术中的干细胞,用于治疗如白血病这样的癌症。

成体干细胞占干细胞的比重最大,主要是因为其比胚胎干细胞更容易获得,并且用于临床试验的成本更低。另外成体干细胞主要来自于成熟组织,如骨髓和脐带血,因此也避免了类似于胚胎干细胞的伦理争论。除此之外,研究人员将通过商业渠道进一步大力推广成体干细胞研制出的药物,推广力度将超越基于胚胎干细胞而研制出的药物。业界分析认为,国际上许多著名的制药公司正在密切关注成体细胞研究的发展动态和其研制成果进入市场的时间,这本身很能说明问题。

美国在发展再生药物领域走在世界前沿。美国商业部预计,今年美国成体细胞疗法的销售总额将会超过1亿美元;到2018年,整个干细胞疗法带来的总收入将会增至100亿美元。尽管成体干细胞和胚胎干细胞有所不同,但是经营干细胞的公司的股价却同涨同落。显然,这就是为什么奥巴马政府在解除联邦经费禁用于胚胎干细胞研究的禁令后,成体干细胞公司的股价陡然上涨的原因。

如今,美国、欧洲和日本的大型的制药公司都在努力进入成体干细胞制药领域,这些制药公司都愿意在这方面投资,他们认为进入该领域足够安全而且能带来满意的收益。再生药物研究领域资深专家、美国凯斯西储大学干细胞及再生医学研究中心执行主任黛布拉・格莱格教授指出:“成体干细胞的研究已经有10到15年的历史,科技成果正在源源不断从实验室进入工厂,现在应该是发展的黄金时期。”

计算机辅助设计为药物开发插上翅膀

在现代信息技术的推动下,利用计算机辅助药物设计日益为企业所青睐。业界分析,无需很久,包括癌症、关节炎、艾滋病在内的众多疾病相关药物成果将完全产生于计算机,而以往所依靠的经验式重复筛选法将被抛弃。另一方面,尽管筛选并不是新药开发的唯一途径,但却是必不可少的手段,如何进行低耗而高效的筛选、缩短药物产生的时间,一直是制药界不断追求的目标。

药物设计是多种科学交叉综合的产物,人类基因研究和蛋白组学的日新月异,已给药物呈现了新的作用靶点和作用机制。现有的计算机资源也有足够能力开展药物设计,分析潜力药物的化学结构并给出最佳候选药品。

迄今,许多大型制药企业已建立一个既能体现渐进性又能体现高效率的程序系统,可在初步筛选出药物化学特征后立即给出细节。实验证明,新方法可以在5000个分子中整理出92%的以往漏失的非药物材料,在提高处理速度的同时也避免了有潜力化合物的遗漏。

业内专家指出,可以预期,将设计工具和设计方法进行集成是提高效率最有效途径,尤其表现在药物研发领域,即创意理论与计算机辅助药物设计之间的结合。专家称这使新药开发全速奔向一个新时代,而这一时代正是科学界期待已久的。

各国朝野积极推动新药进入市场

据美国克里夫兰市场咨询公司的调查,全球制药企业近十年来研发开支持续上升,即使在金融风暴期间也无放慢迹象,表明了对推动新药进入市场充满了信心。仅2009年,全球制药业仅在研究和开发方面的开支就达到720亿美元,创历史最高纪录。由于各大制药商制定了每年推出3至5种新药的目标,它们将在先进设备或更高效生产方案上投入更多的资金。预计,2010年前世界前50家医药公司研发中的新药将超过1500个。

随着经济全球化的深入,无论是发达国家还是和发展中国家,新药市场均呈快速发展态势。据美国商务部预计,2015年以前,美国处方药消费的年均增长率将达到13.5%。事实上,一些市场因素对于处方药消费的增长具有重要影响,这包括人口老龄化、越来越多的病人倾向用药物疗法来替代手术治疗。

在资本市场已经成熟的美国,投资人对风险的承受力较强。早在30年前,生物技术领域,美国的民间和工业界投资就远远超过政府投资,由市场和产业资本为主导进行的生物技术产业投资和商业化运营,在美国极为成熟和有序。

