3D打印技术对专利实施的潜在挑战与对策思考-Stratasys3D打印机

3D打印技术作为一项新兴制造技术发展到今天, 对技术创新、产业革命、立法修订以及人类生产生活方式等诸多领域具有潜在且深刻的影响,已逐渐成为当前全人类共同面对的一大焦点议题,该焦点中既蕴含着机遇,又潜藏着挑战。

3D打印技术全称为三维打印技术,又称快速制造技术、快速成型技术、增材制造技术等,是一种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, 通过逐层添加打印方式构造物体的技术 。数字模型的设计文件被3D打印机识别后,操作者便可直接且快速地制造出模型文件中的物体 ,该 物体既可以是日常生活中的常用品,又可以是建筑物、汽车、航空航天、军事等领域的关键部件或整体,还可 以是医用设备、人造骨骼和器官。

3D打印技术工艺经过20多年的发展, 已由立体光刻(SLA)、熔融沉积式(FDM)、选择性热烧结(SHS) 、选择性激光烧结(SLS)发展到电子束自由成形制造(EBF)、直接金属激光烧结(DMLS)、分层实体制造(LOM)、数字光处理(DLP)等多种先进工艺技术。随着技术革新,3D打印成本会大幅降低, 这一技术也将逐渐普及。

2 基于专利视角的3D打印技术进展

专利信息承载着技术、法律、商业等多方面情报,是一种重要的战略性信息资源。从1977年第一件3D 打印技术专利授权[4] 到2014年涉及选择性激光烧结 (SLS)、立体光刻(SLA)、熔融沉积式(FDM)技术的多项3D打印关键专利已经或即将陆续宣告到期[5] ,技术发展、 企业研发方向调整、市场竞争格局变化,都能通过专利信息看出端倪。本文通过对3D打印技术和工艺进行深入分析,结合3D打印技术的名称特点,同时基于Innography专利分析软件,共检索出3D打印技术全球专利10  121件

2.1 全球专利申请量
美国3D打印专利申请量长期位居世界第一,且从2003年起申请量始终保持在每年150件以上。WIPO和中国在该领域专利申请量增长迅速。2013年,中国3D打印发明专利申请量接近350件,达到历史最高点。中国作为制造业大国,面临经济结构调整和制造业转型升级的大环境。在此背景下,3D打印技术在中国的研发和应用将拥有巨大潜力(由于innography软件中专利数据较实际情况具有一定滞后性,图1中除中国外的其它国家和地区2013年专利数据未统计)。

图1 五大专利局3D打印发明专利申请量变化 趋势 资料来源:Innography

专利分析软件, 检索时间为2014年7月23日2.2 SIPO专利申请状况 中国作为3D打印技术的新兴国家,近年来在该领域研发和专利数量发展迅速, 尤其在激光直接加工金属工艺方面发展快速,3D打印技术在中国具有巨大发展机遇  。1995年至今,中国3D打印专利申请量达到 1  289件,授权量为734件,以西安交通大学、华中科技大学、上海交通大学、清华大学等知名高校为主要专利权人,而国外在中国的3D打印专利权人(以美国、德国为代表)则以企业为主。这说明国外在3D打印技术市场化方面较国内有较大优势,企业作为研发 主体减少了成果转化中间路径,将更有利于技术的快速市场化和商用化。

表1 中国专利局3D
打印专利主要申请人专利申请人 所在地机构类型专利数量西安交通大学中国
高校26华中科技大学中国高校18Evonik Industries Ag德国公司153dSystems Corporation美国 公司15Stratasys Ltd.美国&以色列公司14上海交通大学中国高校13清华大学中国高校10上海大学中国高校10西北工业大学 中国 高校8深圳Estar Display tech公司中国
公司 8 资料来源:Innography专利分析软件, 检索时间为2014年7月23日2.3 近期相关专利侵权诉讼 专利侵权诉讼是竞争主体之间对抗方式的主要体现,其目的有两个层面意义:一是专利权人利用法律手段保护其自身权利不被侵害; 二是专利权人将专利侵权诉讼作为其商业策略的一部分,利用诉讼实现对竞争对 手的抑制,以占领市场。

