![[3D猫]3D打印门户](https://3dcat.net/wp-content/uploads/2023/03/logo.png){kind=logo}
![[3D猫]3D打印门户](https://3dcat.net/wp-content/uploads/2023/03/logo-dark.png){kind=logo}
[3D猫]3D打印资讯网242023-03
来自相对论空间的3D打印火箭成功提升了整个增材制造行业
美国东部时间2023年3月22日晚上11：25，Relativity Space成功发射了世界上第一枚3D打印火箭，作为该公司名为“祝你好运，玩得开心”或GLHF的飞行测试的一部分。两级，110英尺高的Terran 1火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队站的16号发射场起飞，此前曾取消两次发射尝试。
Terran 1是使用世界上最大的金属3D打印机Relativity的机器人定向能量沉积（DED）系统Stargate制造的。总的来说，该车辆由85%的3D打印部件组成。85%是任何商业产品的3D打印部件的重要组成部分，更不用说火箭了。
该事件标志着由Blue Origin校友Tim Ellis和Jordan Noone于2016年创立的Relativity Space的一个里程碑，因为该公司现在可以开始在Terran 1上发射小型有效载荷，理论上能够向低地球轨道运送高达2，756磅的重量。
失败的发射和轨道
成功发射历时七年，最近两次遭遇挫折。3月8日，人族1号在发射台上站了几个小时，然后火箭的第一次发射被擦洗。在3月11日第二次尝试后，天气问题和阶段分离问题再次导致升空受阻。
正如我们的常驻空间3D打印专家Vanesa Listek所详述的那样，失败的发射是该领域的课程，即由于天气条件。瓦内萨 写道：
“在过去30年从肯尼迪航天中心或卡纳维拉尔角空军基地起飞的任务中，48%的灌木丛仅仅是由于恶劣的天气条件。对于许多火箭来说，“不去”的决定也源于干扰发射的技术问题，例如中央推进系统。人族1号就是这种情况...事实是，大量的起飞已经被擦洗了。例如，2020 年 10 月，两枚相隔 36 小时的 SpaceX 猎鹰 9 号火箭背靠背最后一秒发射擦洗，导致埃隆马斯克对佛罗里达州的发射操作进行了“广泛审查”，以提高其发射速度。然后在 2021 年，波音公司第二次尝试将其新的 Starliner 太空舱无人试飞到国际空间站 （ISS），但由于“意外阀门”问题而被擦洗。去年的无人Artemis 1发射由于液氢泄漏而两次推迟。事实上，这个名单还在继续。在这种情况下，发射成功，但由于第二阶段的“异常”，人族1号火箭无法到达轨道。与实际发射一样，太空领域的失败是司空见惯的事情，以至于美国宇航局的保罗·格拉德尔（Paul Gradl）将失败作为他在2023年增材制造战略（Additive Manufacturing Strategies 2023）上演讲的论文，Space.com 公布了火箭故障的年度清单。 2021 年，Astra Space 的火箭 3 发射导致了毁灭性的旋转，而其 2022 年的火箭 3.3 也失败了。尽管蓝色起源公司已经使用其新牧羊人飞行器为太空游客进行了六次成功的飞行，但由于BE-3主机的故障，使用同一飞行器的无人任务并不成功。SpaceX已经看到它的三个星际飞船原型在火焰中爆炸，埃隆马斯克预测今年发射成功的可能性只有50%。尽管困难重重，但该公司仍在向前迈进。虽然相对论空间无法到达轨道，但它的发射代表了增材制造（AM）行业的巨大成功，特别是在新的空间应用方面。 面向新空间的 3D 打印 SmarTech Analysis的“商业空间中的3D打印：私人空间行业的增材制造生态系统”报告预计，到2026年，私人新空间部门将达到21亿美元。相对论空间已经从马克·库班（Mark Cuban）等公司那里获得了13亿美元的资金，并报告了积压16.5亿美元的客户发射合同，每次乘坐人族1号的价格为1200万美元。然而，其中一些合同实际上是在下一枚火箭Terran R上发射有效载荷，这是一种更大（216英尺高），更强大（44，000磅有效载荷）和可重复使用的车辆，Relativity Space计划最早在明年开始飞行。鉴于以AM为支柱的公司的巨大价值，到2026年21亿美元的收入似乎已经被低估了。 [caption id="attachment_1677" align="alignnone" width="536"]
