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华进知识产权

2016-06-22

导读：美国在3D打印技术专利上具有绝对优势。在美国申请人中，又以Stratasys公司和3D Systems两家上

美国在3D打印技术专利上具有绝对优势。在美国申请人中，又以Stratasys公司和3D Systems两家上市公司为主要的技术创新引领者。本文将调研Stratasys公司相关专利情况。

一、Stratasys公司背景

Stratasys公司是美国最大的3D打印机生产企业之一，2011年拥有41.5%的市场份额，2012年上半年发货量达1598台，总收入9440万美元。2012年12月，Stratasys公司与3D打印市场的另一个领导者——以色列Objet公司完成合并，合并后的公司以Stratasys命名。2013和2014年，工业级3D打印机市场的炒作热度渐渐退去，2015年下半年市场出现了大幅下滑， Stratasys公司在2015年4季度仍然维持着高达48%的市场份额，但是与上年同期相比，其销量仍然减少了29%。Stratasys公司2016年第一季度企业总销售收入1亿6790万美元，截至2016年6月14日收盘Stratasys的市值达11.13亿美元（纳斯达克代码：SSYS）。

Stratasys公司生产的产品主要应用于航空航天、国防、汽车、医疗、商业和工业设备、教育、建筑以及消费产品市场。

二、专利申请分布

为了研究Stratasys公司专利申请的发展状况，本章对其全球专利申请数据按时间序列进行了统计分析。本文以“stratasys”为申请（专利权人）进行检索，共检索到全球专利943项，均为3D打印相关技术方案。图1揭示的是Stratasys公司3D打印基本专利申请量的年度分布情况，该曲线再现了Stratasys公司3D打印技术的总体发展历程。

图1 Stratasys公司的专利年度分布图

1989年，Stratasys公司成立，其创始人Scott Crump发明了熔融沉积型（FDM）技术并申请了专利，名称为“Apparatus and method for creating three-dimensional objects”，专利号：US5121329A。与立体平板印刷使用的光固化材料不同，Scott Crump的方案采用的材料是热塑性塑料。高温熔化后的液态塑料被放在容器中，并由一个或多个喷头根据CAD模型的数据喷射到承载物体桌面上的指定位置，材料在喷出后迅速固化；喷头或桌面在电脑的操控下水平移动完成一层物体的打印，反复这一过程可堆积成完整的物品，冷却定型后物品便可投入使用。

1993年，Stratasys公司开发出了第一台熔融沉积成型技术的设备，1994年，Stratasys公司开始出售热塑性“ABS”。1989-1998年期间，Stratasys公司共申请熔融沉积成型技术相关专利86项，完成了初步技术储备。

2002年，Stratasys发布了全球首个3D打印系列——Dimension系列。这一产品系列大大促进了3D打印技术在各种应用领域的普及。在2002年达到了第一个历史峰值——29项，这一段时期的专利申请主要集中在方法和装置方面上，内容涉及广泛，初步形成专利布局。同年，Object Geometries公司开发了能支持7种不同打印材料的第一款桌面型3D打印机。2012年，Stratasys公司和Object完成合并。

2013年，Stratasys公司以4.03亿美元的价格收购了美国3D打印厂商MakerBot。makerbot弥补了Stratasys桌面型甚至更轻量级的普及型3D打印产品的不足。Stratasys收购makebot后，产品从原来的工业用途3D打印，拓展至桌面消费级打印，全面兼顾消费市场和工业需求。

Stratasys公司自成立之初即1989年开始申请3D打印相关专利，20多年来尽管专利申请量每年有升有降，但总体呈现出增长的趋势，相关专利的申请量分别在2008年（75项专利）和2011年（89项专利）达到波峰。

三、主要技术输出国／地区分布

通过研究Stratasys公司在其它国家布局专利的情况，反映出Stratasys公司对国际上哪些市场比较重视。可见，Stratasys公司除了非常重视美国市场以外，对欧洲和中国市场也非常重视，在欧洲、中国等地区布局了多项3D打印专利。

