江超

（廣東省知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)中心，廣東 廣州 510530）

0 引 言

《中國制造2025》從國家層面提出了建設(shè)制造強(qiáng)國的行動(dòng)方案，其中增材制造技術(shù)是實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國的重要技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)綠色制造、高質(zhì)量、高精度制造，有效實(shí)現(xiàn)制造資源的循環(huán)利用。相比于傳統(tǒng)制造，增材制造技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化、復(fù)雜化、高性能的產(chǎn)品，在數(shù)字信息技術(shù)的加成下，能夠?qū)崿F(xiàn)制造產(chǎn)業(yè)的定制化、系統(tǒng)化、模塊化、信息化的產(chǎn)業(yè)鏈模式，最大化地利用全產(chǎn)業(yè)鏈的資源優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)智能制造，整合集群效益，使得制造產(chǎn)業(yè)有效地推動(dòng)各行各業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，放大整體經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)。

增材制造技術(shù)工藝包括光固化成型、材料噴射、黏結(jié)劑噴射、材料擠出、粉末熔合、片層壓和定向能量沉積等。

按照能量源分，有激光、電子束、電弧，按原料分憂粉末和絲材。其中，激光增材制造技術(shù)以能量集中、熱影響小、有效避免開裂現(xiàn)象等特點(diǎn)占據(jù)市場主導(dǎo)。具有代表性激光增材技術(shù)有激光金屬直接成型（laser metal direct forming，LMDF）技術(shù)，其原理如圖1所示。

圖1 激光金屬直接成型技術(shù)

廣東省是國內(nèi)最大的激光增材制造產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模和企業(yè)數(shù)量占全國的30%以上，相關(guān)企業(yè)營收超900億元，擁有10 余家上市企業(yè)，年?duì)I收超1 億元的企業(yè)超90余家，超1 000 萬元的企業(yè)1 000 余家。產(chǎn)業(yè)鏈涉及各個(gè)環(huán)節(jié)，包括激光增材制造的材料、掃描振鏡、激光器、整機(jī)裝備、應(yīng)用開發(fā)等。但是其中部分領(lǐng)域高度依賴進(jìn)口，特別是特種光纖、激光芯片、掃描振鏡、激光器、高端裝備等的關(guān)鍵材料和核心零部件，在逆全球化、中美經(jīng)貿(mào)摩擦等背景下，高端環(huán)節(jié)受限風(fēng)險(xiǎn)激增，產(chǎn)業(yè)向高端發(fā)展存在較大壓力。同時(shí)，精密激光智能裝備、增材制造裝備等自主研發(fā)的產(chǎn)品與國外先進(jìn)水平存在較大差距，總體上處于全球產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈的中低端，產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性有待提高。

1 激光增材制造技術(shù)專利分析

通過分析確定激光增材制造技術(shù)的國際分類領(lǐng)域?yàn)锽33Y、G06F113/10、B29C64、B22F10、B22F12 及其它們的下位分類，它們的分類定義如下：

--- B33 增材制造技術(shù)

--- B33Y *增材制造，即三維物品制造，通過增材沉積、增材凝聚、增材分層進(jìn)行3d 打印或立體照片或選擇性激光燒結(jié)

--- G06F 電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理

--- G06F113/00 *有關(guān)申請領(lǐng)域的詳細(xì)信息

--- G06F113/10 **附加制造，例如3D 打印

--- B29C 塑料的成型連接

--- B29C64 *增材制造，三維物體通過增材沉積、聚結(jié)或?qū)訅?，通過光固化或選擇性激光燒結(jié)

--- B22F 金屬粉末的加工；由金屬粉末制造制品

--- B22F10 *金屬粉末的專門處理

--- B22F12 *專門適用增材制造的設(shè)備或裝置或其輔助裝置或其組合

在檢索環(huán)節(jié)，考慮到激光增材制造技術(shù)的國際分類在增材制造領(lǐng)域比較準(zhǔn)確，因此在確定關(guān)鍵詞及其擴(kuò)展主要在激光相關(guān)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的領(lǐng)域限定。結(jié)合關(guān)鍵詞和技術(shù)領(lǐng)域分類號(hào)進(jìn)行檢索，并對檢索結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)引、篩選、去噪后，截至2022年3月9日，共檢索到相關(guān)專利申請22 961 件，經(jīng)過同族合并后18 641 件。

2 激光增材制造技術(shù)的全球?qū)＠暾堏厔?/h2>

將全球18 641 件相關(guān)專利按照申請年進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到年度申請量趨勢（如圖2所示），由于2021—2022年申請的專利尚未完全公開，該年度數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

圖2 2003—2022年激光增材專利申請趨勢

從圖2可以看到，激光增材的專利在2011年以前還處于萌芽階段，專利申請的年申請量平均維持在10 左右，該階段激光增材的技術(shù)還處于探索階段；在2011—2013年的兩年時(shí)間內(nèi)，激光增材的專利申請量才開始有明顯的提升，這個(gè)階段激光增材技術(shù)有了一些基礎(chǔ)性的突破，由此帶來了人們對3D 打印技術(shù)多種應(yīng)用場景的前瞻性探討，這期間美國通用電氣公司率先進(jìn)行了大量的激光增材制造的基礎(chǔ)性技術(shù)專利布局；從2013—2022年（2020—2022 因公開數(shù)據(jù)延遲導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確）期間，激光增材制造的專利申請量呈爆發(fā)式增長，可見人們對激光增材技術(shù)的應(yīng)用前景的看好，中國也是從2014年開始大量布局激光增材的專利申請。