相对论空间的人族1号火箭升空。[/caption]
相对论远非航天工业中第一个依赖3D打印的。长期以来，AM一直是原型设计，研究和开发的主要内容，其使用缓慢增加，直到达到看似临界质量，许多新的航天公司开始将其用于越来越先进的应用。火箭实验室（纳斯达克股票代码：RKLB）已经发射了33枚带有3D打印发动机的火箭，其中包括最近第一枚来自美国本土的火箭。事实上，主要是来自新空间的需求导致了越来越大和高效的激光粉末床融合（LPBF）金属3D打印机的发布，在我们称之为“激光战争”中发挥了关键作用。
所有这些都表明了增材制造对空间应用的价值。作为以最快的方式生产小批量高价值零件的最佳技术，3D打印是构建空间关键组件的最具成本效益的工艺。在社会上，你看不到比AM更完美的任务。因此，新的航天工业正在蓬勃发展，这在很大程度上要归功于3D打印在生产关键部件方面的关键作用。
超越太空的3D打印
然而，Relativity Space不仅在其Terran 1火箭中3D打印的绝对质量上脱颖而出，还在其制造方法上脱颖而出。DED特别适用于这种大型结构。SmarTech的“DED和大幅面增材制造市场：2021-2030”报告显示，到2026年，特定的增材制造细分市场的收入将达到7.39亿美元。
[caption id="attachment_1678" align="alignnone" width="490"]
Relativity Space的Stargate 4th Generation Metal 3D打印机水平而不是垂直移动，将多根电线送入单个打印头。图片由Relativity Space提供。[/caption]
正如太空研究的其他一切都渗透到工业社会的其他部分一样，相对论空间的技术将影响其他部门。从跳跃中，你可以想象任何在形状、推进力和价值方面类似于火箭的东西都可以通过DED进行3D打印，即导弹。然而，我们还将看到该技术应用于其他大型金属结构，并且由于初创公司已经为其流程开发了自动化生产流程，因此比大型金属制品更有价值。相对论太空公司一直将其技术用于太空以外的路线图，因此我们还可以设想用星际之门及其未来后代生产的潜艇船体和飞机机身。
由于这些原因，不仅相对论和新空间将由3D打印推动，而且增材制造行业和整个制造业也将推动。
2022 年 9 月，俄亥俄州英特尔半导体工厂破土动工[/caption]
3月21日至22日，
公司面临的危险不仅在于它们会错过获得资金的机会，还在于它们可能会在未来的任何时候收回资金，“如果在申请抵免后的10年内，纳税人（或关联公司）在黑名单国家之一从事一项重大交易，大大扩展了纳税人的半导体制造能力”。因此，为了感到完全舒适，那些认真希望获得CHIPS资金的公司基本上需要确保他们的商业模式能够遵守与中国（以及其他三个国家，但中国显然是相关的国家）做生意的批发禁令。这并不容易！
2022 年，历史球棒品牌 Louisville Slugger 透露了一项优化其产品的新策略，将设计过程的数字模拟与 3D 动作捕捉技术相结合，进行全面的棒球和垒球击球分析。现在，该品牌由体育巨头威尔逊（Wilson）拥有，分享了加利福尼亚州罗斯维尔路易斯维尔棒球创新中心的设计师和工程师如何使用Formlabs的工业级桌面Form 3+打印机来推进其一些最新蝙蝠的设备设计，例如其一体式合金BBCOR Atlas。
通过将 CNC 铣削、车床和木材图案等传统制造方法与 3D 打印等现代工具相结合，Slugger 使其球棒制造过程显着加快。因此，它可以提供旨在改善运动员分析的创新新设备，而无需在外包迭代之间等待很长时间。
[caption id="attachment_1660" align="alignnone" width="485"]
3D打印正在帮助路易斯维尔棒球创新团队设计出更好的蝙蝠。图片由Louisville Slugger/Wilson提供。[/caption]
对于Slugger创新中心高级仿真和设计工程师John Steel来说，为原型设计创建原型和制造辅助工具的关键在于3D打印，特别是Formlabs Form 3立体光刻（SLA）3D打印机。根据Formlabs的说法，Steel的背景影响了他使用
路易斯维尔棒球团队制作硅胶模具。图片由Louisville Slugger/Wilson提供。[/caption]
以前，如果工程师想要制造硅胶零件，他们需要铝制工具。Formlabs解释说，现在他们可以