通过对近10年美国较有影响 的3D打印专利侵权诉讼进行不完全统计,可以清楚地看出,从2012年起3D打印专利侵权诉讼呈密集高发态势,仅2012-2013年两年间就有7起诉讼,比2004-2011年3 D打印专利诉讼数量总和(6起)还要多。对涉案专利具体内容进行阅读分析后,可对这些3D专利侵权诉讼的主题进行归类,其中3D打印设备与工艺专利侵权最多,同时包括一些3D打印外围技术(如软件与数控技术)和3D打印机零部件侵权案例(见表2)。随着3D打印产业的发展,使用3D打印这项技术进行生产制造的成本将大幅降低,个人家庭3D打印机在不久的将来也许会像电脑一样普及。可以想见,与这项技术相关的专利侵权将出现“井喷” 。

3 3D打印对专利实施的潜在挑战

专利实施是指将已获得专利权的发明创造应用于工业生产, 从这个意义上讲,实施的通常含义是指制造专利产品或使用专利方法[ 8] 。本文以一件专利公开号为CN102635887A的中国专利为例,论述专利侵权认定的难度所在。这是一件于2014年7月23日授权的一种减震减噪的吸油烟机中国发明专利,由涡轮组件、吸油烟机外壳、烟道和减震装置4大构件组成。假使小王购买并使用了这件专利产品, 由于使用不当造成吸油烟机涡轮叶片损坏,导致吸油烟机无法继续正常工作, 而原厂更换涡轮叶片将产生很高费用。小王偶然间从一个著名3D打印网站发现了这台吸油烟机的3D打印设计文件(CAD图) ,随即下载该电子文件并用自家3D打印机“打印”了一件与原配件一模一样的吸油烟机涡轮叶片。 由此产生了如下专利侵权认定问题:

①小王以及与小王行为类似的其他个体利用3D打印机进行个人制造专利产品的行为是否构成专利直接侵权?依据现行中国专利法似乎还难以定论;
②小王仅制造了吸油烟机全部构件中的一个,即吸油烟机零部件,并未覆盖吸油烟机全部权利要求, 其行为是否构成专利间接侵权?这一点在中国专利法中尚属空白;
③3D打印网站分享了专利产品的3D打印CAD图,该网站虽不是直接侵权人, 但可能直接导致专利侵权的发生,给专利权人造成损失,是否也应负有侵权连带责任;
④在网络相对虚拟的环境下, 专利权人的实际损失难以界定,现阶段还不能简单根据3D打印CAD图的下载量或用户网络IP确定,与此同时,专利侵权调查取证的难度也由于网络的无边界性而加大,因为与小王类似的网络用户可能有成千上万 [9] ;
⑤3 D打印设计文件(CAD图)可专利性问题将成为专利侵权认定的一个基础性新问题,在3D打印时代,如果3D打印设计文件成为专利保护客体,即传播、销售3D打印CAD图也可能构成专利侵权,将对3D打印专利申请主体的专利申请和保护策略提出新要求。

3.1 对直接侵权的挑战
在上例专利侵权认定的第一种情况中,小王用3D打印机进行个人专利产品制造,且该行为不以生产经营为目的。中国专利法第11条规定,专利侵权须以“以生产经营为目的”为要件,中国专利法第69条同时规定了专利侵权的5种例外情形。依据现有法律条款,利用3D打印机进行个人专利产品制造的行为仅供满足自身使用或专为科学研究及实验而使用专利产品, 并非以生产经营为目的,不构成专利侵权。中国这一法律现状与欧洲大部分国家相似,即私人非商业性 使用不视为侵权 。而美国专利法中并无“以生产经营为目的”的专利侵权要件[11] 。如上文所述,由于3D 打印时代,类似小王仅为满足自身需求而用3D打印机制造专利产品的行为将越来越多, 当这些行为产生的影响叠加起来,对专利权人造成的损失从效果上讲与一般商业性专利侵权无异时, 如何有效保护专利权人的利益?在实践中,即使专利权人想要通过诉讼维护自身权益,在诉讼对象选择、侵权取证以及损失确定等方面都存在较大困难。

此外,3D打印电子文件包含制造产品的全部数据和代码信息,作为3D打印技术专利区别于其它一般制造技术专利的重要部分,3D打印电子文件可能成为专利直接侵权的导火索。个人或网络运营商以盈利为目的传播和销售3D打印电子文件的行为,在现有3D打印商业模式下将成为获利主体。然而, 当电子文件不作为某一3D打印机专利或打印工艺专利权利要求的一部分时,便不能算是专利产品的零部件,个人或网络运营商的传播和销售行为也就不能算作直接或间接侵犯专利权行为。如果要将个人或网络运营商传播和销售3D打印电子文件的行为归为直接侵权,那么专利权人就应对3D打印电子文件单独申请专利保护。此时,电子文件可专利性问题便成为探讨的重点和难点,一旦3D打印电子文件具备可专利性,销售、许诺销售3D打印电子文件专利的行为无疑可按照直接侵权来处理,也无需再考虑销售、许诺销售的专利产品是否已经制造出来这一事实前提。基于此,有必要以3D打印电子文件这一专利领域“ 新生事物”为突破口,在不随意“撼动”现有专利直接侵权体系的前提下,做到预防直接侵权, 最终有效平衡专利权人与公众之间的利益。