從圖3可以看出，中國申請量幾乎占到了全球總申請量的一半，而國外的激光增材技術(shù)專利主要集中在美國、日本、韓國、德國申請人中，其中美國的申請量排在第二，且相比其他三國申請量較多。

圖3 激光增材專利申請國分布

3 激光增材制造技術(shù)的全球?qū)＠匾暾埲?/h2>

全球激光增材制造的國外申請人全球申請量排名和國內(nèi)申請人的國內(nèi)申請量排名如圖4、圖5所示。

圖4 激光增材制造專利國外前10 申請人

圖5 激光增材制造專利國內(nèi)前10 申請人

從圖4可以看出，激光增材制造的國外申請人中通用電氣遙遙領(lǐng)先，第二名西門子也遙遙領(lǐng)先后面的申請人，可以說通用電氣和西門子在激光增材制造方面是主要的申請人。而在國內(nèi)，結(jié)合圖5可知。國內(nèi)主要申請人主要是高校申請人，其中華中科技大學(xué)和華南理工大學(xué)分列前兩名，但也沒有拉開3 ～5 名很大差距。對比圖4、圖5可知國內(nèi)的激光增材制造技術(shù)主要是高校參與，涉及的企業(yè)不多，而高校的專利技術(shù)在向商用轉(zhuǎn)化的過程中可能會(huì)遇到一些困難，因此對于高校的技術(shù)能力真正轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品還還需要一個(gè)過程。

4 激光增材制造技術(shù)的主要發(fā)明人

激光增材制造技術(shù)國外的主要發(fā)明人是Frank HERZOG，申請量有92 件之多，他曾經(jīng)任職多家公司并作為公司申請激光增材技術(shù)專利的發(fā)明人，其中主要的申請量均在一家德國公司CL 產(chǎn)權(quán)管理公。排名二、三位的分別是HJustin Mamrak、Florian Bechmann，申請量相比Frank Herzog 少了一倍多，分別為36 和33 件。

激光增材制造技術(shù)國內(nèi)的主要發(fā)明人如圖6所示。從圖6可以看出，楊永強(qiáng)、史玉升分別排名1-2 位，處于第一檔。其中楊永強(qiáng)也是作為多個(gè)申請人的激光增材技術(shù)專利的發(fā)明人，其中主要申請人均為華南理工大學(xué)，公開資料顯示楊永強(qiáng)為華南理工大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，主要從事激光快速成型制造、激光材料加工、焊接裝備工藝方面的研究。

圖6 激光增材制造專利國內(nèi)主要發(fā)明人

5 激光增材制造技術(shù)的全球?qū)＠V訟統(tǒng)計(jì)

全球激光增材制造技術(shù)發(fā)生專利侵權(quán)訴訟的共有221件，其中地域分布和相關(guān)申請人排名如圖7、圖8所示。

圖7 激光增材制造專利侵權(quán)訴訟分布

從圖7可知，激光增材制造技術(shù)的專利侵權(quán)訴訟主要發(fā)生在日本、印度、美國、歐洲等地，相關(guān)專利的轉(zhuǎn)讓許可也比較頻繁，而我國目前并沒有相關(guān)侵權(quán)訴訟的發(fā)生，主要是一些轉(zhuǎn)讓和少量許可。這可能與國內(nèi)專利訴訟案件的整體環(huán)境和技術(shù)發(fā)展程度以及國外申請人的國內(nèi)布局?jǐn)?shù)量不多有關(guān)。從圖8中可以看到，涉及訴訟的申請人的案件也并不多，基本都在幾件左右，但可以想象，未來激光增材制造技術(shù)的大量應(yīng)用，對制造業(yè)的影響力增大，各國申請人為搶占市場低位，相關(guān)侵權(quán)糾紛也會(huì)逐漸增多。

圖8 激光增材制造專利侵權(quán)訴訟主要申請人

6 結(jié) 論

通過對激光增材制造的全球?qū)＠恼w情況進(jìn)行分析可知，激光增材制造產(chǎn)業(yè)國內(nèi)外專利布局已經(jīng)有一定的規(guī)模，國外申請人主要是企業(yè)申請人，而國內(nèi)主要是高校申請人，這也是我國激光增材制造產(chǎn)業(yè)處于全球產(chǎn)業(yè)鏈的中低端的一種體現(xiàn)，如何將國內(nèi)高校的激光增材制造專利技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)業(yè)中去，是當(dāng)前國內(nèi)產(chǎn)業(yè)需要急需解決的問題。

對于國內(nèi)激光增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)加強(qiáng)高校和企業(yè)的合作，積極推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研等相關(guān)項(xiàng)目的落地，同時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注高校重點(diǎn)發(fā)明人的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化以及人才引進(jìn)工作。另外考慮到國內(nèi)還沒有相關(guān)專利的侵權(quán)訴訟案件，雖然國外有一些專利侵權(quán)訴訟案件，但數(shù)量也并不多，考慮到激光增材技術(shù)作為一個(gè)新技術(shù)，其在將來的應(yīng)用場景的多元化特點(diǎn)，應(yīng)做好準(zhǔn)備，把控好專利文件質(zhì)量，做好風(fēng)險(xiǎn)排查，在競爭中尋求合作，以更好應(yīng)對將來可能發(fā)生的侵權(quán)訴訟風(fēng)險(xiǎn)。