自2015年推出以来，NextFlex一直落后于美国柔性混合电子（FHE）行业的大部分研发工作。这个总部位于硅谷的公司、学术机构、非营利组织和政府机构（如国防部 （DOD））财团在新技术方面保持领先地位，并继续努力开发 FHE 创新，以加速其在美国的采用，同时为国家的作战人员服务。此外，由于其扩张战略，该组织已宣布对其最新一轮 Project Call 融资 PC 8.0 对电子制造项目进行 440 万美元的投资。
为了实现该研究所的主要目标之一，即促进技术创新和商业化，Project Call 8.0旨在资助进一步开发和采用FHE的项目，同时解决支持国防部优先事项的先进制造业的关键挑战。据制造研究所称，PC 8.0项目总价值预计将超过940万美元，使NextFlex成立以来推进FHE的预期总投资达到1.34亿美元。来自国防部、其他联邦资助机构、行业项目以及州和地方政府倡议的额外承诺项目资金又增加了 1.651 亿美元。
[caption id="attachment_1651" align="alignnone" width="431"]
入选PC 7.0奖的团队之一为许多人体网络应用开发了可伸缩和可穿戴的数据电缆。图片由UES通过LinkedIn提供。[/caption]
基于过去项目电话的成功和成熟度，PC 8.0继续使用广泛定义的主题来实现多样化的提案基础，特别强调FHE可以影响高优先级美国制造机会的领域。第八年，该研究所将向成员和非成员公司的项目提供资金，这些公司寻求通过国防应用和增加混合电子产品的采用来发展美国先进电子工业。
今年，PC 8.0资金将用于针对以下主题领域的项目：
复杂性更高的增材制造 3D 设备
高性能FHE互连
在恶劣环境中的应用，包括太空
推进FHE工艺的可制造性，实现标准化
减少FHE制造对环境和气候的影响
新项目负责人
灵活的混合电子制造。图片由NextFlex提供。[/caption]
由于大部分资金来自政府，研究机构和投资公司，FHE仍然是一个新兴行业。它将低成本印刷塑料薄膜基板的灵活性与半导体芯片相结合，创造出一种新型的电子产品。NextFlex正在加速这种方法，即使用增材制造创建具有电子功能的灵活，可拉伸和可适应的设备。一旦商业化，FHE设备和组件将在几个关键应用领域提供帮助，包括物联网（IoT）和可穿戴行业。
NextFlex通过国防部和NextFlex研究所之间的1.71亿美元合作协议启动，声称它正在采取关键步骤，以促进美国发展和采用FHE，这将彻底改变社会。当地研发和制造最近的重大胜利之一是 2022 年 CHIPS 法案，其中包括大约 520 亿美元用于促进国内半导体研发，并被拜登政府称为“对美国本身的千载难逢的投资”。
NextFlex执行董事马尔科姆·汤普森（Malcolm Thompson）表示，《芯片法案》的签署“标志着未来的一些积极迹象”。这位专家在最近一期的I-Connect007中表示，随着重要公司在制造业和联邦拨款用于制造和联邦拨款用于研发方面，该国可以开始在芯片行业重新站稳脚跟。
根据半导体行业协会的数据，回收半导体制造至关重要，特别是因为美国在全球制造业中的份额从 1990 年的 37% 下降到 2020 年的 12%。相比之下，《纽约时报》表示，中国在制造业中的份额从同期几乎为零上升到15%。
[caption id="attachment_1653" align="alignnone" width="507"]
灵活的混合电子制造。图片由NextFlex提供。[/caption]
NextFlex致力于推动FHE技术的进步，还发布了今年最新的FHE技术路线图。该文件详细介绍了 11 个电子技术领域的机会和需求，包括汽车、人体监控系统和软可穿戴机器人，提供了关键见解、差距领域和项目呼吁，以提高 FHE 的可制造性。可以在此处访问公共路线图。
有关NextFlex的PC 8.0主题，提案提交程序等的更多信息将在3月28日星期二的NextFlex冬季FHE研讨会的提案人日和团队活动中介绍。任何有兴趣的人都可以注册参加研讨会以参加或提交团队活动的幻灯片。提案截止日期为 2023 年 5 月 11 日。
如果我们回顾过去三十年在现实世界中部署增材制造（AM）的情况，我们可以找到一些已经将技术商业化并在全球范围内传播3D打印的杀手级应用。但是，下一个大型增材制造应用是什么？在原型设计、珠宝模具、牙冠和牙桥、隐形矫正器、骨科植入物、夹具和固定装置以及外壳之后，下一个产生数百万个零件和数十亿价值的 3D 打印应用将是什么？我的第一个有根据的猜测是在相当奇特的马拖车区域。今天，我们将看到一个更广泛、更大的机会：特种车辆。
