近10年來，3D打印技術(shù)經(jīng)歷了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，一系列新工藝不斷涌現(xiàn)，不僅突破了對材料、速度和成本的限制，更實(shí)現(xiàn)著人們對這一技術(shù)的美好期待。FDM熔融沉積技術(shù)，這一市場占有量最大且發(fā)展最快的工藝更是分化出了多種門類，不僅可以打印普通塑料，更可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料甚至金屬材料成型。

3D打印技術(shù)參考發(fā)現(xiàn)，基于桌面FDM技術(shù)的工藝種類越來越細(xì)化，區(qū)分度也越來越大，并逐漸分化出了消費(fèi)級、專業(yè)級和工業(yè)級等三種類型。市場研究公司CONTEXT將價(jià)格低于0.25萬美元的3D打印機(jī)定義為消費(fèi)級（入門級）、0.25-2萬美元之間的為專業(yè)級，2-10萬美元之間為設(shè)計(jì)級別，10萬美元以上為工業(yè)級。

然而，這不只是價(jià)格的問題，就FDM類型的3D打印機(jī)來說，它們在打印尺寸、打印速率、打印質(zhì)量、打印精度、適用材料范圍，可靠性和易用性等方面都有很大差別。

消費(fèi)級、專業(yè)級、工業(yè)級3D打印機(jī)

消費(fèi)級FDM打印機(jī)

消費(fèi)級3D打印機(jī)因?yàn)橹圃斐杀竞涂蛻暨m用范圍的限制，多采用開源架構(gòu)，成型尺寸一般不會太大，多為200-300mm左右；打印速率適中，質(zhì)量也可以接受；在精度方面，有的品牌可以達(dá)到0.1mm；能夠成型的材料對外部環(huán)境多沒有特殊要求，主流的PLA、ABS、TPU都可以打印。

普通臺式3D打印機(jī)多用于家庭和教育領(lǐng)域

此類FDM打印機(jī)主要迎合初級和業(yè)余愛好者的需求，價(jià)格多為千余元，國內(nèi)外中小學(xué)3D打印教育所采用的機(jī)型就是這種類型。然而由于對課外實(shí)踐接受程度的差異，國內(nèi)消費(fèi)級3D打印機(jī)鮮有走入家庭的案例。

除了教育領(lǐng)域的應(yīng)用外，消費(fèi)級3D打印機(jī)還被醫(yī)療領(lǐng)域用來制造手術(shù)預(yù)演模型、導(dǎo)板，工業(yè)設(shè)計(jì)師可以進(jìn)行概念模型打印，在汽車領(lǐng)域也可用于制造定制工具等。除了主流常規(guī)的打印尺寸之外，目前也有一些較大尺寸的的此類型打印機(jī)可用于工業(yè)領(lǐng)域，如打印發(fā)光字、雕塑、模特道具等，價(jià)格在數(shù)萬元不等。

專業(yè)級FDM打印機(jī)

專業(yè)級FDM打印機(jī)主要定位于中小型企業(yè)和專業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。其具有消費(fèi)級設(shè)備的尺寸，但可打印PC、PA等工程塑料甚至纖維增強(qiáng)材料，適合制造具有高強(qiáng)度、耐用性和剛度的功能性原型以及最終用途零件。

中國代表廠商：上海復(fù)志（Raise3D），正在啟動上市的又一家3D打印企業(yè)。

由專業(yè)級FDM打印的碳纖維復(fù)合材料電動超級摩托車的整流罩

專業(yè)級設(shè)備比消費(fèi)級設(shè)備采用了更為精密的控制元件，從而使設(shè)備能夠打印更多材料，同時(shí)在打印精度、質(zhì)量方面提升了一個(gè)等級，并具有更高的穩(wěn)定性和可靠性；與工業(yè)級設(shè)備相比，它能夠讓用戶體驗(yàn)到高性能3D打印的優(yōu)勢，價(jià)格也基本在數(shù)萬元，能夠讓用戶負(fù)擔(dān)的起。

在行業(yè)應(yīng)用方面，專業(yè)級的FDM設(shè)備獲得了汽車、醫(yī)療以及研究機(jī)構(gòu)等行業(yè)的青睞。基于更高的材料性能，專業(yè)級FDM打印機(jī)可以制造零配件解決設(shè)備故障，并在一定程度上替代金屬零件；除了可以進(jìn)行快速原型制造之外，有企業(yè)還采用它進(jìn)行小批量零件生產(chǎn)，并用作最終零部件使用。

工業(yè)級FDM打印機(jī)

工業(yè)級別的FDM設(shè)備與消費(fèi)級和專業(yè)級相比增加了恒溫腔室和高溫噴頭，打印艙的溫度甚至可以達(dá)到300℃，專門用來打印PEEK、PEKK、ULTEM、PEI等高性能材料，并滿足應(yīng)用端對耐高溫、防腐蝕和抗高沖擊力材料以及對大尺寸和高效率等工業(yè)級別的需求。

