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            3D打印技術對專利實施的潛在挑戰與對策思考

            Date:2019-07-05 09:56:56

            作者:劉 鑫,余 翔 (華中科技大學管理學院)


            3D打印技術作為一項新興制造技術發展到今天, 對技術創新、產業革命、立法修訂以及人類生產生活方式等諸多領域具有潛在且深刻的影響,已逐漸成為當前全人類共同面對的一大焦點議題,該焦點中既蘊含著機遇,又潛藏著挑戰。 

            3D打印技術全稱為三維打印技術,又稱快速制造技術、快速成型技術、增材制造技術等,是一種以數字模型設計文件為基礎, 運用粉末狀金屬、樹脂或塑料等可粘合材料, 通過逐層添加打印方式構造物體的技術 。數字模型的設計文件被3D打印機識別后,操作者便可直接且快速地制造出模型文件中的物體 ,該 物體既可以是日常生活中的常用品,又可以是建筑物、汽車、航空航天、軍事等領域的關鍵部件或整體,還可 以是醫用設備、人造骨骼和器官。
             

            3D打印技術工藝經過20多年的發展, 已由立體光刻(SLA)、熔融沉積式(FDM)、選擇性熱燒結(SHS) 、選擇性激光燒結(SLS)發展到電子束自由成形制造(EBF)、直接金屬激光燒結(DMLS)、分層實體制造(LOM)、數字光處理(DLP)等多種先進工藝技術。隨著技術革新,3D打印成本會大幅降低, 這一技術也將逐漸普及。 

            2 基于專利視角的3D打印技術進展 專利信息承載著技術、法律、商業等多方面情報,是一種重要的戰略性信息資源。從1977年第一件3D 打印技術專利授權[4] 到2014年涉及選擇性激光燒結 (SLS)、立體光刻(SLA)、熔融沉積式(FDM)技術的多項3D打印關鍵專利已經或即將陸續宣告到期[5] ,技術發展、 企業研發方向調整、市場競爭格局變化,都能通過專利信息看出端倪。本文通過對3D打印技術和工藝進行深入分析,結合3D打印技術的名稱特點,同時基于Innography專利分析軟件,共檢索出3D打印技術全球專利10  121件
            。

            2.1 全球專利申請量 
            美國3D打印專利申請量長期位居世界第一,且從2003年起申請量始終保持在每年150件以上。WIPO和中國在該領域專利申請量增長迅速。2013年,中國3D打印發明專利申請量接近350件,達到歷史最高點。中國作為制造業大國,面臨經濟結構調整和制造業轉型升級的大環境。在此背景下,3D打印技術在中國的研發和應用將擁有巨大潛力(由于innography軟件中專利數據較實際情況具有一定滯后性,圖1中除中國外的其它國家和地區2013年專利數據未統計)。


            圖1 五大專利局3D打印發明專利申請量變化 趨勢 資料來源:Innography


            專利分析軟件, 檢索時間為2014年7月23日2.2 SIPO專利申請狀況 中國作為3D打印技術的新興國家,近年來在該領域研發和專利數量發展迅速, 尤其在激光直接加工金屬工藝方面發展快速,3D打印技術在中國具有巨大發展機遇  。1995年至今,中國3D打印專利申請量達到 1  289件,授權量為734件,以西安交通大學、華中科技大學、上海交通大學、清華大學等知名高校為主要專利權人,而國外在中國的3D打印專利權人(以美國、德國為代表)則以企業為主。這說明國外在3D打印技術市場化方面較國內有較大優勢,企業作為研發 主體減少了成果轉化中間路徑,將更有利于技術的快速市場化和商用化。 

            表1 中國專利局3D

            打印專利主要申請人專利申請人 所在地機構類型專利數量西安交通大學中國
            高校26華中科技大學中國高校18Evonik Industries Ag德國公司153dSystems Corporation美國 公司15Stratasys Ltd.美國&以色列公司14上海交通大學中國高校13清華大學中國高校10上海大學中國高校10西北工業大學 中國 高校8深圳Estar Display tech公司中國
            公司 8 資料來源:Innography專利分析軟件, 檢索時間為2014年7月23日2.3 近期相關專利侵權訴訟 專利侵權訴訟是競爭主體之間對抗方式的主要體現,其目的有兩個層面意義:一是專利權人利用法律手段保護其自身權利不被侵害; 二是專利權人將專利侵權訴訟作為其商業策略的一部分,利用訴訟實現對競爭對 手的抑制,以占領市場。