专用车市场概要
特种车辆代表一张大网，有点像抓包，真的。“特种车辆”一词的主要含义是任何一种为适应特定工作目的而定制的车辆：救护车和消防车;移动兽医、医疗和假肢诊所以及献血车;警察指挥、特警、炸弹处理、犯罪实验室、防暴警察和被拘留车辆;公用事业和特种贸易卡车;以及其他杂项车辆，如城市电动手推车、食品卡车、野生动物园吉普车、VIP 面包车、冷藏车和移动教室。我们不会将定制汽车或军用车辆视为该细分市场的一部分。
[caption id="attachment_1638" align="alignnone" width="517"]
布什的移动牙科诊所。[/caption]
总体而言，捐赠车辆通常是戴姆勒、依维柯、福特、日产、大众商用车、丰田（日野）、东风、通用等公司提供的简陋卡车或货车。有些来自专门的商用车公司。同时，在某些情况下，公司在重型卡车（依维柯）等相邻市场开展业务，而其他公司则是大型汽车集团或Exor等大型资本货物公司的一部分。车辆本身可以是小型卡车制造商（Ranger），小型面板货车（大众Caddy），大型面板货车（菲亚特Ducato或MAN TGE）或全尺寸美国货车（福特Econoline，Ram Promaster，雪佛兰快车）。对全球市场规模的估计在全球收入约为900亿至1300亿美元之间。预计增长将缓慢：低个位数。
专用车市场动态和考虑因素
在捐赠车辆方面，制造商是世界上最大的数十亿美元的汽车公司之一。然而，定制是由规模小得多的公司执行的，通常收入低于5000万美元。一些企业是当地的汽车商店，拥有更多的资金，而其他企业则是拥有特定生产设备的专业制造商。专业公司猖獗，但一些小公司几乎可以定制任何他们遇到的产品。通常，企业在自己的利基市场中拥有非常成熟的品牌。
通常，客户是想要一辆或几辆必须配备的车辆的公司。在其他情况下，车辆使用一般图案和想法制造，但具有本地定制元素。在这些情况下，警察部门、特警队或热狗企业可能是多样化的客户之一。最大的客户是联邦快递、UPS和美国邮政服务等公司。还有其他中型客户，例如Snap On的刀具车，现在由LDV制造。然而，大多数情况下，单个订单的数量很少。对于紧急车辆，一种标准与当地医院或其他公司的许多定制元素一起出售。
康明斯和其他发动机公司也在市场上发挥作用。发动机可能与现有底盘捆绑在一起，而其他时候这些是选项。一些公司制造自己的底盘，主要是在消防车领域。通常，集成商将允许客户从各种供应商的几种不同的捐赠工具中进行选择。然而，像Gruau集团这样的公司与24个不同的汽车品牌合作。同时，布什允许客户从101种不同的汽车型号中进行选择。还有一些供应商制造泵、发电机和各种套件，这些套件被集成商广泛使用。这些车辆有专门的区域经销商，但很多销售都是直接的。
大多数集成公司确实规模较小，但有些公司规模较大，例如专门从事步进货车（一种特殊类型的送货车）的摩根奥尔森（Morgan Olson）。该公司由JB Pointdexter&Co.拥有，其子公司包括卡车盖制造商LEER，工具车内饰提供商MasterRack，以及一家致力于灵车的公司等。
REV集团（XNYS：REVG）拥有23亿美元的收入，是一家整合商，收购了费拉拉，梯子塔，KME等传奇公司，以确保在美国制造消防，救援和救护车方面的稳固地位。Shyft集团（纳斯达克股票代码：SHYF）的收入为6.76亿美元，积压订单接近10亿美元。卢森宝亚的收入超过10亿美元，积压订单超过10亿美元。皮尔斯由卡车和军事巨头奥什科什拥有。同时，Sutphen是一家家族企业，已经经营了133年以上。
REV集团和Rosenbaur的每位员工收入比率略低于40万美元。Shyftt 是这个数字的两倍多。然而，通用汽车和福特的人均收入为80万美元，而其他公司，如起亚和宝马，员工收入比率要高得多。总的来说，我们可以假设，相对而言，大量的劳动力正在进入这一领域，而大型汽车制造商可以依赖的一级、二级和三级OEM支持相对较少。
总体而言，我们可以看到这个市场的营业利润率为1%或3%，这不是很好。Shiftt的营业利润率为8%，这对这个细分市场来说是好事，但在其他细分市场却很可怕。具有更强市场地位的类似公司，如卡特彼勒和约翰迪尔，营业利润率约为15%。
区域考虑因素
[caption id="attachment_1640" align="alignnone" width="494"]