中國代表企業(yè)：上海遠(yuǎn)鑄智能（INTAMSYS），備受國際頂級科研機(jī)構(gòu)青睞。

遠(yuǎn)鑄智能工業(yè)級高溫FDM設(shè)備打印的PEEK工裝夾具

遠(yuǎn)鑄智能工業(yè)級3D打印機(jī)

作為FDM技術(shù)類型的頂端工藝，工業(yè)級FDM在研發(fā)方面存在一定難度，其生產(chǎn)的零件具有最高的性能、精度和質(zhì)量，適用于航空、國防、研發(fā)和制造等需要使用特殊工程塑料的行業(yè)。

在汽車制造領(lǐng)域，此類設(shè)備能夠生產(chǎn)滿足機(jī)械性能的功能原型，并滿足小批量的生產(chǎn)需求；在醫(yī)療領(lǐng)域，通過其打印的PEEK可以植入人體；而在航空航天領(lǐng)域，由工業(yè)級FDM技術(shù)打印的ULTEM材料已經(jīng)獲得了航空認(rèn)證，并被允許用于制造飛機(jī)內(nèi)飾。

工藝創(chuàng)新——打印復(fù)合材料和金屬材料

雖然我們已經(jīng)知道采用FDM技術(shù)可以打印碳纖維以及玻璃纖維復(fù)合材料，甚至還可以打印金屬材料，但對于該技術(shù)本身而言，從誕生之初到今天，從未被開發(fā)出如此強(qiáng)大的功能并發(fā)掘出如此潛力。

基于FDM技術(shù)的連續(xù)纖維3D打印工藝，借助雙噴嘴將纖維填充進(jìn)熱塑性絲材，從而起到材料增強(qiáng)的效果。由此工藝打印的碳纖維增強(qiáng)PEEK、PA部件，甚至可用于航空航天、國防以及汽車領(lǐng)域，并能夠在一定程度上替代金屬部件。

Markforged推出的金屬和復(fù)合材料3D打印機(jī)

采用FDM技術(shù)來打印纖維復(fù)合材料的典型代表廠商是Markforged，同時(shí)該公司還開發(fā)出了基于FDM技術(shù)的金屬3D打印機(jī)，其材料形式與普通的PLA、PA一樣，均為細(xì)絲。該公司也基本可以認(rèn)定為第一家采用FDM來打印金屬的公司，目前可成型材料涉及不銹鋼、高溫合金、銅等多種類型。這兩種類型的3D打印機(jī)應(yīng)當(dāng)歸類于專業(yè)級FDM，Markforged在該領(lǐng)域取得了巨大成功，目前已經(jīng)宣布上市。

市場分析

隨著前些年3D打印炒作而涌入的很多公司最終不得不面對倒閉的結(jié)局，而最終沉淀下來的企業(yè)逐漸具備了一定規(guī)模，Ultimaker、MakerBot、創(chuàng)想三維等企業(yè)得以發(fā)展壯大，而只有少數(shù)企業(yè)通過從消費(fèi)市場過渡到專業(yè)和工業(yè)級市場而幸存下來。

這種轉(zhuǎn)變還表明，用戶對小型工業(yè)系統(tǒng)的需求日益增長。將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到專業(yè)和工業(yè)用戶上，就要求供應(yīng)商改進(jìn)其解決方案。這導(dǎo)致了需要在傳統(tǒng)桌面機(jī)的設(shè)計(jì)中引入僅在大型高端3D打印機(jī)中才具備的工業(yè)功能，例如針對高端需求必備的高溫加熱床、保溫裝置和雙擠出噴嘴等已成為專業(yè)和工業(yè)級別臺式3D打印機(jī)的必要配置。制造商則需要在保持緊湊設(shè)計(jì)的同時(shí)提高生產(chǎn)率和可靠性。

在今年2月底，Stratasys工業(yè)級FDM 3D打印機(jī)的高溫腔室設(shè)計(jì)專利已全部到期。包括INTAMSYS創(chuàng)始人在內(nèi)的諸多專業(yè)人士普遍認(rèn)為，未來會有更多廠商參與進(jìn)來并推出更好的解決方案，這將為客戶帶來更多的創(chuàng)新、更低的成本、更多的應(yīng)用以及更好的投資回報(bào)率。工業(yè)級FDM打印機(jī)將會越來越普及、更具競爭力，且將取代更多的傳統(tǒng)制造方法。

當(dāng)前，無論是消費(fèi)級、專業(yè)級還是工業(yè)級，對于國內(nèi)的設(shè)備商來說，其營收仍舊主要來自于海外，外媒甚至稱主要的消費(fèi)級打印機(jī)是由中國制造的；而對于一些高端應(yīng)用案例，也多來自于國外用戶。這也意味著，國內(nèi)制造商的技術(shù)實(shí)力已經(jīng)足以與國外品牌競爭，并占據(jù)了不錯的市場地位；而對于國內(nèi)市場，隨著各行業(yè)對3D打印技術(shù)認(rèn)知水平的提高，其增長空間巨大，這也是設(shè)備商們正在加大國內(nèi)市場投資的原因。