3.2 对间接侵权的挑战
网络的推波助澜致使知识产权侵权现象越发频繁,网络环境下知识产权间接侵权应在3D打印时代得 到更多关注。目前,世界上许多国家,如美国 、德国 、英国、日本、韩国等均建立了专利间接侵权制度。 在数字和网络时代部分“弱化”专利权人的权利时,从专利法角度给予专利权人直接侵权之外的延伸救济,能够有效规制专利侵权现象,保护专利权人的合法权益。然而,中国的专利间接侵权制度尚处于探索和争议阶段。中国专利法第11条仅规定了直接侵权的几种情形,对间接侵权行为则依照《中华人民共和国民法通则》第130条和《关于贯彻执行〈中华人民共和国民法通则〉若干问题的意见(试行)》第148条中关于共同侵权的规定。这种看似合理的组合实则将间接侵权建立在直接侵权基础之上, 即如果直接侵权不成立,间接侵权也就成了无本之木。这虽然符合国外主流司法实践,但由上述小王的假设案例可知,网络经营者以商业目的传播和销售3D打印电子文件的行为虽然未必造成专利直接侵权,但网络经营者的获利直接导致了专利权人利益的损失。因此,这种将间接侵权建立在直接侵权基础上的理论在3D打印时代显得不合时宜。

另外,中国现行以共同侵权原则判定间接侵权行为的法律体系在司法实践中存在诸多不适应性。例如,在责任承担方面,共同侵权人承担侵权连带责任,可作为法院依职权追加的被告,而专利间接侵权人应承担独立责任,可作为独立被告。从立法宗旨上讲,专利间接侵权制度较之于适用范围较大的共同侵权制度, 对象更加具体明确,共同侵权行为在很多情况下与专利侵权可能并无关系。在3D打印时代,个人非盈利性制造专利产品、个人上传3D打印电子文件、网络运营商传播和销售3D打印电子文件等行为将使专利权人遭受比直接侵权更大的损失, 中国专利法中关于间接侵权制度,尤其是对间接侵权中引诱侵权、帮助侵权规定的缺失亟待改进。 3D打印技术也对中国最高人民法院《 关于审理侵犯专利权纠纷案件应用法律若干问题的解释》第7 条的完全覆盖原则提出了挑战。根据完全覆盖原 则,如果被控侵权物没有覆盖专利权利要求的全部技术特征或等同特征,例如,缺少其中一项必要技术特征 或等同特征,则不构成专利侵权 。也就是说,小王获 取3D打印电子文件后,仅制造了抽油烟机中风机叶片这一部件而非整个抽油烟机, 并不侵犯他人专利权。简单以完全覆盖原则判定是否侵权,而没有专利间接侵权或专利产品零部件侵权的缓冲区设置,在3D打印时代,将增加市场上侵权产品或近似侵权数量,不仅会增加司法运行和执法过程成本,也会因模仿和抄袭的增加降低整个社会的创新动力。

3.3 3D打印电子文件可专利性
3D打印电子文件包含3D打印产品的全部设计信 息,将3D打印电子文件导入3D打印机,即可向打印机发出指令并完成产品制造。与专利保护相比,著作权保护力度则明显较弱。首先, 著作权保护范围是作品表现形式而不延及其主体和思想,3D电子文件除包含产品设计数据以外,必然包含3D打印机兼容性代码以及3D打印工艺过程命令等技术方案信息,这与专利保护技术方案的原则更为符合,仅以著作权保护3D打印电子文件是不够的。其次,著作权在权利划分与归属方面存在天然的困境,在对于是否构成侵权的判定上往往主观性较强,不利于侵权判定,以及合理市场竞争秩序的构建, 该缺陷在专利保护方面则通过权利要求明确保护范围得到了弥补。最后,著作权的获得无需进行任何登记或事先批准,与专利权获得的途径相比虽更为便易,但由于3D打印电子文件直接关系到3D打印产品制造的工艺、方法和其它许多重要技术细节,无论是著作权自动获取还是计算机软件登记注册,均不足以达到专利对技术信息的筛选和对技术进步的有效促进。 《中华人民共和国知识产权局专利审查指南》第二部分第九章规定:“当一件涉及计算机程序的发明专利 申请是为了解决技术问题,利用了技术手段和能够产生技术效果时, 表明该专利申请属于可给予专利保护的客体”。