福特全顺是一个罕见的全球捐助者平台。[/caption]
市场高度是全国性的，车辆法规和当地捐赠车辆市场份额管理着设计和整个行业。福特和其他公司活跃在多个领域，但通常使用非常不同的车辆和配置。可以理解的是，企业正试图使单一车型在全球范围内更加普遍。然而，到目前为止，福特Super Duty Chassis Cab是福特美国商用车产品的重要组成部分，但在其他地区却没有。与此同时，小型福特E-Transit面包车和小型面板Transit Connect面包车正在全球推广，而Transit Courier则更多地针对欧洲。福特的大型Transit无处不在，但F-59商用剥离底盘在很大程度上是美国产品。
[caption id="attachment_1641" align="alignnone" width="512"]
福特公司还为美国市场生产F-59剥离底盘[/caption]
当地法规通常非常具体，尤其是对于紧急车辆。在一些拉丁美洲和亚洲国家，救护车是一辆带床的面包车，旨在快速将您送往医院。美国的救护车要大得多，设备要多得多，行驶速度要慢得多。欧洲救护车因国家而异，并在这两个极端之间摇摆不定。没有典型的救护车这样的东西。
客户也不同，卫生系统在欧洲广泛购买或指定救护车，个别商业救护车公司在其他地方委托它们。在美国，还有三种类型的救护车：一种是卡车式车辆，后面有一个集装箱;另一种是基于面包车的车辆;另一个是更大的面包车，出口更好。还有当地的专业，例如为极度超重的人提供的减肥救护车和心脏救护车。有一些国际标准，例如针对医疗车辆的EN 1789：2020，但许多监管环境都非常本地化。
[caption id="attachment_1642" align="alignnone" width="476"]
这是福特底盘上的典型美式货车[/caption]
专用车市场趋势
电气化和混合动力汽车是这个市场的明确趋势。LED照明，更多的计算机，屏幕和船上的自动化也可见。突破性产品或制造创新很少。更容易看到像Beckhoff这样的公司从这个市场上赚了一大笔钱，因为它进入了一个更加数字化的领域。第一辆电动消防车耗资 120 万美元，基本价格为 900，000 美元。电气化将是一个机会，但目前尚不清楚这对富裕或大社区来说在很长一段时间内会有多好。电动通勤巴士系统的电气化将在减少噪音和污染方面带来真正的好处，这在消防中是有限的关注。与此同时，电气化意味着很多门票将流向松下、博世等。转型所需的投资似乎也相当可观。盲点检测以及更多的摄像头和传感器也是趋势。更多实现低成本定制的模块化结构理念也在发生。有一些定制软件的使用，但通常销售和定制是亲自进行的。在某些情况下，有超过 100，000 种不同的选择。
在本系列的下一篇文章中，我将更多地研究这些车辆是如何制造的，以及
通过增材制造增强作战人员能力。[/caption]
其中一项举措，即联合增材制造模型交换（JAMMEX）计划，是DLA贡献的重要组成部分，允许用户通过单个系统从多个来源下载和打印3D模型。JAMMEX 有助于降低就绪风险、降低成本并提高响应能力。
DLA物流运营执行董事Patrick Kelleher表示：“我们的研发工作正在实现整个[国防部]的数字化转型，促进与我们的合作伙伴的关键合作，并将确保DLA有望成为国防部增材制造的力量推动者。
“DLA的角色比以往任何时候都更加明确，那就是成为服务驱动AM功能的促进者和推动者。我们专注于最终采购指定用于DLA供应支持的AM物品。只有通过与军事部门的密切合作和战略伙伴关系，这才有可能实现。
根据前Shapeways律师Michael Weinberg的说法，他也是公共知识基金会PK Thinks的副总裁，这些案件与Just 3D Print是否侵犯版权的问题没有直接关系。在Techcrunch的案例中，辩护理由是它们是意见，不符合诽谤（以及诉讼时效）。对于3DR Holdings，法院认为没有诽谤，即使如此，他们的行为与Just 3D Print遭受的任何伤害“无关”。本案表明，尽管有知识产权法的规定，但公司仍可能根据意见声明对法律诉讼负责，并表明情况从可能的版权侵权报道到诽谤指控的速度有多快。
3D打印行业的专利法现状
如上所述，专利法是工业3D打印创新的重要组成部分。该领域的第一项专利于1984年授予3D Systems Corporation的Chuck Hull，用于他的立体光刻设备（SLA）技术。从那时起，随着公司决心保护其创新和新兴技术，专利数量迅速增加。