            通過對近10年美國較有影響 的3D打印專利侵權訴訟進行不完全統計,可以清楚地看出,從2012年起3D打印專利侵權訴訟呈密集高發態勢,僅2012-2013年兩年間就有7起訴訟,比2004-2011年3 D打印專利訴訟數量總和(6起)還要多。對涉案專利具體內容進行閱讀分析后,可對這些3D專利侵權訴訟的主題進行歸類,其中3D打印設備與工藝專利侵權最多,同時包括一些3D打印外圍技術(如軟件與數控技術)和3D打印機零部件侵權案例(見表2)。隨著3D打印產業的發展,使用3D打印這項技術進行生產制造的成本將大幅降低,個人家庭3D打印機在不久的將來也許會像電腦一樣普及??梢韵胍?,與這項技術相關的專利侵權將出現“井噴” 。

            3 3D打印對專利實施的潛在挑戰 

            專利實施是指將已獲得專利權的發明創造應用于工業生產, 從這個意義上講,實施的通常含義是指制造專利產品或使用專利方法[ 8] 。本文以一件專利公開號為CN102635887A的中國專利為例,論述專利侵權認定的難度所在。這是一件于2014年7月23日授權的一種減震減噪的吸油煙機中國發明專利,由渦輪組件、吸油煙機外殼、煙道和減震裝置4大構件組成。假使小王購買并使用了這件專利產品, 由于使用不當造成吸油煙機渦輪葉片損壞,導致吸油煙機無法繼續正常工作, 而原廠更換渦輪葉片將產生很高費用。小王偶然間從一個著名3D打印網站發現了這臺吸油煙機的3D打印設計文件(CAD圖) ,隨即下載該電子文件并用自家3D打印機“打印”了一件與原配件一模一樣的吸油煙機渦輪葉片。 由此產生了如下專利侵權認定問題:

            ①小王以及與小王行為類似的其他個體利用3D打印機進行個人制造專利產品的行為是否構成專利直接侵權?依據現行中國專利法似乎還難以定論;
            ②小王僅制造了吸油煙機全部構件中的一個,即吸油煙機零部件,并未覆蓋吸油煙機全部權利要求, 其行為是否構成專利間接侵權?這一點在中國專利法中尚屬空白;
            ③3D打印網站分享了專利產品的3D打?。茫粒膱D,該網站雖不是直接侵權人, 但可能直接導致專利侵權的發生,給專利權人造成損失,是否也應負有侵權連帶責任;
            ④在網絡相對虛擬的環境下, 專利權人的實際損失難以界定,現階段還不能簡單根據3D打?。茫粒膱D的下載量或用戶網絡IP確定,與此同時,專利侵權調查取證的難度也由于網絡的無邊界性而加大,因為與小王類似的網絡用戶可能有成千上萬 [9] ;
            ⑤3 D打印設計文件(CAD圖)可專利性問題將成為專利侵權認定的一個基礎性新問題,在3D打印時代,如果3D打印設計文件成為專利保護客體,即傳播、銷售3D打?。茫粒膱D也可能構成專利侵權,將對3D打印專利申請主體的專利申請和保護策略提出新要求。 


            3.1 對直接侵權的挑戰 
            在上例專利侵權認定的第一種情況中,小王用3D打印機進行個人專利產品制造,且該行為不以生產經營為目的。中國專利法第11條規定,專利侵權須以“以生產經營為目的”為要件,中國專利法第69條同時規定了專利侵權的5種例外情形。依據現有法律條款,利用3D打印機進行個人專利產品制造的行為僅供滿足自身使用或專為科學研究及實驗而使用專利產品, 并非以生產經營為目的,不構成專利侵權。中國這一法律現狀與歐洲大部分國家相似,即私人非商業性 使用不視為侵權 。而美國專利法中并無“以生產經營為目的”的專利侵權要件[11] 。如上文所述,由于3D 打印時代,類似小王僅為滿足自身需求而用3D打印機制造專利產品的行為將越來越多, 當這些行為產生的影響疊加起來,對專利權人造成的損失從效果上講與一般商業性專利侵權無異時, 如何有效保護專利權人的利益?在實踐中,即使專利權人想要通過訴訟維護自身權益,在訴訟對象選擇、侵權取證以及損失確定等方面都存在較大困難。
             

