3D列印義齒商業計劃書

文思社 人氣:5.73K

1. 行業及技術分析

3D列印義齒商業計劃書

(1)行業分析

國外3D列印義齒裝置研製較早,技術較為成熟,近幾年市場上約50%左右的義齒裝置主要依賴進口,但存在裝置售價高,維護保養成本高、週期長的硬傷,導致齒科加工行業的綜合成本仍然居高不下。

由於國內3D列印技術發展較晚,雖然涉足金屬3D列印的公司逐漸增多,但大部分專注於通用3D印表機的發展,無專注細分行業,處於“通過答案找市場”的階段,針對義齒專機裝置研製的公司寥寥無幾,國內最早研製義齒專機裝置的公司為南京前知科技和華曙高科,都於2017年完成小型金屬3D印表機的研製,國內95%以上的增材製造裝備製造企業專注於3D列印綜合類裝置的研發和生產,但由於義齒的尺寸較小、成型精度要求高,不符合綜合類裝置基板設定,採用綜合類裝置列印容易造成資源浪費和成本的增加,不適合在齒科行業企業(如義齒廠等)的推廣應用。

(2)技術分析

①總體思路

為推動傳統齒科加工行業的轉型升級,擺脫國外義齒專機研發的技術壁壘,填補省內空白立項該義齒專機專案。

由於傳統鑄造工藝流程為印模、蠟型、包埋、燒圈、鑄造、開圈、噴砂與車金,其中蠟型、鑄造、包埋、失蠟屬於汙染工序,且鑄造工藝存在一次鑄不全,需要多次鑄造,且剩餘的新鋼尾料使用1-2次之後就會有氣泡、沙眼和鋼孔,不能再使用,時間和資源成本高,且產品質量主要依賴於技工的技術經驗,返工率高,且老技工的流動性大,企業的留人用人成本較大。

要解決以上問題,主要是研發一種新技術和新工藝,代替傳統鑄造工藝中的鑄造工藝,避免一切影響產品質量的因素,3D列印義齒專機有針對性的解決了這些問題,採用最先進的SLM鐳射選區熔化成型工藝,以3D列印技術為支撐,以節能減排為指導,生產工藝流程僅需要三維口腔掃描、設計排版、金屬3D列印、熱處理、噴砂與金屬微處理等5個流程措施,材料利用率達到90-95%,大大削減高汙染高能耗環節,生產的義齒產品效能接近鍛造效能,達到國家二類醫療器械產品標準。

②技術方案

第一步:專案調研,瞭解國內外3D列印義齒專用裝置研究發展現狀、傳統義齒行業現狀、存在問題,瞭解市場客戶需求,採用SLM選區鐳射熔化成型理論對產品進行定位和設計,確定設計理念,制定設計方案並進行論證,優化設計方案中的具體引數。

第二步:產品定位:活動義齒牙冠,牙橋,及固定義齒支架,材料包括鈷鉻合金和鈦合金,義齒產品具有定製式個性化需求。

第三步:工藝研究

A.3D列印成型理論:3D列印技術原則上可製造出任何形狀的物體。在臨床醫學領域,可利用CT、MRI或鐳射掃描等獲取組織器官的影象資料,經計算機圖形軟體處理,利用數字建模軟體設計並重建數字化三維模型,再經過3D印表機就能製造出組織或器官的模型。

B.成型工藝:SLM鐳射選區熔化工藝

成型尺寸:圓形成型缸設計,成型尺寸為100*100,一盤列印義齒數量100顆,列印時間為3小時,基本等同於設計一般的時間,節省設計等待時間,使得設計與列印無縫銜接。

C.可追溯性:裝置內建攝像頭,可全程實時監控列印過程,產品具有可追溯性,安全性更高。

D.金瓷結合性:運用材料學理論和力學理論,成型材料選用鈷鉻合金和鈦合金,擁有良好的生物相容性,無毒性,無刺激性,可長期在口腔環境中使用,提高列印產品的金屬效能,使得金屬材料更好的與陶瓷結合,烤瓷效能更優。

第四步:技術創新和裝置研製

機械、光學、電氣系統設計:運用機械工程學理論和工業設計學理論,根據裝置外觀和功能設計,研發和採購各功能組建所需零件,研華工控機搭配施耐德電氣、SMC元器件、igus軸承,PLC控制組成電氣系統;定向研發專用鐳射器搭配德國高精度二軸振鏡組成光學系統,研發了一種鐳射列印用運動支架;鋁型材框架搭配國內知名機加工廠加工元件組成機械元件;系統性能測試:進行各系統功能的試驗。

