3D列印又稱為加法製造、增材製造或積層製造，該技術需先以電腦輔助設計軟體，將3D物體切割成眾多平面圖形，而後3D列印機器就會依照電腦指示，根據平面圖形噴射出可固化材料，最終會一層一層地推疊出3D物體。
其應用的領域非常地廣泛，包含食品、醫療、建築、衣服及交通等。在食品方面，若能開發可食用材料以供3D列印使用，將得以解決太空人的食物存放問題；另外，醫療領域的應用也著實令人期待，未來若能以該技術製作出人體器官，將有眾多的病患受惠。
而在台灣政府的政策推動下，近期於南部成立以醫療器材為主的3D列印示範場，有望帶動該產業的快速發展。因此，本文透過關鍵字「three、dimensional、printer、printing、additive」，初探3D列印於全球的專利技術佈局概況。
一、全球3D列印市場概況
近年全球3D列印之技術生命週期(三年期/一年為期)概況顯示，該技術生命週期分析出依據專利申請數量與專利申請權人數隨時間之消長，觀察3D列印技術產業所處之技術生命週期階段，如為：技術萌芽期、成長期、成熟期或是衰退期等。
如圖一之技術生命週期概況(三年期)顯示，橫軸為專利權人的投入量，縱軸為專利件數的申請量。相關技術產業在2014-2016年期間市場活絡程度仍有持續增長的跡象，人數相較前期增長241人，件數則增加1,300件。
圖一 近年全球3D列印之技術生命週期概況(三年期)
另外，針對一年期之技術生命週期圖顯示，專利申請件數及人數皆在2016年創新高，約739件及235人1，因此推論產業正處技術成長期階段。
近年全球3D列印之專利概況如圖三顯示，相關技術的專利申請量於2016年達最高點，約為739件；專利公開/公告數量整體呈現正向成長，並於2016年創下新高，高達703件2。
資料來源：各國專利局資料庫，華淵公司整理
(一)3D列印近年專利申請與獲證資訊
全球3D列印之專利申請與獲證數量如圖四所示，專利申請中數量約為3,000餘件，專利已獲證的數量約為1,300餘件，兩者差異約2.33倍，顯示多數專利仍未通過審核階段。
(二)全球前五大3D列印之專利佈局國家或屬地
全球前五大3D列印之專利佈局國家或屬地如圖五所示，其中以US(美國)為最大屬地，占比達32.31%，其餘依序為WO(世界智慧財產局)、JP(日本)、CN(中國)及EP(歐洲專利局)。
二、3D列印之專利技術分佈概況
3D列印之專利技術與應用分佈如下圖六所示，自環狀圖由右至左的色塊比例得知，該技術主要涉及3D object(3D 物體)、Composition(合成物)、Polish(研磨)、Build(建築/建造)、Layer(層)、Electrode(電極)、Printhead(打印頭)、Sinterable(燒結)、Channel(通道)及Nozzle(噴嘴)等。且由此分析顯示，該些技術亦為3D列印之核心佈局的前十大技術與應用主軸，並於圖七顯示TOP 1技術領域中之TOP 5申請權人。
圖七 於TOP1技術領域中TOP 5申請權人
三、全球3D列印之相關所屬競爭者分析
(一)相關所屬競爭者之技術佈局
根據圖九及圖十顯示投入該產業技術之標的公司，如STRATASYS LTD以綠色圓點標註，3D SYSTEMS INC以藍色圓點標註，RICOH CO LTD以紅色圓點標註，可看出相關標的公司於3D列印相關技術之分佈概況。
圖十 相關標的公司佈局3D列印之技術領域
(二)相關所屬競爭者之引證分析
下表顯示3D列印相關競爭者之TOP 5平均引證分析，其中包含被引證數(Forward Citation)與引證數(Backward Citation)。不論是以次數或平均數為基準，被引證及引證他人最多者皆為RES IN MOTION LTD，次數分別達644次及2,191次。
| 表一 產業競爭者之TOP 5平均被引證/引證分析 | |||
| Forward Citation | |||
| Assignee/Applicant | Patent | Cited | Average citation |
| 3D SYSTEMS INC | 97 | 644 | 6.64 |
| STRATASYS LTD | 125 | 506 | 4.05 |
| XEROX CORP | 213 | 399 | 1.87 |
| HEWLETT-PACKARD DEV CO LP | 362 | 267 | 0.74 |
| RICOH KK | 83 | 95 | 1.14 |
| 表一 產業競爭者之TOP 5平均被引證/引證分析 | |||
| Backward Citation | |||
| Assignee/Applicant | Patent | Cited | Average citation |
| 3D SYSTEMS INC | 97 | 2,191 | 22.59 |
| XEROX CORP | 213 | 1,367 | 6.42 |
| HEWLETT-PACKARD DEV CO LP | 362 | 1,145 | 3.16 |
| STRATASYS LTD | 125 | 934 | 7.47 |
| RICOH KK | 83 | 151 | 1.82 |
四、合作專利分類(CPC)與國際分類號(IPC)分析
(一)全球前五大之3D列印之CPC3技術分類號分佈