2015年至2018年间，AM专利申请年均增长36%，是同期EPO（欧洲专利局）专利申请年均增长（3.5%）的十倍以上，2020年提交了800件。2010年至2018年间，专利申请在健康领域最常见（2018年为907件），其次是能源，然后是交通（同年分别为436件和278件申请）。
这些数字由许多公司组成，前三名是通用电气，联合技术公司和西门子。至于美国，2020年专利申请最多的企业如下：惠普（HP）–470，通用电气（GE）–331和Kinpo Electronics-273。
[caption id="attachment_1308" align="alignnone" width="659"]
查克·赫尔，第一台3D打印机的发明者。（图片来源：国家创新者名人堂/3D Systems）[/caption]
专利法如何影响企业？
随着3D打印机制造商和初创公司开发新技术的不断崛起，专利法继续对行业产生影响，但其对企业的影响往往没有得到足够的讨论。首先，与版权等自动授予的权利不同，专利必须申请——而且是有代价的。法律资源BitLaw将美国专利的成本放在15，000美元到20，000美元之间。
流程中的某些费用几乎是必不可少的，例如检索专利数据库以确保新想法真正具有原创性所产生的费用（相反的说明称为“现有技术”）。此外，行政费用是进入官方专利清单的明显部分。这些有时令人望而却步的成本意味着（理论上）只有真正有价值的发明才会成为专利，但也意味着小公司可能难以利用知识产权法保护他们的发明。
一个非常著名的专利侵权指控案例是2012年的3D Systems诉Formlabs，其中前者指控后者侵犯了多项专利，包括1997年授予3D Systems的立体光刻专利。最终达成了一项协议，根据该协议，3D Systems 授予 Formlabs 根据相关 3D Systems 专利制造和销售 Formlabs 产品的许可。作为交换，Formlabs 同意在整个许可证使用期间支付 Formlabs 产品净销售额的 8.0% 的特许权使用费。
公司采取哪些措施来保护他们的发明？
根据美国3D打印机制造商Desktop Metal的说法，作为一家公司主张您的专利权的风险是第三方诉讼，在对公司做出决定的情况下，可能会导致巨额成本，另一方使用您的技术反对您。因此，一些公司转向专利的替代品，包括改变生产地点以保护机密信息。Desktop Metal的2020财年年度报告称：“各种印刷工艺中使用的关键耗材，如专有树脂和粘合剂，都是在内部或与核心合作伙伴一起开发和生产的，以确保知识产权和生产符合我们的配方和规格”。
公司在将商业秘密委托给服务提供商时会保护其商业秘密。我们采访了服务局MakeLab的联合创始人Christina Perla，该公司在纽约提供3D打印服务。她告诉我们，虽然作为服务提供商不会在版权意义上造成复杂化 - 文件的创建者拥有它的权利，即使MakeLab正在使文件成为现实 - MakeLab委托的许多文件都被视为商业秘密。因此，公司采取明智的措施来避免文件欺诈，包括在必要时进行保密协议。这些文件也仅与相关员工共享。这些3D打印公司为保护其知识产权所做的努力表明了保密在行业中的重要性，以及商业秘密作为非正式保护思想的一种方式的价值。
[caption id="attachment_1309" align="alignnone" width="659"]
克里斯蒂娜·佩拉（Christina Perla）是纽约Makelab的负责人（图片来源：布鲁克林市中心）[/caption]
公司不仅可能面临来自同时代人的法律后果，还可能面临来自政府的法律后果。美国多个政府部门最近对服务局3D Systems处以高达2700万美元的罚款，原因是该公司与其当时在中国的子公司共享设计文件、蓝图和技术规格，以促进3D打印;这构成了十九项违反《出口管理条例》（EAR）的行为。今天的执法行动突显了一个令人不安的趋势，即美国公司将3D打印业务离岸外包，无视对发送到海外的技术数据的出口管制，以促进3D打印，“OEE主任John Sonderman说。
改进与改革：组织与个人
有许多关键组织正在争取改变知识产权法的现状 - 而不仅仅是在3D打印背景下。上述知识共享赞成改革版权法。它希望公众更容易获得文化和知识，以促进他们“普遍获得研究和教育以及充分参与文化”的愿景，并希望帮助克服“法律障碍”。为此，它的许可证是故意免费、简单和标准化的。另一个具有类似目标的团体是公共知识，这是一家总部位于美国的非营利组织，通过支持消费者权利和通过平衡的版权促进创造力来促进言论自由和开放的互联网。
