颠覆制造业未来的重要专利:3D打印机专利之源起与发展(上篇)

3D打印又称增材制造、其特点的运用是采用数字化手段快速制造具有复杂结构的单件或小批量制品,使制品的生产在人们的家中也可实现。3D打印被誉为引领制造业未来发展的新兴力量,甚称颠覆制造技术领域的一次重大突破。

商业3D打印技术最早始于1984年。美国3D Systems (3DS) 的创始人Chuck Hull最早将3D立体光刻(Stereolithography,简写SLA)技术用于打印机的技术。SLA技术用于3D打印界里可谓一个革命性技术。这个技术可让用户在简单低廉的设备上也能打印出专业级别的3D作品。

1984年Chuck Hull提交了世界上第一件光固化制造三维立体物体的专利申请,专利号为US4575330,随后成立3DS,正式推出了第一台商业化的3D打印机,正式宣告了3D打印时代的到来。

这项专利将立体光刻法定义为一种通过依次在彼此顶部上印刷紫外线可固化材料的薄层来制造固体物体的方法和设备。集中的紫外线光束聚焦到装满液体光敏聚合物站外链接的桶的表面上。光束在计算机控制下移动,将物体的每一层吸引到液体表上。在表面上,光敏聚合物聚合/交联并变成固体,先进的  CAD / CAM / CAE站外链接  软件数学上将物体的计算机模型切成大量的薄层,然后从该层开始逐层构建物底层,位于每层固化后略微降低的升降机上”

使用3D打印可在没有模具的情况下制作产品,这可以削减成本,缩短开发时间。前瞻产业研究院分析认为,这可以带来制造业的革命性变化,很多企业正在採用与普及化这一项技术。跟据Wohlers协会报告显示,全球3D打印市场规模从2009年的10.7亿美元增长至2019年的99.97亿美元,年增长率近26%,显示出了巨大的发展活力。

3DS也因为拥有3D打印這项重要专利树立了3D打印行业的龙头老大地位。3DS通过其3D打印专利垄断权,主攻生产3D打印机。该公司股票在2011年年中从纳斯达克转到纽约证券交易所,此后获得了丰厚的投资回报。在转板后,该公司股价上升了89.7%,涨幅超过软件应用行业平均水平的四倍。如今,3DS已成长致市值超过十亿美元跨国企业。

3DS 也善以利用专利所赋于的排他权,阻止競爭对手抄袭公司的核心技术,确保肥水不流他人田。在2012年10月,一家名为Formlabs的公司以一台桌面型3D打印机(称Form 1),成功地在众筹平台上筹得了290万美金的巨额资金。这一消息引起了3D打印行业的巨头之一3DS的注意。为了爭取市场佔有额,Formlabs也应用该SLA技术推出了一款小型低价的3D打印机Form 1并取得巨大成功。尔后,3DS 公司决定以专利侵权为由起诉Formlabs,寻求损害赔偿。

经过了两年多的多番交涉,最终双方决定庭外和解并撤销所有控诉。尽管如此,根据后来3DS向美国证券交易委员会提交的文件中显示,双方协议Formlabs将在专利有效期内向3DS支付其产品净销售额的8%作为专利许可使用费。这一起诉讼起到了对其他3D打印业者提醒和威慑的作用。对于想进入或刚进入3D打印行业的公司而言,他们必须清楚了解专利的重要性,及早为其研发申请专利,以免被他人抄袭而让所有努力付之东流,与此同时防止使用已获专利的技术以避免专利纠纷。 一项颠覆性的创新,加上专利的加持,造就了一个企业传奇。希望企业家们可以从3DS公司的成功得到啟于,在新的一年,用知识产权专利把企业推向另一个高峰。

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