            此外,3D打印電子文件包含制造產品的全部數據和代碼信息,作為3D打印技術專利區別于其它一般制造技術專利的重要部分,3D打印電子文件可能成為專利直接侵權的導火索。個人或網絡運營商以盈利為目的傳播和銷售3D打印電子文件的行為,在現有3D打印商業模式下將成為獲利主體。然而, 當電子文件不作為某一3D打印機專利或打印工藝專利權利要求的一部分時,便不能算是專利產品的零部件,個人或網絡運營商的傳播和銷售行為也就不能算作直接或間接侵犯專利權行為。如果要將個人或網絡運營商傳播和銷售3D打印電子文件的行為歸為直接侵權,那么專利權人就應對3D打印電子文件單獨申請專利保護。此時,電子文件可專利性問題便成為探討的重點和難點,一旦3D打印電子文件具備可專利性,銷售、許諾銷售3D打印電子文件專利的行為無疑可按照直接侵權來處理,也無需再考慮銷售、許諾銷售的專利產品是否已經制造出來這一事實前提?;诖?,有必要以3D打印電子文件這一專利領域“ 新生事物”為突破口,在不隨意“撼動”現有專利直接侵權體系的前提下,做到預防直接侵權, 最終有效平衡專利權人與公眾之間的利益。

            3.2 對間接侵權的挑戰 
            網絡的推波助瀾致使知識產權侵權現象越發頻繁,網絡環境下知識產權間接侵權應在3D打印時代得 到更多關注。目前,世界上許多國家,如美國 、德國 、英國、日本、韓國等均建立了專利間接侵權制度。 在數字和網絡時代部分“弱化”專利權人的權利時,從專利法角度給予專利權人直接侵權之外的延伸救濟,能夠有效規制專利侵權現象,保護專利權人的合法權益。然而,中國的專利間接侵權制度尚處于探索和爭議階段。中國專利法第11條僅規定了直接侵權的幾種情形,對間接侵權行為則依照《中華人民共和國民法通則》第130條和《關于貫徹執行〈中華人民共和國民法通則〉若干問題的意見(試行)》第148條中關于共同侵權的規定。這種看似合理的組合實則將間接侵權建立在直接侵權基礎之上, 即如果直接侵權不成立,間接侵權也就成了無本之木。這雖然符合國外主流司法實踐,但由上述小王的假設案例可知,網絡經營者以商業目的傳播和銷售3D打印電子文件的行為雖然未必造成專利直接侵權,但網絡經營者的獲利直接導致了專利權人利益的損失。因此,這種將間接侵權建立在直接侵權基礎上的理論在3D打印時代顯得不合時宜。

            另外,中國現行以共同侵權原則判定間接侵權行為的法律體系在司法實踐中存在諸多不適應性。例如,在責任承擔方面,共同侵權人承擔侵權連帶責任,可作為法院依職權追加的被告,而專利間接侵權人應承擔獨立責任,可作為獨立被告。從立法宗旨上講,專利間接侵權制度較之于適用范圍較大的共同侵權制度, 對象更加具體明確,共同侵權行為在很多情況下與專利侵權可能并無關系。在3D打印時代,個人非盈利性制造專利產品、個人上傳3D打印電子文件、網絡運營商傳播和銷售3D打印電子文件等行為將使專利權人遭受比直接侵權更大的損失, 中國專利法中關于間接侵權制度,尤其是對間接侵權中引誘侵權、幫助侵權規定的缺失亟待改進。 3D打印技術也對中國最高人民法院《 關于審理侵犯專利權糾紛案件應用法律若干問題的解釋》第7 條的完全覆蓋原則提出了挑戰。根據完全覆蓋原 則,如果被控侵權物沒有覆蓋專利權利要求的全部技術特征或等同特征,例如,缺少其中一項必要技術特征 或等同特征,則不構成專利侵權 。也就是說,小王獲 ?。常拇蛴‰娮游募?,僅制造了抽油煙機中風機葉片這一部件而非整個抽油煙機, 并不侵犯他人專利權。簡單以完全覆蓋原則判定是否侵權,而沒有專利間接侵權或專利產品零部件侵權的緩沖區設置,在3D打印時代,將增加市場上侵權產品或近似侵權數量,不僅會增加司法運行和執法過程成本,也會因模仿和抄襲的增加降低整個社會的創新動力。