解锁 3D 打印机
知识共享并不是希望改革的唯一实体的例子。前面提到的Michael Weinberg有一个与许多3D打印法律问题有关的个人资料，其中包括“解锁3D打印机”的运动。这意味着机器不再被编程为仅使用某些材料，而仅受到实用性的限制，而不是公司预设的规定。
美国版权局每三年审议一次豁免数字版权管理（DRM）法规的申请，在本案中，1998年《数字千年版权法》第1201条对此进行了概述。这是为了让有充分理由打破这些数字锁的团体这样做。2017年，迈克尔·温伯格（Michael Weinberg）提交了一份请愿书，要求取消对规则的限制，允许3D打印机用户解锁他们的打印机，以便使用自己选择的材料。他将其描述为一种愿望，“从任何关于3D打印机第三方材料的讨论中消除版权法，因为版权法不属于那里”。
2018年，他报告了Stratasys的反对意见;后者声称，除其他外，封闭系统对于“减轻使用特定材料所涉及的风险（例如火灾危险或危险烟雾）”是必要的。支持温伯格先生请愿书的裁决，即取消阻止用户“解锁”其3D打印机的限制，该裁决于2020年延长。请注意，这意味着在美国，用户不能因为在他们的3D打印机上使用自己的材料而被起诉，但需要注意的是，“仅用于使用替代材料，而不是访问设计软件，设计文件或专有数据”。
RepRap运动提供民主化的3D打印
如果版权法受到知识共享等组织的批评，其他运动也会因缺乏民主化而受到质疑。以创客运动为例，这是一种开发和共享创作和设计文件的社会趋势。像RepRap这样的项目，由Adrian Bowyer于2005年在巴斯大学创立，提供免费的自我复制机器，根据GNU通用公共许可证（GPL）授权。该技术一直是Prusa Research等公司的基石。
除了纯粹的好奇心之外，鲍耶先生的动机是将权力投入到个人身上，让他们有机会为自己创造。他还提到了GPL的选择，因为它“利用版权来促进项目的源代码开放，迫使后续开发人员也以类似的方式开放它们”。尽管使用了FDM / FFF技术，但RepRap项目并未面临专利争议。这是因为，根据欧洲专利法，对专利技术的研究可以被视为合理使用。
有趣的是，根据Bowyer先生的说法，正是他在Stratasys要求不使用商标FDM后发明了FFF一词。RepRap运动的流行表明了民主化的3D打印世界在消费者（如果不是公司）中的吸引力，并且还表明，鉴于现有的例外和可用的适当许可证，这可以相对容易地实现。另一个非营利性的例子是由欧盟资助的多学科财团的Projet FabricAr3v。该项目基于类似金属注射成型的技术，并使用颗粒作为材料。该项目旨在为中小企业或Fablabs和大学等组织提供低成本的机器。
[caption id="attachment_1310" align="alignnone" width="682"]
Adrian Bowyer（左）和Vik Olliver（右）与一台在传统快速原型机上制造的父RepRap机器，以及由RepRap制造的第一台完整的工作子RepRap机器。（图片来源：RepRap）[/caption]
撇开版权法不谈，专利法和3D打印也有其批评者。法律专业人士还担心专利标准太低。根据Lukaszewicz博士的说法，在她的博士法论文“创客运动符合专利法”中，几乎一半的专利实际上是无效的 - 也就是说，它们不符合注册专利所需的标准。在这篇论文中，Lukaszewicz博士概述了她作为法律专家在专利改革方面的目标。有些人认为专利会减损创新，并将小公司扼杀在市场之外，因为它们无法基于专利技术开发自己的流程。
调查结果：现在是改革的时候了吗？
知识产权法是业余爱好者、小型企业和主要行业 3D 打印中不可避免的一部分。从理论上讲，该法律旨在保护创新并鼓励创造性追求。事实上，通常存在复杂的法律情况，从小规模网格文件设计人员到大型跨国企业集团，任何人都可能发现自己面临法律诉讼的风险。此外，法律通常有利于这些大公司，裁决有时被认为对开放创造力过于敌视（如知识共享组织所述）。
其他个人和组织，如公共知识，领导着开放获取创意作品的长期斗争，并希望为了公共使用而修改版权法。在3D打印行业方面，还有对知识产权的保护，并高度关注其对创新和商业成功的重要性，这可能导致有争议和微妙的案件和裁决。总体而言，知识产权法在3D打印领域的应用是一个复杂而微妙的问题，随着该领域的扩展，其重要性可能会增加。