第3篇

早于新品会之前,家化公布了半年报。在行业业绩普遍下滑,就连行业第一的宝洁业绩也是大幅萎缩的情况下,此时家化14.03%的营收增长和11.73%的净利润增长显得颇为亮眼。在成绩背后,上海家化的品牌在减少,品类在增多。 品牌收缩

家化首先调整了自己的品牌矩阵。

2013年,家化提出以“佰草集、六神和美加净三大超级品牌+双妹、高夫、玉泽、启初、恒妍、茶颜、家安等细分品牌”为主的布局。时任家化董事长的葛文耀希望在日化业务之外,继续向民族时尚产业延伸,逐步涉足手表、酒店等行业,为家化打造出“日化+时尚”的双机翼。

抛开无疾而终的“时尚梦”不说,家化之前的品牌阵营发展本身也并不顺利。首先是定位高端、以上海文化为卖点的双妹连年亏损。1918年诞生的双妹曾是上海家喻户晓的高端品牌,可惜情怀从来不是高端护肤品的卖点,“最精致的呵护”才是让女性冲动的魔鬼。中国护肤品牌向来难以立足高端市场,消费者根深蒂固的品牌偏见是天然的瓶颈。种种错位,让双妹曲高和寡。

而走专营店渠道的恒妍,也没有达到家化预期的效果。主要面对三四线城市的专营店渠道,在产品包装上需要走“土豪”风格,“量足而且颜色鲜艳”。谢文坚后来曾经表示,恒妍秀气的风格确与渠道需要有出入。遇到相同问题的,还有药妆渠道的玉泽。

在今年上半年的春秋新品会上,家化对品牌进行了收缩,暂停了双妹、恒妍和玉泽等品牌,调整为“五大品牌”战略:超级品牌六神和佰草集,主力品牌高夫和美加净,新兴品牌启初。到秋季会上,家化尝试性地将品牌调整为“5+1”,即个人护理阵营的佰草集、美加净、六神、高夫和启初,加上家居清洁品牌家安。

同时,家化复活了去年叫停的茶颜和玉泽,以两个新品牌开拓新的市场和渠道,以寻求更多增量。家化企业本身的调整,让品牌也经历了一个“放――收――调整释放”的整理过程。 新品深入细分

完成品牌调整之后,家化仍然需要寻找更多增长的动力,才能应对增长放缓的行业大趋势。宝洁已经因为连续六个季度业绩下滑,卖掉包括沙宣、蜜丝佛陀在内的40多个品牌,并且还会继续卖掉60多个其他品牌,以获得更多流动资金。而国内另一个上市日化企业索芙特,则宣布退出日化行业,转而投身智慧城市。

谢文坚则将希望放在了家化的新品上,纵向进入到彩妆、口腔护理的细分领域,横向挖掘年轻人市场。

8月的产品会上,家化重启了电商渠道品牌――茶颜。这个专门为电商渠道打造的品牌,也是家化年轻化的一次尝试。茶颜的目标受众是“泛90后”人群,为此提出了 “一茶一面膜”的概念,即“口服茶包+外敷面膜”。从三角包装到使用体验,再到全电商渠道,茶颜都带着浓浓的互联网味道。主打中高端护肤的佰草集,则将部分拳头产品进行了升级,推出“25+”和“30+”两类细分产品,以此贴近年轻受众,挖掘青年市场。

家化正在寻求突破的另外两个市场是彩妆和口腔护理。一直主打草本护肤的佰草集将会涉足彩妆领域。通过与漳州片仔癀合作,成立合资公司,佰草集拟进入口腔护理领域。

但无论是佰草集彩妆,还是与片仔癀的携手,都很难一帆风顺。

中国彩妆市场规模高达3000亿元,但这里同时也早已劲敌林立。一水儿的外资品牌占据了绝大部分市场份额,也占领了百货公司和商超两个渠道。尤其这两年,随着一二线城市逐渐饱和,外资品牌也开始放下身段,渠道下沉,以寻求增量。

