姜勝建 范理 徐飛兵 包海波 王鵬

專利競爭態(tài)勢

通過對3D打印技術(shù)全球?qū)＠膬?yōu)先權(quán)①申請人在《巴黎公約》一個締約國第一次提出申請后，可以在12個月或6個月的期限內(nèi)就同一主題向其他締約國申請保護，其在后申請在一定程度上被視為是在第一次申請的申請日時提出的。國家/區(qū)域進行分析（圖1），反映全球主要國家/地區(qū)3D打印技術(shù)的研發(fā)實力以及競爭態(tài)勢。

美國（占51.49%）憑借先發(fā)優(yōu)勢，在優(yōu)先權(quán)專利的數(shù)量和質(zhì)量兩方面均遠遠超過其他國家和地區(qū)，擁有數(shù)量最多的申請人，是多種3D打印技術(shù)專利的最早申請國；歐洲專利局（含德國，占15.58%）在3D打印的材料和設備兩大關(guān)鍵技術(shù)上擁有全球領先的優(yōu)先權(quán)專利部署；日本（占4.35%）利用傳統(tǒng)打印技術(shù)的優(yōu)勢，在打印機噴頭等方面具有一定技術(shù)優(yōu)勢，在設備零部件等外圍進行優(yōu)先權(quán)專利布局；中國（占9.36%）3D打印技術(shù)早期主要集中在大學，在工業(yè)模具、人體牙齒、骨骼等領域應用的優(yōu)先權(quán)專利較多。

中國3D打印技術(shù)專利申請自2003年起呈現(xiàn)快速增長趨勢，且國外優(yōu)先權(quán)進入中國申請專利的增長率快于國內(nèi)申請人的首次申請。三種專利申請中發(fā)明、實用新型、外觀設計分別占77%、21%、2%，專利授權(quán)中分別占61%、35%、4%，表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)合理、全面保護的態(tài)勢。這其中，國內(nèi)專利授權(quán)（502件）的57%為發(fā)明、39%為實用新型、4%為外觀設計；國外來華專利授權(quán)（83件）的88%為發(fā)明（另有實用新型8件、外觀設計2件），專利穩(wěn)定性及技術(shù)含量更高。

國內(nèi)3D打印專利申請人主要分布在北京、陜西、江蘇、廣東、湖北、上海、浙江、遼寧等省份，其中浙江專利申請量居全國第7位。

全球3D打印專利總體上呈現(xiàn)“美國主導、歐洲協(xié)同發(fā)展、日本追隨、中國后發(fā)”的基本格局，美、歐是全球3D打印主要研發(fā)力量，國外3D打印巨頭正加緊到中國布局專利。從整體上看，浙江具有一定專利實力，但專利質(zhì)量有差距，應當加強技術(shù)研發(fā)與專利布局，把握新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀態(tài)與定位

3D打印技術(shù)在上世紀90年代已開始在國外快速發(fā)展，早期LOM技術(shù)的專利申請占比較多，從2002年開始FDM、SLS、SLA技術(shù)的專利申請占比開始明顯增多，LOM技術(shù)專利申請占比迅速下降，表明LOM技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，而FDM、SLS、SLA三種技術(shù)成為新的研究熱點。中國申請中，SLA、LOM、SLS、FDM、3DP五種技術(shù)占所有3D打印技術(shù)專利申請量的70.38%。

考察浙江企業(yè)使用最為廣泛的SLA技術(shù)和FDM技術(shù)，從設備、工藝、零部件、材料、應用領域這條產(chǎn)業(yè)鏈進行標引，前者成型精度較高，適合制作較大尺寸工業(yè)級的復雜產(chǎn)品模型和精密零件，成型工藝專利相對較多；而后者適合制作成型精度低、成本也較低的小尺寸桌面級產(chǎn)品，零部件專利較多，說明SLA技術(shù)的成型工藝還有研發(fā)空間，屬于研究的熱點，而FDM技術(shù)的成型工藝已較為成熟，研究熱點在FDM成型設備的零部件，例如擠出噴頭、傳動機構(gòu)等的改進，以提高產(chǎn)品成型質(zhì)量。在成型材料方面，兩種技術(shù)的中國專利都很少，SLA采用的光敏樹脂技術(shù)掌握在國外大公司手中，我國主要依靠進口，而FDM主要采用ABS、尼龍絲等現(xiàn)有材料，國內(nèi)SLA、FDM領域的成型材料屬于技術(shù)空白點，是薄弱環(huán)節(jié)。應用領域?qū)＠暾堉?，SLA技術(shù)的工業(yè)應用專利最多、FDM技術(shù)的醫(yī)學和消費品應用專利最多。

圖1 全球3D打印技術(shù)專利最早優(yōu)先權(quán)國別分布

圖2 主要3D打印技術(shù)中國專利申請趨勢

浙江3D打印專利申請始于2003年，在SLA（36.5%）和FDM（15.4%）技術(shù)領域相對具有優(yōu)勢。排名靠前的申請人中寧波快科在SLA領域、六維齒科在SLS領域、杭電在LOM領域、浙大在FDM領域、浙工大在SLM領域具有一定技術(shù)優(yōu)勢。浙江高校中，浙江大學偏重于基礎研究，浙江工業(yè)大學在醫(yī)學應用領域的SLA、SLS技術(shù)較多并已產(chǎn)業(yè)化；浙江企業(yè)多偏重于開源技術(shù)的FDM原理桌面級打印機生產(chǎn)，以及購自國外的工業(yè)級打印機的代銷和三維掃描等打印服務，市場需求正逐步形成。