与任何其他行业一样，3D打印在各个层面都充满了知识产权法方面的考虑。这些范围从在上传和共享文件设计时必须尊重版权的3D打印爱好者，到用专利保护科学发现和用商标营销设计的跨国公司。各方不受这些法律的同等影响：那些在知识产权中拥有较高利益（金钱或其他）利益的各方如果不遵守法规，将面临更大的影响。许多个人和组织认为法律有时过度偏袒大公司而损害小公司和个人，并寻求改革以使行业更加公正。在这里，我们将研究这一关切的不同观点，以及辩论各方参与的人员和机构。
为了研究知识产权及其与3D打印的关系，我们必须首先定义术语。世界贸易组织将知识产权定义为“赋予人们对其思想创造的权利”。其中分为两类：版权，它提供对原创作品的所有权（由个人或公司提供，其中人将其作为其工作的一部分）和工业知识产权，包括商标、专利和商业秘密。让我们仔细看看每一个，以了解它的含义。
截至2021年的《产权组织专利合作条约》成员国。（图片来源：产权组织）[/caption]
知识共享许可。（图片来源：Systeme D/Creative Commons）[/caption]
重要的是不要忽视更大的图景：数百万人使用这些3D打印文件网站，在大多数情况下，版权法没有发生任何事件。我们采访了3D建模网站Titancraft的Andrew Stockton，他是Thingiverse下载文件方面的顶级创作者之一。首先，他解释说，他对知识共享许可的选择取决于他制作文件的原因。“如果我制作这个物品是为了好玩，我会使用 CC0 或署名许可。如果我不打算从中赚钱，我想让人们用他们做他们想做的事。如果它与我的业务（游戏微缩模型）有关，我会使用无商业许可证。
如图所示，知识产权法根据业务利基对3D打印人员的影响不同。由于斯托克顿先生的3D打印模型对于定制而不是文件本身很有价值，因此他不太受人们选择在没有署名的情况下使用它们的影响，但对于业务涉及文件本身的人来说，侵犯版权法是一个更重要的问题。重要的是要记住，一个人的赌注因他们的情况而异。
反过来，其他用户可能会更关心，具体取决于他们正在使用其文件的实体。如果他们使用来自大型组织的许可材料，他们可能会比个人更谨慎地采取行动（这很常见：2017 年迪士尼在要求从 Thingiverse 中删除星球大战文件后引发了辩论，2022 年本田要求 3D 打印机制造商 Prusa 对所有带有前者名称的文件进行相同的操作）。然而，今天快速浏览一下Thingiverse，就会发现许多带有商标徽标的文件，这表明该法律并非适用于所有用户。
我们已经多次看到3D打印在建筑和设计领域非常有用，因为它允许创建独特而复杂的结构，而这些结构通常难以以其他方式构建。此外，它还允许创作者在创意设计中开辟新的道路和可能性。第一个带有智能LED照明的3D打印电影录音室就是这种情况，该工作室由维也纳的创作者和设计师Philipp Aduatz设计。他的工艺将传统的工艺概念和技术与3D打印等尖端工具相结合。
Philipp Aduatz受奥地利赌场和奥地利彩票集团的委托，创建了一个使用增材制造的电影制片厂。为了完成这项任务，他与布景设计师Dominik Freynschlag和混凝土3D打印机制造商Incremental3d合作，使用混凝土3D打印。他们使用3D打印创建了一个具有复杂而强大几何形状的结构，在整个空间中提供均匀的照明。
创建智能墙
Philipp Aduatz开发了一种相当新颖和有趣的策略，通过结合3D打印和LED照明来扩展室内设计的可能性。3D打印过程结合了手动和自动技术，使用创新的白水泥基砂浆创建墙壁。这面墙由 60 个单独的部分构成，这些部分由六个堆叠单元制成的十个部分连接在一起。波纹段彼此完美结合，并在每个水平面上手动拧在一起，这将允许将来在必要时拆卸墙壁。这一切都归功于
电影制片厂的3D打印。（图片来源：Philipp Aduatz）[/caption]
通过使用与打印层厚度相同的 LED 灯条，照明技术无缝集成到墙壁设计中。得益于计算机辅助控制，所有LED元件都连接到演播室照明系统，从而最大限度地利用该技术的优势。除了增加设计的复杂性外，3D技术的使用还开辟了新的机会，并有助于在项目中营造独特的氛围。
演播室的智能LED照明可以通过自动化系统控制，允许根据用户的需要调整色温和光强。此外，LED照明比传统光源消耗更少的能源，从而降低了长期运营成本，改善了空间的功能，并有助于可持续性和能源效率。如果您想找到有关此项目以及艺术家的其他项目的更多信息，请随时访问Philipp Aduatz的网站。