            3.3 3D打印電子文件可專利性 
            3D打印電子文件包含3D打印產品的全部設計信 息,將3D打印電子文件導入3D打印機,即可向打印機發出指令并完成產品制造。與專利保護相比,著作權保護力度則明顯較弱。首先, 著作權保護范圍是作品表現形式而不延及其主體和思想,3D電子文件除包含產品設計數據以外,必然包含3D打印機兼容性代碼以及3D打印工藝過程命令等技術方案信息,這與專利保護技術方案的原則更為符合,僅以著作權保護3D打印電子文件是不夠的。其次,著作權在權利劃分與歸屬方面存在天然的困境,在對于是否構成侵權的判定上往往主觀性較強,不利于侵權判定,以及合理市場競爭秩序的構建, 該缺陷在專利保護方面則通過權利要求明確保護范圍得到了彌補。最后,著作權的獲得無需進行任何登記或事先批準,與專利權獲得的途徑相比雖更為便易,但由于3D打印電子文件直接關系到3D打印產品制造的工藝、方法和其它許多重要技術細節,無論是著作權自動獲取還是計算機軟件登記注冊,均不足以達到專利對技術信息的篩選和對技術進步的有效促進。 《中華人民共和國知識產權局專利審查指南》第二部分第九章規定:“當一件涉及計算機程序的發明專利 申請是為了解決技術問題,利用了技術手段和能夠產生技術效果時, 表明該專利申請屬于可給予專利保護的客體”。
             


            在當前專利保護體系下,絕大多數國家法律均認為計算機軟件所體現的技術方案并不需要依托硬件加以實現,即軟件本身構成了技術方案,也就承認了3D打印電子文件獨立成為專利法保護的客體。美國法 院在司法實踐中多次強調,計算機程序發明的權利要求無論是方法還是產品,均不影響法院對專利性的判斷。在3D打印時代,專利申請人對3D打印電子文件這一新生事物無論申請產品專利還是方法專利,在申請策略與權利要求撰寫策略上都有許多探索與嘗試的空間,同計算機軟件專利類似,也將面臨潛在專利授權風險。 

            4 對策與建議 

            4.1 完善直接侵權制度 

            3D打印技術將帶來個人“自給自足”式的生產制造,這一狀況將隨著3D打印技術專利的激增和3D打印設備與產品商業化的加速而更加普遍。依照中國專利法第11條中“以生產經營為目的”這一直接侵權要件, 非生產經營目的下制造、使用、許諾銷售、銷售、進口專利產品或依專利方法直接獲得產品等行為均難以受到規制,專利權人的合法權益無法得到保障。3D打印時代帶來了專利數字化,而這種數字化、網絡化本身增加了專利權人保護、控制其專利的難度。同時,3D打印時代個人化制造的疊加和復制效應給專利權人帶來了更大沖擊。 TRIPs協議第28條規定了專利直接侵權的最低標準,其中并未包含“以生產經營為目的”及類似要件,第30條在此基礎上規定了各成員對專利賦予專有權規定有限的例外原則。各國可在TRIPs第30條原則基礎上設定合理例外。在美國專利制度中,即使不以生產經營為目的, 個人使用專利技術的行為仍然被視為侵權,英國專利制度則更為嚴格,規定未經許可持有專利產品也被視為侵權 。依據TRIPs原則要求并結合3D打印時代個人制造“ 井噴”的現實,“以生產經營為目的”這一直接侵權要件在不合理損害專利權人合法利益的情況下應被取消或有更為明確的定義。為減小修訂對專利制度的沖擊影響,可對專利侵權例外情形與合理使用范圍界定的相關條款進行擴充和明確。


            4.2 構建間接侵權制度 

            專利間接侵權制度是為了彌補傳統專利侵權判定對專利權保護之不足而構建的,這一制度需求在3D打 印時代顯得更為迫切 。美國專利法271(c )中表述了專利間接侵權的兩個要件缺一不可,即許諾銷售或銷售的產品是專門用于實施該專利的產品,且是實施該專利的關鍵產品。第271條(f )進一步規定,許諾銷售或銷售專利發明實質性零部件的行為也屬于專利間接侵權。德國專利法第10條以“提供涉及專利發明基本要素的手段”,且“致使專利發明的銷售和供應”,為間接侵權兩大要件。而日本和韓國則將“ 制造、銷售、出租、進口,許諾銷售或許諾出租”,“專門用于制造專利產品或實施專利方法的物品”都歸為專利間接侵權  。 從著眼于3D打印技術發展進而構建中國專利間接侵權制度角度,首先應將專利間接侵權制度獨立于專利直接侵權。盡管國內外諸多司法實踐將專利直接侵權作為間接侵權的基礎,即當直接侵權不存在時,間接侵權不成立, 但僅通過專利間接侵權行為獲利且損害專利權人權益的行為在3D打印時代將較為普遍,且將成為整個商業環節的重要部分,直接與間接侵權的獨立判斷有利于更好地平衡專利權人與社會公眾之間的法律和利益關系。其次, 應建立引誘侵權和幫助侵權的具體法律條款和司法解釋。美國專利法律體系明確了專利間接侵權包含引誘侵權和幫助侵權,這較之于中國目前僅依照《 民法》中共同侵權原則來處理專利間接侵權更具針對性,也是中國專利法律體系完善的重要步驟之一。最后,如果建立了專利間接侵權制度,那么也應相應調整專利侵權糾紛判定原則中的完全覆蓋原則,以與法條進行匹配,完全覆蓋原則依然適用于專利直接侵權, “關鍵部分”或“關鍵技術特征”覆蓋原則可適用于專利間接侵權。

