基于专利分析的南京增材制造产业发展对策研究

季春 高小惠 汪小星

摘 要：增材制造是新一轮科技革命的代表性技术。世界主要发达国家都将增材制造作为重点培育和发展的产业方向。我国高度重视增材制造产业的发展，南京拥有良好的制造业基础，应当发挥优势，抢占增材制造产业的先机。文章基于专利数据信息，从发展趋势、专利申请人、重点技术领域等方面分析南京市增材制造产业现状，与长三角地区的上海市、杭州市、合肥市进行横向对比，总结存在问题，并提出对策建议。

关键词：增材制造 产业发展 专利分析

中图分类号：F127  文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2023）06-127-03

3D打印技术全称三维打印技术，又称增材制造技术，是一种新型的快速成型技术，以数字模型设计文件为基础，运用粉末状金属、树脂或塑料等可粘合材料，通过逐层添加打印的方式构造物体[1]。

南京拥有良好的制造业基础，江苏省工信部等十二部门联合发布《江苏省增材制造产业发展三年行动计划（2018—2020年）》，积极支持南京、苏州等有产业基础、技术条件的地区协同规划建设增材制造产业创新中心，重点推动南京等地培育形成金属激光增材制造产业集聚区。鉴于此，本文以近5年（2017—2021年）南京市增材制造产业专利数据为基础，梳理南京市增材制造产业发展基本态势、重點企业、重点技术等情况，并与长三角地区的上海市、杭州市、合肥市进行横向对比，继而从数据角度多维度分析南京市增材制造技术创新与产业发展的问题与不足，并提出对策建议，为南京市增材制造产业的规划与顶层设计提供基础支撑。

一、文献综述和数据准备

专利是一种标准化、客观化的科技文献，以专利文献数据为基础，对增材制造技术创新和产业发展进行研究，目前已有一些学者形成了相关的研究成果。杨跃双[2-10]等专家以专利数据为基础，利用专利计量分析方法，从不同层面、不同维度揭示增材制造技术和产业发展的态势。通过阅读总结上述学者的研究成果，本文认为，以专利数据信息为切入点，对南京市的增材制造产业进行研究，数据直观，图表可视化，具有可行性。

本文进行专利的检索与分析，使用的是incopat专利大数据平台（https：//www.incopat.com/）。通过学习借鉴前人的研究成果，本文使用IPC国际专利分类号进行专利检索，所使用的分类号包括：B22F10/00由金属粉末制造工件或制品的增材制造方法（所用的装置或设备入B22F12/00）；B22F12/00专门适用于增材制造的设备或装置；用于增材制造的辅助装置；增材制造设备或装置与其它处理设备或装置的组合；B29C64/00增材制造，即三维（3D）物体通过增材沉积，聚结或层压，例如通过3D打印，通过光固化或选择性激光烧结；B33增材制造技术。检索得到自2017年至2021年南京市增材制造产业的相关专利1529件，并以此为数据样本开展分析。

二、数据分析

（一）基本态势分析

从专利类型分析，2017至2021年，南京市增材制造产业相关专利1529件，其中，发明专利956件，占总量的62.5%，实用新型专利573件，占总量的37.5%。

从年度趋势分析，近5年来，南京市增材制造产业相关的专利数量，从2017年的220件增长至2020年的423件，呈现逐年稳步递增的趋势，年均增长率达到24.3%。（2021年申请的专利尚未完全公开，不做参考）

从专利申请人类型分析，在南京市增材制造产业的相关专利中，企业拥有的专利最多，达到831件，其次是大专院校592件，个人80件，机关团体48件，科研单位13件。可见，在南京市增材制造产业中，企业和大专院校是主要的技术产出地。

从专利法律状态分析，在南京市增材制造产业的相关专利中，授权且有效的专利最多，780件，占比51%；处于审中状态的专利519件，占比34%；失效专利230件，占比15%。

（二）主要专利申请人分析

如图1所示，在专利数量排名前10的申请人中，有6家大专院校、4家企业。其中，南京航空航天大学以150件专利位居第1，南京理工大学（103件）和东南大学（80件）分列第2、第3位。排在第4位的南京中科煜宸激光技术有限公司仅有70件专利，可见，在南京市增材制造产业中，大专院校拥有深厚的技术实力。

（三）重点技术领域分析

通过对专利信息进行聚类分析，获知南京市增材制造产业相关专利主要分布的重点技术领域。由表1所示，三维打印机、打印机喷头、铺粉系统、fdm（熔融沉积成型）、电弧、激光熔化沉积等是南京市增材制造产业相关专利较为集中的重点技术领域，而混凝土材料、小腿支具、数字化模型、导板、骨组织工程、pcl（聚己内酯）等，则是专利产出相对较少的技术领域。

三、宁沪杭合增材制造产业的专利比较

从整体情况看，在长三角地区的4座中心城市中，南京市增材制造产业的相关专利数量（1529件），仅低于上海市（2246件），高于杭州市（1114件）、合肥市（422件）。

从企业的角度看，上海市的增材制造的相关专利最多，达到1513件，南京市以831件位列第2，高于杭州市（620件）和合肥市（312件）；从大专院校的角度看，南京市的增材制造的相关专利最多，达到592件，高于上海市（561件）、杭州市（436件）和合肥市（64件）。