佰草集尽管一直主打中高端草本护肤,但是要进入彩妆市场,未必就能水到渠成。欧美品牌霸占高中端,日韩品牌盘踞中端,尽管有卡姿兰这样的国产品牌在中低端市场,将一款CC霜卖出2亿元的成绩,但显然佰草集并不会愿意去中低端市场争食。那么在中高端市场,佰草集要面对的就是一场恶仗。加上随着6月开始的进口关税调整,以及“全球购”倒逼的全球市场调价,欧莱雅、雅诗兰黛、资生堂、爱茉莉太平洋、倩碧等品牌都下调了中国市场的价格。过去,国内品牌仰仗的低价优势空间也在收缩。

在口腔护理市场,家化也会面临同样的难题。这是一个仅次于护肤、洗发的第三大个人护理市场,但也依然是一个外资品牌占据主导的市场。以高露洁、佳洁士为主导的国外品牌,占有约2/3的市场份额。家化要如何携片仔癀站稳脚跟,需要认真想想。 加码电商渠道

除了在新品上寻求增量空间,家化还把电商渠道提到了一个新的重要位置上。

同样是在8月的会上,家化同时启动了全品牌天猫旗舰店。家化的目标是在2018年,让电商销售占比从过去翻番。

家化在传统渠道掌握有相当的话语权,旗下的六神在全国有约360万个渠道端,几乎成为大大小小商超杂货铺的硬通货。日本花王进入中国市场,也要借助家化的渠道优势。即便如此,家化依然感受到来自电商的压力。过去几年,一方面是传统渠道萎缩,一方面是外资品牌渠道不断下沉,曾经凭借渠道红利迎战国际品牌的国内日化企业,正在逐渐失去天然屏障。反倒是韩束、韩后等品牌,选择通过微商渠道和网络营销快速兴起。

尽管电商渠道对上海家化的重要性显而易见,但在品牌云集的天猫上,这里的江湖排名和行业地位显然并不成正比关系。在电商渠道有强大优势的国产面膜品牌御泥坊,一度传出要被宝洁收购,足见各大企业对电商渠道的渴求。同时电商不同于传统渠道的逻辑,也给各家企业提出难题。

家化上线全品牌旗舰店,恐怕品牌意义大过销售意义。淘宝、天猫一直是中小企业的狂欢,是新兴品牌崛起的舞台,但对于诸如宝洁、联合利华、上海家化在内的传统大牌企业来说,反而有点疲于应付。电商已经进入流量时代,家化要想拿下这个渠道,除了开旗舰店,恐怕还要学很多。 理智与情感

在家化稳健增长的背后,仍然有一丝不和谐的阴影,那就是关于资本方平安的各种猜测。就在2011年平安入主家化时,曾经承诺五年内不会转让股权。眼看这个承诺将在明年到期,这让外界对家化的关注点,始终是资本大过产业。9月23日,家化停牌公告,宣布大股东拟增持股份。尽管截止发稿前,具体增持股份并没有公布,但这则公告一定程度上了坐实了平安将长期持股的猜测。另一方,上海家化作为国企改革的典型案例,也为国企改革的未来提供了更多想象的空间。

尽管家化正在走出阴影,但次生影响完全消弭仍需时间。要让外界看到家化的破茧新生,它必须更努力。

2013年11月,谢文坚奔赴上海家化履新,正是家化内部变动最大之时。在后来的采访中,谢文坚曾坦露过当时的压力。这位美籍职业经理人,此前担任强生医疗大中华区总裁。日化行业和国企环境,对谢文坚来说都是初来乍到头一遭。

谢文坚来到家化的第二个星期,组织了一次与50位总监级高管的沟通会。人事部按照过去的习惯,将谢文坚的位子单独安排在主席台上,50位高管整整齐齐坐在台下。那一次,谢文坚没有走上主席台,而是走到第一排,站着讲了1个小时,介绍自己的经历和理念。