在当前专利保护体系下,绝大多数国家法律均认为计算机软件所体现的技术方案并不需要依托硬件加以实现,即软件本身构成了技术方案,也就承认了3D打印电子文件独立成为专利法保护的客体。美国法 院在司法实践中多次强调,计算机程序发明的权利要求无论是方法还是产品,均不影响法院对专利性的判断。在3D打印时代,专利申请人对3D打印电子文件这一新生事物无论申请产品专利还是方法专利,在申请策略与权利要求撰写策略上都有许多探索与尝试的空间,同计算机软件专利类似,也将面临潜在专利授权风险。

4 对策与建议

4.1 完善直接侵权制度
3D打印技术将带来个人“自给自足”式的生产制造,这一状况将随着3D打印技术专利的激增和3D打印设备与产品商业化的加速而更加普遍。依照中国专利法第11条中“以生产经营为目的”这一直接侵权要件, 非生产经营目的下制造、使用、许诺销售、销售、进口专利产品或依专利方法直接获得产品等行为均难以受到规制,专利权人的合法权益无法得到保障。3D打印时代带来了专利数字化,而这种数字化、网络化本身增加了专利权人保护、控制其专利的难度。同时,3D打印时代个人化制造的叠加和复制效应给专利权人带来了更大冲击。 TRIPs协议第28条规定了专利直接侵权的最低标准,其中并未包含“以生产经营为目的”及类似要件,第30条在此基础上规定了各成员对专利赋予专有权规定有限的例外原则。各国可在TRIPs第30条原则基础上设定合理例外。在美国专利制度中,即使不以生产经营为目的, 个人使用专利技术的行为仍然被视为侵权,英国专利制度则更为严格,规定未经许可持有专利产品也被视为侵权 。依据TRIPs原则要求并结合3D打印时代个人制造“ 井喷”的现实,“以生产经营为目的”这一直接侵权要件在不合理损害专利权人合法利益的情况下应被取消或有更为明确的定义。为减小修订对专利制度的冲击影响,可对专利侵权例外情形与合理使用范围界定的相关条款进行扩充和明确。

4.2 构建间接侵权制度
专利间接侵权制度是为了弥补传统专利侵权判定对专利权保护之不足而构建的,这一制度需求在3D打 印时代显得更为迫切 。美国专利法271(c )中表述了专利间接侵权的两个要件缺一不可,即许诺销售或销售的产品是专门用于实施该专利的产品,且是实施该专利的关键产品。第271条(f )进一步规定,许诺销售或销售专利发明实质性零部件的行为也属于专利间接侵权。德国专利法第10条以“提供涉及专利发明基本要素的手段”,且“致使专利发明的销售和供应”,为间接侵权两大要件。而日本和韩国则将“ 制造、销售、出租、进口,许诺销售或许诺出租”,“专门用于制造专利产品或实施专利方法的物品”都归为专利间接侵权  。 从着眼于3D打印技术发展进而构建中国专利间接侵权制度角度,首先应将专利间接侵权制度独立于专利直接侵权。尽管国内外诸多司法实践将专利直接侵权作为间接侵权的基础,即当直接侵权不存在时,间接侵权不成立, 但仅通过专利间接侵权行为获利且损害专利权人权益的行为在3D打印时代将较为普遍,且将成为整个商业环节的重要部分,直接与间接侵权的独立判断有利于更好地平衡专利权人与社会公众之间的法律和利益关系。其次, 应建立引诱侵权和帮助侵权的具体法律条款和司法解释。美国专利法律体系明确了专利间接侵权包含引诱侵权和帮助侵权,这较之于中国目前仅依照《 民法》中共同侵权原则来处理专利间接侵权更具针对性,也是中国专利法律体系完善的重要步骤之一。最后,如果建立了专利间接侵权制度,那么也应相应调整专利侵权纠纷判定原则中的完全覆盖原则,以与法条进行匹配,完全覆盖原则依然适用于专利直接侵权, “关键部分”或“关键技术特征”覆盖原则可适用于专利间接侵权。