在宁沪杭合4市中，拥有增材制造相关专利的数量排名前5的企业，如表2所示。经过比较分析可知，南京市的5家企业中，有4家是高新技术企业，有4家是科技型中小企业；上海市的5家企业中，有3家是高新技术企业，有3家是科技型中小企业，有2家是专精特新企业；杭州市的5家企业中，有5家是高新技术企业，有3家是科技型中小企业，有2家是专精特新企业；合肥市的5家企业中，有1家是高新技术企业，有2家是科技型中小企业。

四、南京市增材制造产业的问题

一是企业创新能力不突出。在南京市拥有增材制造相关专利的数量排名前5的企业中，有4家是高新技术企业；在上海市排名前5的企业中，有3家是高新技术企业，有2家是专精特新企业；在杭州市排名前5的企业中，有5家是高新技术企业，有2家是专精特新企业。缺少以专业化、精细化、特色化、新颖化为发展特征的企业，说明在南京市增材制造产业中，企业的创新能力不突出。二是高校技术转移不乐观。在南京市增材制造产业中，南京市高校与企业共同申请的专利数量、南京市高校向企业转让的专利数量、南京市高校向企业许可的专利数量三者合计数，在全部增材制造的相关专利中，占比不足3%。也就是说，大量由高校产出的专利技术，并没有向企业转移，也没有对产业的技术革新起到推动作用。三是关键技术研究不充足。南京市增材制造产业的相关专利，较为集中的重点技术领域包括三维打印机、打印机喷头、铺粉系统、fdm（熔融沉积成型）、电弧、激光熔化沉积等，而混凝土材料、小腿支具、数字化模型、导板、骨组织工程、pcl（聚己内酯）等，是专利产出相对较少的技术领域。可见，在增材制造技术研发方面，针对工艺和装备的研究较多，而对专用材料等关键技术的研究不够充足。

五、南京市增材制造产业发展的对策建议

首先要解决企业自主创新的痛点问题。缺资金、缺人才是制约企业自主创新能力提升的两大痛点。针对这两大痛点，政府需要做好两件事。一是确保落实减税降费相关政策，为企业缓解资金压力。政府部门要加大政策宣传力度，让企业了解政策，要尽可能降低门槛，扩大政策的受益面，让更多的企业有资格享受政策，要完善政策的实施细则和配套措施，简化办理的手续和流程，提高政策的有效性和可操作性，让企业方便快捷地从政策中受益。二是要进一步健全人才引培机制，为企业解决人的问题。一方面放眼全球，引进海内外增材制造领域的高端人才来南京企业工作，另一方面立足本地，依托南京市优质的科教资源，为南京市增材制造企业培养更多的专业人才。

其次要解决高校技术转移的堵点问题。成果转化的相关政策和机制不够完善、学校的研究成果与市场需求脫节、高校科研人员离岗创业具有一定风险、技术转移缺乏专业的人才和团队等，这些堵点桎梏了当前高校科研技术成果的转移转化。这方面可以借鉴北京市《关于打通高校院所、医疗卫生机构科技成果在京转化堵点若干措施》，进一步从政策方面给予支持和保障，让高校科研人员有权利、有动力、有条件、有平台、有渠道开展科研成果的处置、转化、开发、推广及市场化。

最后要着力解决关键技术研发的难点问题。政府应尽快开展增材制造产业的战略发展规划研究，制定产业发展路径，重点围绕增材制造专用材料、软件、工艺及装备等基础共性关键技术制定发展路线图。组织实施增材制造专项计划，整合南京市现有的高校、科技企业、科研院所的研究力量，对增材制造关键共性技术展开联合攻关，推动技术跨越发展，提升南京市增产制造产业的整体创新效能。

[本文为2022年度南京市科协软科学研究项目《南京增材制造产业发展对策研究——基于专利数据信息》（2022-4-2）的研究成果。]

参考文献：

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[4] 郑晓晨，姚福林.专利视域下我国增材制造技术研发热点及趋势[J].天津科技，2020，47（12）：10-11，16.

[5] 姜胜建，范理，徐飞兵，包海波，王鹏.浙江3D打印产业发展状态的思考与建议——基于3D打印技术专利的分析[J]．浙江经济，2014（02）：37-39.

[6] 李春燕，黄斌.3D打印产业中国专利申请现状分析[J].制造技术与机床，2014（04）：43-45.

[7] 邓丹，王莹.基于专利分析的中国3D打印产业发展现状研究[J].科技和产业，2015，15（12）：24-25，37.

[8] 刘鑫，余翔，张奔.中美3D打印技术专利比较与产业发展对策研究[J].情报杂志，2015，34（05）：41-46，10.

[9] 翁宇婷，林俊，陈平.福建省3D打印产业专利态势分析与预测[J].福建电脑，2016，32（01）：23-25.

[10] 许冠南，谢梦娇，潘美娟，周源.3D打印产业技术的演变与预测研究——基于专利主路径分析[J].北京邮电大学学报（社会科学版），2016，18（04）：77-85.

（作者单位：南京市科技信息研究所 江苏南京 210018）

[作者简介：季春（1980—），男，硕士，南京市科技信息研究所，副研究员，研究方向：科技信息管理与服务；高小惠（1992—），女，硕士，南京市科技信息研究所，助理研究员，研究方向：科技统计；汪小星（1980—），女，本科，南京市科技信息研究所，高级工程师，研究方向：科技统计。]

（责编：芝荣）