裝置組裝和研發改進:對儲粉和供粉裝置、全密封鑄造腔體、全鋁整體性缸體及高精度活塞運動系進行研發,對掃描系統、光路和裝置的外觀裝置進行設計研究。

第五步:軟體自主開發

運用資訊科技學理論進行軟體開發,軟體控制介面,主要包含裝置引數、加工條件列表、加工引數設定、層控制曲線、日誌、裝置狀態、加工過程、工藝包等幾大模組,可以保證各個部件之間通訊和優化的方便,尤其是增加額外配置時,能夠方便的新增軟體模組,既保證裝置的正常、精確控制,同時還能夠進行工藝路徑、引數細化的設計,確保人機操作介面簡單、清晰,滿足普通技術人員的操作要求。

第六步:軟體安裝和裝置除錯執行。

第七步:裝置產業化及應用推廣,主要針對義齒廠和義齒加工中心進行應用推廣。

在此過程中,公司研發團隊取得了以下技術成果:

A.攻克現有3D列印技術中使用微動開關控制方式滑塊迴歸設定不準確的問題,在精確位置控制系統上進行技術創新,研發了一種3D印表機位置開關的控制方法。

B.攻克現有技術中金屬或石墨坩堝在裝置工作腔體密封性上的缺陷,在全密封鑄造腔體結構上進行技術創新,研發了一種全密封鑄造腔體。

C.擺脫3D列印裝置對第三方控制軟體的依賴和限制,自主研發了“3D列印鐳射義齒成形裝置控制軟體V7.0”、“金屬材料3D列印控制軟體V1.0”。

D.攻克現有技術中軟體直接控制列印導致使用者學習難度增加的問題,在3D列印支撐結構上進行技術創新,研發了一種鐳射3D列印義齒的支撐結構;

E.攻克現有技術中電動缸元件的缸軸使用時出現受力不均歪斜,導致活塞運動不順暢的問題,在高精度活塞缸體運動系統上進行技術創新,研發了一種高精度活塞缸體運動系統。

F.攻克現有技術中無法同時兼顧列印產品的精度、效率、安全隱患,控制產品的質量的問題,在3D列印方法上技術技術創新,研發了一種先進3D列印方法。

G.攻克現有技術中基板實際使用面積減少,更換操作複雜等問題,在成型缸活塞與基板連線結構上進行技術創新,研發了一種鐳射列印用成型缸活塞與基板連線結構。

H.攻克現有技術中的不足,進行二軸振鏡掃描系統及光路設計,研發了一種鐳射列印用運動支架。

I.攻克現有技術中金屬粉末易與外界發生氧化汙染影響列印質量問題,在密封儲粉裝置上進行技術創新,研發了一種多重密封儲粉裝置。

③實施效果

A. 技術的轉化程度:以上技術創新均完成成果轉化,並應用到整機裝置中,整機研發完成並實現產業化生產。

B. 應用範圍及推廣情況:以上技術全部整合應用到3D列印義齒專機整機的成果轉化上,實現3D列印義齒專機的研發和生產。主要應用在口腔醫療行業——義齒加工廠、義齒加工中心,為終端客戶(口腔患者)提供活動及固定義齒牙冠、支架的列印服務。

3D列印義齒專機目前已銷售近200臺,銷往東北、山東、江浙滬、湖南等30多個省市區,預期2021年可實現銷售收入突破6000萬人民幣,預計市場佔有率超過30%。義齒專機以3D列印為支撐,以節能減排為指導,以現代的機械生產代替傳統的手工勞動,推動齒科加工行業由勞動密集型、高能耗型向科技型、低耗環保型轉型升級。

2. 市場及競爭分析

(1)產品市場概況

目前3D列印義齒專機裝置的研製在國內屬於初期發展階段,需求主體主要為義齒廠和醫院,市場正處於磨合到接受的階段,潛在市場巨大。

3D列印齒科正在經歷快速的增長期,預計到2022年全球3D列印齒科達到35.7億美元,3D列印義齒市場前景廣闊。而3D列印義齒專機憑藉其在人力成本、時間成本和高精確度的絕對優勢在市場中勝出,發展趨勢大好。

(2)市場需求程度

據瞭解,由於人口老齡化,據估計我國到2020年,老年人口將達到2.48億,老齡化水平將達到17.17%。老年人較高牙齒缺失率將不斷增加齒科行業市場規模。

在齒科的醫療領域中,傳統的鑲嵌或者種植牙齒,對醫師的操作水平和熟練程度要求很高,通過牙齒模具做出牙齒後,需要經過多次切削打磨等一系列工藝處理,而且做出的牙齒常會出現牙齦不適,牙槽無法相溶,牙間縫隙過大等影響牙齒美觀,需要二次修正的問題,義齒專機的出現解決了以上問題。