如圖十一和表二所示，3D列印主要CPC技術分類號主要以B33Y組群為主，依序為B33Y 10/00、B33Y 30/00、B33Y 70/00、B33Y 80/00及B29C 64/112。該些技術涉及製造流程、製造設備、產品及噴頭等。再者，透過CPC技術分類號的分析，提供給相關技術領域研發者，可利用此分類號更有效率地縮短前案的檢索搜尋，或比較相關前案技術特徵的時間。
| 表二 CPC技術分類號之詳細說明 | |
| CPC | Definition |
| B33Y 10/00 | Processes of additive manufacturing |
| B33Y 30/00 | Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor |
| B33Y 70/00 | Materials specially adapted for additive manufacturing |
| B33Y 80/00 | Products made by additive manufacturing |
| B29C 64/112 | using individual droplets, e.g. from jetting heads |
| 資料來源：各國專利局資料庫，華淵公司整理 | |
(二)國家/屬地之主要IPC4分類
圖十二顯示TOP 5國家/屬地及TOP 5 IPC之關係，在全球3D列印相關技術中可看出US (美國)以B29C0067技術佈局為主，數量達358件，其餘依序為B41J0002、B33Y0010、B33Y0030及C09D0011。
| 表三 IPC技術分類號之詳細說明 | |
| IPC | Definition |
| B29C0067 | Shaping techniques not covered by groups B29C 39/00-B29C 65/00, B29C 70/00 or B29C 73/00 |
| B41J0002 | Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed |
| C09D0011 | Inks |
| B33Y0010 | Processes of additive manufacturing |
| B33Y0030 | Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor |
五、全球3D列印之相關文獻
(一)近5年相關文獻主要涉及議題
下圖十三顯示近5年相關文獻(期刊/會議錄)主要研究之Top 4議題為Sensor(感測器)、Temperature(溫度)、Bioprinting(生物列印)、3D print(3D列印)。
圖十三 近5年文獻探討議題之分佈概
(二)近5年文獻議題分佈概況
全球近5年3D列印之相關文獻(期刊/會議錄)探討之議題分佈如圖十四，主要研究關於圖像、晶片、無線及偏差等。
(三)相關期刊之資訊
以下由近5年發佈之期刊中，搜尋出TOP 3引用數之期刊資料，詳如下表。
| 表四 3D列印文獻一部分期刊資訊 | |
| 欄 位 | 文獻一 |
| 文獻來源 | SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS,16 (3): - JUN 2015 |
| 標 題 | A review on powder-based additive manufacturing for tissue engineering: selective laser sintering and inkjet 3D printing |
| 作 者 | Shirazi, SFS |
| 被引用數 | 59 |
| 國 家 | ENGLAND |
| 表五 3D列印文獻二部分期刊資訊 | |
| 欄 位 | 文獻二 |
| 文獻來源 | CHEMICAL SOCIETY REVIEWS,45 (2): 359-376 2016 |
| 標 題 | Additive manufacturing of biologically-inspired materials |
| 作 者 | Studart, AR |
| 被引用數 | 49 |
| 國 家 | ENGLAND |
| 表六 3D列印文獻三部分期刊資訊 | |
| 欄 位 | 文獻三 |
| 文獻來源 | MICROFLUIDICS AND NANOFLUIDICS,20 (1): - JAN 2016 |
| 標 題 | Characterization and evaluation of 3D printed microfluidic chip for cell processing |
| 作 者 | Lee, JM |
| 被引用數 | 41 |
| 國 家 | GERMANY |
| 註1 | 2017年因各國專利資料庫部分未公告，該數字僅供參考。 |
| 註2 | 2017年因各國專利資料庫部分未公告，該數字僅供參考。 |
| 註3 | CPC: Cooperative Patent Classification |
| 註4 | IPC: International Patent Classification |
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