上任后的谢文坚在公众面前十分低调,第一次正式露脸还是在今年上半年,此时距离他来到家化已经过去一年多。

今年7月,平安内部进行了一次家化股权变更,将家化的股权从平安信托转移到平安人寿。更为可信的一种观点是,相比看重短期收益的信托,人寿保险对长期投资的需求更加明显,股权变更恰恰是平安在做长期持有准备。9月23日,家化停牌公告,宣布大股东拟增持股份。尽管截止发稿前,具体增持股份并没有公布,但这则公告一定程度上了坐实了平安将长期持股的猜测。另一方,上海家化作为国企改革的典型案例,也为国企改革的未来提供了更多想象的空间。

第4篇

[关键词]3D打印,航空航天,生物医药,建筑

中图分类号:F204 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0271-01

0引言

3D打印技术又称增材制造技术(Additive Manufacturing,AM),是指依据计算机三维模型数据,采用与减式制造技术相反的逐层叠加方式,利用金属、塑料或其它材料逐层打印来制作物体的过程,也被称作叠加成型技术或快速原型技术。3D打印技术自1984年问世以来便广受关注,经过30多年的发展,如今已成为推动世界先进制造业发展的源动力之一,被誉为“第三次工业革命”的核心技术。掌握和应用最新最前沿的科学技术,推动生产力的发展,将是未来国家间竞争的重要体现和地位分水岭。目前,发达国家正在飞速发展3D打印技术,美国、日本和德国占据了3D打印市场的主导,尤其是美国占据了全球近40%的比重。我国的3D打印技术起步较晚,然而,近年来其在国内的应用市场日趋升温,据前瞻产业研究院统计,2012年中国3D打印市场规模约为10亿元人民币,到2013年达到了20亿,预计到2016年将达到100亿,从而超越美国成为全球最大的3D打印市场。

3D打印技术引发了制造业新一轮的技术变革,已在航空航天、医疗、建筑等等多个领域取得了迅猛的发展,为尖端技术研究提供了关键的技术支撑。

1 航空航天领域

航空航天尖端领域是3D打印技术的重要应用领域之一。美国麻省理工Technology Review中指出,高性能金属材料3D打印技术的突破是3D打印领域的重要里程碑,它将成为航空结构轻量化、高效低成本化的革命性途径。美国增材制造路线图将航空航天列为推动3D打印发展的第一工业目标行业,美国国家增材制造创新联盟2014年资助的15个项目中60%与航空航天直接相关;欧盟Horizon 2020 计划给增材制造带来发展新机遇;英国政府2014年资助考文垂大学6000万英镑,建设开发航空部件的国家增材制造中心;德国建立了直接制造研究中心,主要研究和推动增材制造技术在航空航天领域中结构轻量化方面的应用;法国增材制造协会致力于增材制造技术标准的研究;瑞士的洛桑理工学院以及加拿大国家研究委员会均成立了增材制造研究中心;西班牙也启动了一项发展增材制造的专项,研究内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等四方面内容;我国在《国家增材制造发展推进计划》(2015~2016 年)中提出到2016 年在航空航天等直接制造领域达到国际先进水平的发展目标。

在众多研究计划支持下,航空航天用3D打印金属构件取得了重要进展。美国AeroMet公司于2000年9 月完成了激光快速成形钛合金机翼结构件,并于2001年为波音公司制造了次承力钛合金结构件;2013年,美国普惠-洛克达因公司采用SLM技术制造了J-2X火箭发动机的排气孔盖,另外,美国军方已经利用3D 技术成功试制出导弹弹出式点火器模型,并取得良好效果。我国从2000 年开始钛合金等高性能大型关键金属构件激光增材制造技术研究,一直受到政府主要科技管理部门的高度重视,北京航空航天大学王华明教授团队的研究结果表明,激光打印的钛合金零件的抗疲劳性能比锻件高32%~53%,疲劳裂纹扩展速率降低一个数量级,该团队制造的某战机钛合金主承力构件加强框投影面积达5.02m2,通过了装机评审,使我国成为目前世界上唯一掌握飞机钛合金大型主承力结构件激光快速成形技术并实现装机应用的国家,该成果获得了2012年度“国家技术发明奖一等奖”。