近幾年,國內增材製造行業內企業大部分專注於通用3D印表機的發展,無專注細分行業,處於“通過答案找市場”的階段;而國外義齒專機裝置售價高,維護保養成本高,我們亟需通過自我創新實現齒科行業在製作義齒方面的關鍵技術突破,推動實現整個齒科行業的轉型升級。基於此背景,公司成立研發團隊進行3D列印義齒專機裝置的研製。

(3)規模及增長趨勢

隨著3D列印技術的日漸成熟,3D列印在醫療領域的應用趨於廣泛。根據3D列印知名調研機構SmarTech的研究資料表明:3D列印齒科正在經歷快速的增長期,預計到2022年全球3D列印齒科達到35.7億美元,3D列印義齒市場前景廣闊。

據統計,中國90%人口(約12億)有口腔疾病,45歲以上(40%)人均缺牙4.5顆,60歲以上人均缺牙8顆,全國共缺牙25億顆,並且每年新增1億顆。全國大約有18000個口腔科、75000個診所、6000個義齒廠,我國每年口腔醫療消費約1000億元,年複合增長率達30%,毛利率超過50%。義齒專機量產後,三年內可替代齒科市場60-80%的傳統義齒加工服務,年產值達到3000-5000萬。德摩資本的《中國齒科產業及投資研究》,中國齒科規模已經突破千億元人民幣,並在未來的5-10年中將維持20%左右的年複合增長率。

(4)市場定位的合理性

金屬3D列印口腔高階裝備於2018年立項研發,2018年12月第一臺樣機完成,經執行除錯,2019年4月正式投放市場,目前已銷往全國各地,東北三省、江浙滬及山東等地。該裝置以3D列印為支撐,以節能減排為指導,整合原理、結構和效能等方面的重大創新研製而成,可列印鈷鉻合金、鈦合金和高溫合金。其操作特點在於:遠端監控,內建攝像頭,可全程監控列印過程,實時提供列印服務和技術支援;基板設計尺寸合理,列印靈活,節省設計等待時間;自主研發軟體介面,操作性方便快捷,引數開放更有利於工藝優化、材料研發。該裝置在列印義齒及牙冠的精度、質量和速度上有絕對的優勢。

(5)未來市場銷售預測

中國95%人口(約12億)有口腔疾病,全國大約有6000-8000家義齒技工廠,每年口腔醫療消費約1000億元,年複合增長率達30%,毛利率超過50%,義齒機量產預期三年內可替代齒科市場60%-80%的傳統義齒加工服務。

大健康產業已經是全球第一大產業,年支出總額佔GDP總額約1/10。從國內看,2013年,我國大健康產業規模接近5萬億元,約佔GDP總額的8%,到2023年有望突破20萬億元。

(6)競爭分析

目前國內成功研製出雙鐳射金屬3D列印裝備的企業不超過10家,我公司研發的雙鐳射金屬3D列印高階裝備,與國內同類產品相比,具有以下優勢:

競爭對手

專案

競爭對手情況

創瑞鐳射優勢

西安鉑力特

產品效能、運營成本、品牌優勢

1.掃描速度7m/s;

2.軟體採用Magics軟體,長期成本較高,且依賴於第三方,不利於產品的快速迭代升級。

1.掃描速度15m/s,成型速率更高

2.日本留學歸來軟體研發團隊自主研發軟體,利於長期節約成本;

3.品牌:創瑞“CharmRay”品牌,註冊商標

南京前知

產品效能、產品價格品牌優勢

1.應用:針對義齒加工設計;

2.雙鐳射金屬3D印表機,雙200W鐳射配置,最大成型尺寸180×250×180mm,在義齒產品的大規模個性化定製在數量和效率上較單鐳射裝置的優勢不顯著。

3.售價相對較高,市場佔有率低。

1.應用範圍更廣,可用於高階口腔醫療、工業和航空件小型結構緊韌體的列印和減重設計。

2.雙500W鐳射配置,最大成型255×255×300mm,在義齒產品的大規模個性化定製上較單鐳射裝置具備絕對優勢。

3.業務拓展能力強,義齒行業市場佔有率較高。

4.品牌:創瑞“CharmRay”品牌,註冊商標

雷石智慧製造

產品效能、品牌優勢

雷石採用送粉式3D列印系統,熔覆技術廣泛應用於汽車、模具、工具等機械製造業的箱體零件、殼體零件、盤類零件及異形零件的直接製造和加工。

1.工藝:公司採用鋪粉式3D列印系統以鐳射為熱源,配置三維分層和路徑規劃軟體。

2.列印產品效能:製造出的金屬零件力學效能更優良、表面質量和尺寸精度更高,專門用於醫療、汽車、模具等零部件的快速成型和製造,應用範圍更廣。

3.品牌:創瑞“CharmRay”品牌,註冊商標

據瞭解,德國通快公司於2019年2月推出的牙科義齒3D金屬印表機——TruPrint 1000,列印一顆牙需要3分鐘。同是行業內為人熟知的德國EOS金屬印表機和國內行業熟知的華曙高科為義齒客戶量身定製的金屬3D列印裝置FS121M-D,分別擁有150顆/8小時和150顆/6小時的列印速度,而我們生產的印表機擁有100顆/3個小時的列印速度,經過粗略比對,我公司研製的CR-SLM100型義齒裝置比德國公司裝置的列印效率提升了近兩倍,比國內華曙高科的裝置的列印效率提高了1.3倍。