4.3 探索设立3D打印时代《 数字专利法》
网络对著作权保护制度的冲击与3D打印时代网络运营商行为对专利实施的冲击有着诸多相似之处,上文讨论了3D打印电子文件可专利性问题,如果这些电子文件成为专利保护的客体,那么参考美国在1998年制定的《数字千年版权法》(Digital Millennium Copy-rig ht Act,DMCA)规制网络运营商侵害数字化专利权的行为便顺理成章[8] 。《数字专利法》首先应通过保护专利权权利管理信息的完整性加强对专利权人的保护,禁止任何人尤其是网络运营商明知以及故意引诱、促使、促进或隐藏专利侵权事实,而与专利法中的间接侵权制度对接。另外,与DMCA类似,应规定网络运营商免责制度,确立过错归责原则,只有在明知网络用户上载信息行为已构成专利侵权,仍不采取措施删除信息或阻止他人再次访问时,才需承担侵权责任,即“避 风港”制度中的“通知与移除”制度 。进行制度“嫁接”时,在充分考虑3D打印时代专利版权化特征的同时, 还应注意著作权与专利权之间的差异。比如,著作权保护的是作品表达形式而不延及思想,专利保护的是一种技术方案,与之相同或等同技术方案的直接替换也属于专利侵权。网络运营商判定专利侵权的难度比判定著作权侵权时更大,这就要求《数字专利法》在判定专利侵权时能够给予网络运营商更多救济措施,这样才能在避免专利权被滥用的同时 激发创新成果向全社会流动。

4.4 探索技术进步与新商业模式

如前文所述,3D打印电子文件一般包含了3D打印产品的全部数据信息且以软件形式存在。单纯的3D打印产品设计图应属于著作权保护范畴,但随着3D打印技术的进步,权利人为防止其3D打印产品设计图通过网络被不合理地传播、复制而造成专利侵权,会在电子文件中植入命令代码,该代码能够防止电子文件被非法下载和传播,同时限定该电子文件只能被确定的3D打印机执行。这就类似于DMCA中规定的保护网 络环境下著作权的“技术措施”,包括控制接触作品、控制使用作品、 控制传播作品、识别非授权作品的技术措施等。这些技术措施是针对网络著作权侵权现象逐渐高发而出现的,其与3D打印产品设计文件结合起来时,也具备专利授权条件。企业在开发3D打印产品、设备、工艺的同时,要做好专利申请布局与策略准备,建立较为全面的专利保护网络体系,让3D打印带来的专利实施困境由专利自身消化解决。 经验证明,技术进步与商业模式的发展总是先进于法律的完善。美国Shapeways和Thing iverse两大3D打印网站在3D打印设计文件构思、交流、集中、传播、 运营等方面进行了商业模式分知识产权保护的有益探索。Shapeways连接了3D打印产品制造商和希望购买3D打印产品的消费者,允许用户上传自己设计的3D打印设计图, 但不支持下载。这种设计文件单向流动的商业模式在很大程度上避免了3D打印文件的传播,也就从源头上规避了专利和著作权侵权的发生。而作为MakerBot公司推广其3D打印机的网络平台,Thingiverse网站采取了不同于Shapeways的商业模式,它既支持用户分享自己的3D设计,也支持用户改进他人的设计,同时还支持3D打印CAD格式文件的下载。该模式对用户而言更加亲切,虽然造成了专利侵权的潜在风险,但Thing iverse将其商业模式置于自身知识产权政策约束下 ,通过合理健全的知识产权 政策一方面规范了参与主体的行为,推动了3D打印产业健康有序发展,另一方面使该商业模式的灵活性和可创造的利润空间得到最大化。

5 结语
3D打印技术的快速发展将带来人类生产方式的根 本性变革, 同时也使专利数字化、版权化,对原有专利法律体系和框架提出了新要求。因此, 应重视先进技术对人类社会的深刻影响和变革作用,结合3D打印技术的特点, 适时调整现行专利制度,使法律制度和政策顶层设计真正起到引导产业发展、预防和减少法律风险、促进繁荣有序市场形成的作用。技术进步也应有针对性地辅助法律和政策“盲点”,让3D打印产业形成一个具备法律保障、政策支持、技术支撑的良性闭环,真正服务于中国制造业转型升级、人类生活方式积极变革和世界经济繁荣发展。

作者:刘 鑫,余 翔 (华中科技大学管理学院)

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