2 生物医学领域

随着生物制造概念的提出和发展,3D打印技术在医学领域的应用也越来越广泛,主要涉及以下五个方面。

第一个应用方面是快速构建医学模型以利于术前模拟,提高手术成功率,美国儿童医院曾利用3D打印技术打印出了患者的心脏模型。

第二个应用方面是利用3D打印的优势来调节材料的密度,通过改变孔隙率和微孔大小,制造适应细胞生长的活性骨骼。Jiankang等人利用3D打印技术,制造出了钛合金半膝关节和多孔生物陶瓷人工骨骼,组装后得到了临床表现良好的复合半膝关节假体;国内的清华大学、西安交大和上海交通大学的研究团队在这方面取得了最具代表性的成果,成果制造出了具有生物活性的人工骨骼。

第三个应用方面是制造生物器官。美国南卡罗来纳医药大学采用3D打印技术成功打印出了三维肾脏血管;Mannoor等人[13]打印出的仿生耳能实现听觉;清华大学成功制造出了具有自然特性和生物活性的组织器官;西安交通大学采用天然基质生物材料成功研发了打印立体肝组织的仿生设计和制造技术。

第四个应用方面是个性化控制细胞分布,精确打印牙齿生物支架。美国Stratasys公司和德国Envisiontec公司的都生产出了专门用于牙科应用的3D 打印机;华中科技大学自主研发、制造出了可摘除的钛合金义齿支架;北京大学口腔医学院成功研制出了人牙髓细胞共混物,并成功进行了打印实验。

第五个方面是3D精准扫描建立3D数据模型实现整形美容。美国康奈尔大学的研究人员利用牛耳细胞在3D打印机中打印出人造耳朵,可以用于先天畸形儿童的器官移植;美国北卡罗来纳州维克森林大学再生医学研究所成功研发出能打印出皮肤的系统,并进行了实验验证;英国口腔外科医生Andrew Dawood利用3D打印技术成功恢复了肿瘤患者的说话和吞咽能力以及面部特征;我国上海大学附属人民医院利用 3DP工艺,打印头颅三维模型及缺损的下颌骨模型,成功为23位患者进行了修复下颌角截骨整形术。

3 建筑领域

3D打印技术在建筑领域的应用目前主要包括两方面:一是在建筑设计阶段制作建筑模型;二是在工程施工阶段利用3D打印技术建造实际建筑结构。

在建筑设计阶段,设计师可以使用3D打印机将计算机中的设计三维模型直接打印为建筑模型,这种方法具有快速、环保、低成本等优点,可以用于制作精美的建筑模型。目前3D SYSTEM公司能以石膏粉为原料打印彩色建筑模型。

在工程施工阶段,3D打印技术用于快速打印建筑结构目前正处于研发阶段,取得了一定的研究成果。当前应用的3D打印技术主要有D型工艺(D-Shape)、轮廓工艺(Contour Crafting)和混凝土打印(Concrete Printing)。D型工艺由意大利发明家恩里克・迪尼发明,通过打印机底部的喷嘴,喷射出镁质黏合物,在黏合物上喷撒砂子可逐渐铸成石质固体,通过一层层黏合物和砂子的结合,最终形成石质建筑物;建造完毕后建筑体的质地类似于大理石,比混凝土的强度更高,并且不需要内置铁管进行加固。“轮廓工艺”是由美国南加州大学工业与系统工程教授比洛克・霍什内维斯提出的,轮廓工艺的材料(混凝土)由喷嘴根据设计图在指定地点中挤出后,由喷嘴两侧的刮刀进行外型修整,凝固后可形成建筑结构外墙。混凝土打印由英国拉夫堡大学建筑工程学院提出,使用喷嘴挤压出混凝土通过层叠法建造构件。

4 结论

许多高尖精技术领域的需求推动了3D打印技术的研发和应用,3D打印技术的进一步发展也促进了这些领域里先进制造业的发展。进一步发展3D打印技术,解决现存的技术难题,实现打印产品规模化生产是3D打印技术推动先进制造技术发展的根本所在。

参考文献

[1] F2792-12a. Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies[S]. ASTM ,

2012.