3. 人員與組織結構

建立總經理負責、專家團隊領頭、研發部經理主持運營、研發人員和技術創新人員協同創新、各部門協調配合的組織管理體系,並通過了ISO9001管理體系認證。

總經 辦:負責公司行政人資、專案申報及管理、倉庫管理。

營銷中心:負責公司業務銷售。

研發中心:負責公司新產品的研發。

生產中心:負責公司產品生產、計劃下達及採購。

服務中心:負責公司售前、售後技術支援。

財務中心:負責公司財務相關事宜。

公司架構圖如下:

4. 經營管理

(1)員工持股:公司目前無員工持股政策。

(2)勞動合同:公司制定並下發《人事招聘與勞動合同制度》,勞動合同相關事宜由總經辦綜合部嚴格按照勞動合同法和公司制度統一管理和監督,建立人事檔案。

(3)智慧財產權管理:公司制定並下發《科研專案管理制度》、《智慧財產權管理制度》等規範智慧財產權管理,由總經辦綜合部嚴格按照智慧財產權相關法律、法規及公司規章制度進行統一管理和監督,建立智慧財產權檔案,進行智慧財產權維護。

(4)規章制度:公司制定並下發人事薪酬、研發專案管理、研發人員管理、財務及安全生產等相關制度,建立了完善的質量管理體系,由各部分按照各自崗位職責貫徹執行。

5. 財務分析報告

6. 盈利模式及社會價值

盈利模式

(1)產品的市場行銷策略

隨著3D列印齒科發展,規模化、時效性成為該行業主要發展方向,單臺裝置運營維護成本等問題,將市場集聚,列印中心將會以代工的形式快速發展。而受限於物流運輸的時效性問題,列印中心又將呈現地區性特點。

因此我們為顧客提供涵蓋裝置製造、材料選購、裝置安裝除錯、引數設定、裝置售後維修、產品三維設計和排版、3D列印服務為一體的整套義齒解決方案。由於公司產品的特殊性,產品銷售組織方式以線下口碑銷售為主,線上銷售為輔。

(2)產品的獲利模式

①裝置銷售:義齒專機裝置等直接銷售,一次性收取費用。

②與金融產品相結合模式:分期付款,融資租賃。

③3D列印服務:根據客戶提供牙齒模型,進行義齒列印服務,收取服務費用。

④成立義齒加工中心:提供3D列印裝置+熟練操作人員。

⑤提供整體綜合解決方案:企業管理、能源改造、人員培訓等。

公司通過與國內知名義齒廠合作建設義齒高階3D列印中心,同時積極參與國內醫療器械展銷會,提供裝置和加工服務外,同時介入人員幫助義齒企業提升經營管理,知識提高技術培訓,提升義齒廠的綜合競爭力。

社會價值

3D列印義齒專機目前已銷售近200臺,銷往東北、山東、江浙滬、湖南等30多個省市區,預期2021年可實現銷售收入突破6000萬人民幣,預計市場佔有率超過30%。義齒專機以3D列印為支撐,以節能減排為指導,以現代的機械生產代替傳統的手工勞動,推動齒科加工行業由勞動密集型、高能耗型向科技型、低耗環保型轉型升級。

7. 風險分析

1.市場開拓風險:市場接受時間較長;市場競爭日趨激烈,低價廉質產品的湧入。

對策:引進國內同行業專業、有經驗銷售團隊進行市場推廣;優化工藝引數,根據市場需求推出不同價位產品,保持一如既往的優質服務

2.技術風險:行業的快速發展如技術更新慢很快被淘汰。

對策:除自有科研人員外,積極對接科研院所,定期舉辦行業產業大會,確保技術的先進性,不斷對工藝進行改進。

3.財務風險:研發投入及裝置運營投入較大。

對策:引入第三方資金,裝置銷售過程中結合第三方進行融資銷售。

4.人員流動風險:由於公司正處於成長期,人才流動相對較大

制定員工激勵政策,定期對員工進行面談,增強員工滿意度,對於高技術人才,制定高薪酬體系。

8. 附錄