浙江企業(yè)產(chǎn)業(yè)化能力較為突出、市場占有率較高，在光固化成形（SLA）和熔融沉積成形（FDM）技術(shù)實力排名較為靠前。從產(chǎn)業(yè)鏈看，前者研究熱點在成形工藝、后者在零部件；成型材料是技術(shù)薄弱點。浙江應在這兩個技術(shù)領域和其他新興前沿技術(shù)領域加緊研究開發(fā)和專利布局，并在材料等領域與國內(nèi)外創(chuàng)新團隊展開合作。

若干政策建議

通過對3D打印產(chǎn)業(yè)的專利分析，可以為浙江制定產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖、研發(fā)核心技術(shù)、部署企業(yè)專利戰(zhàn)略，以及進一步規(guī)避專利侵權(quán)風險、尋找技術(shù)合作者、評估專利價值提供專業(yè)化方法與分析工具，充分發(fā)揮專利分析在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的定位指引功能。

加強專利布局，規(guī)避產(chǎn)業(yè)發(fā)展的知識產(chǎn)權(quán)風險。目前，浙江3D打印產(chǎn)業(yè)存在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展快、專利布局滯后的情況。通過專利競爭態(tài)勢可見國外公司來華專利布局還不多，浙江企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)風險可控，有時間和空間來布局占有優(yōu)勢技術(shù)領域的3D打印專利。浙江在3D打印的科技項目立項、中期評估、驗收、產(chǎn)業(yè)化等環(huán)節(jié)，應引導企業(yè)加強核心技術(shù)研發(fā)與專利布局，特別是要從政策、資金、服務上支持企業(yè)在國外目標市場布局專利。布局重點：一是在成型工藝、零部件方面；二是針對SLA、FDM等國外成熟的主流3D打印技術(shù)開展外圍專利布局；三是在設備、材料方面研究規(guī)避國外專利侵權(quán)風險的方法。

明確技術(shù)發(fā)展路徑，加快核心技術(shù)研發(fā)。根據(jù)技術(shù)發(fā)展路徑分析，在FDM技術(shù)領域，應加強打印材料、工藝與應用的后繼技術(shù)開發(fā)；SLA技術(shù)應是浙江重點攻關(guān)點，要加快對工藝、設備、材料的研究，比較急迫的是對材料的研究。對于這些重點技術(shù)領域，還要通過專利挖掘分析國外大公司壟斷的技術(shù)點。其次，除上述兩種技術(shù)以外，應加強跟蹤與研發(fā)，創(chuàng)造性地對新打印原理技術(shù)進行研究。國內(nèi)清華大學下屬的北京殷華激光快速成型與模具技術(shù)有限公司在業(yè)內(nèi)已自主研發(fā)出一些新技術(shù)分支，如無木模鑄造成型（PCM）技術(shù)。目前，浙江一些企業(yè)具備類似的想法和能力，應在科研經(jīng)費、產(chǎn)業(yè)基金等方面支持和鼓勵企業(yè)發(fā)展具有一定原創(chuàng)性的新技術(shù)、新工藝。

圖/新華社

建設產(chǎn)業(yè)合作創(chuàng)新網(wǎng)絡，著力突破關(guān)鍵技術(shù)。借助對專利布局中申請人、發(fā)明人的分析，可以較為準確地定位掌握重點領域關(guān)鍵技術(shù)的專利發(fā)明人及相關(guān)企業(yè)、機構(gòu)。一是研究被引用次數(shù)較多的專利，二是研究引發(fā)專利無效、專利訴訟等較多的專利。由此可以根據(jù)浙江產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢與發(fā)展需要，相應地加強與國內(nèi)外領先企業(yè)、研究機構(gòu)、主要發(fā)明人的合作，建立人才引進數(shù)據(jù)庫，有針對性地開展高水平技術(shù)合作。例如，根據(jù)國內(nèi)專利申請人分析，浙江在SLA領域應重點加強與西安交通大學、華中科技大學、南昌大學合作；在FDM領域應重點加強與清華大學、華中科技大學、華南理工大學合作。

開展產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略專利積累與評估，促進專利聯(lián)盟形成與高效運行。目前，浙江已經(jīng)成立3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，包括打印設備研發(fā)制造企業(yè)、打印材料研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)、提供打印服務的企業(yè)、主要科研院所等40家單位。應在3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟基礎上，鼓勵和引導3D打印產(chǎn)業(yè)“政、產(chǎn)、學、研、金、介、用”緊密協(xié)作的產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展模式，特別是支持產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟加強知識產(chǎn)權(quán)合作。一是研究現(xiàn)有專利、明晰企業(yè)市場定位；二是可建立有效的戰(zhàn)略專利收儲、組合和運用機制，為將來形成專利聯(lián)盟探索基礎；第三還可運用相關(guān)專利的相互技術(shù)關(guān)系分析及其價值評估，為專利聯(lián)盟的知識產(chǎn)權(quán)第三方評估提供依據(jù)，促進專利聯(lián)盟的有效運行。

建設3D打印服務平臺，帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群升級。針對我國3D打印技術(shù)還相對落后，產(chǎn)業(yè)層次較低的市場現(xiàn)狀，結(jié)合浙江各地傳統(tǒng)特色產(chǎn)業(yè)集群的不同需求，從現(xiàn)狀實際出發(fā)，應鼓勵建立3D打印服務平臺作為先導，來培育3D打印的市場需求，促進3D打印發(fā)展與傳統(tǒng)特色產(chǎn)業(yè)集群轉(zhuǎn)型升級的有機結(jié)合。如杭州先臨三維已在省內(nèi)溫州工業(yè)設計基地等地設立了3D打印公共服務平臺。