图2 Stratasys公司专利的主要申请国分布图

从上述数据可知，Stratasys公司最注重国内市场，在本国申请的专利数量最多，其次注重欧洲市场，这是因为欧洲市场巨大。中国市场前景广阔，而且中国大陆企业熔融沉积成型技术还处于发展阶段，竞争相对来说没有那么激烈，因此近年来Stratasys公司加大了在中国市场的专利布局。在其他国家，如澳大利亚、加拿大、韩国等，Stratasys则进行有所侧重的专利布局。

四、重要发明人分析

图3是Stratasys公司的主要发明人分布情况，其中，Swanson W J以184项发明位居榜首，其次分别为Batchelder J S和ZINNIEL ROBERT L，而Stratasys公司的创始人之一Scott Crump则以47项发明位居第十位。可以看出，Stratasys公司拥有尖端的研发人员，研发实力雄厚，专利产出量比较大。

Batchelder J S最早供职于IBM，其间有13项发明。1995年1月1日，Stratasys公司购买了IBM的快速成型资产，注册商标为Genisys技术，其中3项专利Batch-elder J S都有参与，这些申请涉及物体参数的优化、3D打印机器的自动控制等，技术领域比较广泛。之后Batchelder J S离开IBM，进入Stratasys公司，开始独立或合作申请专利。

图3 Stratasys公司的主要发明人分布情况图

五、 Stratasys公司中国专利分析

一

专利发展申请趋势分析

Stratasys公司早在1995年就开始在中国进行了申请，截至2016年6月，共申请专利61项，其中有2项外观设计专利，分别保护线轴和线轴盒。以下的分析中没有涉及这2项外观设计专利。

图4是Stratasys公司在中国的历年申请量趋势，基本上与该公司在全球历年申请量的趋势相同。1995年在中国申请第一件专利，该公司的创始人Scott Crump作为发明者之一，参与了该项发明。

图4 Stratasys公司在华申请分布图

二

在华申请技术分布分析

图5为Stratasys公司在华申请的技术分布情况，Stratasys公司在中国的申请虽然不多，但涵盖了熔融沉积成型技术的各个方面。其中涉及方法的专利申请最多，并且囊括了熔融沉积成型生产制造三维物体过程中的所有方面，包括构建三维目标的方法(CN101542490A、CN101689229A)、校准三维目标的方法(CN101460290A)、控制挤压头流量的方法( CN1599660A、CN1555306A)、沉积金属材料的方法(CN101484900A、CN102066072A)、去除支撑材料的方法(CN1784295A)、丝线的缠绕方法(CN101553757A)、成型产品后赴理方法(CN1662354A、CN101578169A)以及材料的制造方法(CN102548737A、CN102548738A)等，可以说是全流程都有专利布局。

图5 Stratasys公司在华申请技术分布

在涉及装置的26件申请中，也涵盖了熔融沉积成型机器的大部分零部件，包含丝料盒（CN1386089A）、挤压装置（CN1599660A、CN101460050A、CN101605641A、CN101778704A)、液化器(CN102548736A)、卷轴(CN1289284A)以及各种熔融沉积成型设备，可以看出，挤压头的申请比较集中，这是熔融沉积成型的一个重点技术。

Stratasys公司目前的添加剂材料比较领先，在专利申请上也有所体现，在中国的11件涉及材料类的申请中，涉及了各种类型的材料，包括可溶材料(CN1347363A、CN101027170A)、PCM材料(CN1926470A、CN101898423A)，造型材料(CN1666217、CN102548737A、CN102548738A)、支撑材料(CN1666217A、CN1784295A、CN102186918A)等。

应用方面的申请主要集中在模具、医疗、牙科、设计等。

Stratasys公司在中国的专利布局已经初步完成，特别是在熔融沉积技术方面的专利比较集中，中国企业需要注意该公司在熔融沉积技术的专利风险。

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