            4.3 探索設立3D打印時代《 數字專利法》
            網絡對著作權保護制度的沖擊與3D打印時代網絡運營商行為對專利實施的沖擊有著諸多相似之處,上文討論了3D打印電子文件可專利性問題,如果這些電子文件成為專利保護的客體,那么參考美國在1998年制定的《數字千年版權法》(Digital Millennium Copy-rig ht Act,DMCA)規制網絡運營商侵害數字化專利權的行為便順理成章[8] ?!稊底謱@ā肥紫葢ㄟ^保護專利權權利管理信息的完整性加強對專利權人的保護,禁止任何人尤其是網絡運營商明知以及故意引誘、促使、促進或隱藏專利侵權事實,而與專利法中的間接侵權制度對接。另外,與DMCA類似,應規定網絡運營商免責制度,確立過錯歸責原則,只有在明知網絡用戶上載信息行為已構成專利侵權,仍不采取措施刪除信息或阻止他人再次訪問時,才需承擔侵權責任,即“避 風港”制度中的“通知與移除”制度 。進行制度“嫁接”時,在充分考慮3D打印時代專利版權化特征的同時, 還應注意著作權與專利權之間的差異。比如,著作權保護的是作品表達形式而不延及思想,專利保護的是一種技術方案,與之相同或等同技術方案的直接替換也屬于專利侵權。網絡運營商判定專利侵權的難度比判定著作權侵權時更大,這就要求《數字專利法》在判定專利侵權時能夠給予網絡運營商更多救濟措施,這樣才能在避免專利權被濫用的同時 激發創新成果向全社會流動。


            4.4 探索技術進步與新商業模式 

            如前文所述,3D打印電子文件一般包含了3D打印產品的全部數據信息且以軟件形式存在。單純的3D打印產品設計圖應屬于著作權保護范疇,但隨著3D打印技術的進步,權利人為防止其3D打印產品設計圖通過網絡被不合理地傳播、復制而造成專利侵權,會在電子文件中植入命令代碼,該代碼能夠防止電子文件被非法下載和傳播,同時限定該電子文件只能被確定的3D打印機執行。這就類似于DMCA中規定的保護網 絡環境下著作權的“技術措施”,包括控制接觸作品、控制使用作品、 控制傳播作品、識別非授權作品的技術措施等。這些技術措施是針對網絡著作權侵權現象逐漸高發而出現的,其與3D打印產品設計文件結合起來時,也具備專利授權條件。企業在開發3D打印產品、設備、工藝的同時,要做好專利申請布局與策略準備,建立較為全面的專利保護網絡體系,讓3D打印帶來的專利實施困境由專利自身消化解決。 經驗證明,技術進步與商業模式的發展總是先進于法律的完善。美國Shapeways和Thing iverse兩大3D打印網站在3D打印設計文件構思、交流、集中、傳播、 運營等方面進行了商業模式分知識產權保護的有益探索。Shapeways連接了3D打印產品制造商和希望購買3D打印產品的消費者,允許用戶上傳自己設計的3D打印設計圖, 但不支持下載。這種設計文件單向流動的商業模式在很大程度上避免了3D打印文件的傳播,也就從源頭上規避了專利和著作權侵權的發生。而作為MakerBot公司推廣其3D打印機的網絡平臺,Thingiverse網站采取了不同于Shapeways的商業模式,它既支持用戶分享自己的3D設計,也支持用戶改進他人的設計,同時還支持3D打?。茫粒母袷轿募南螺d。該模式對用戶而言更加親切,雖然造成了專利侵權的潛在風險,但Thing iverse將其商業模式置于自身知識產權政策約束下 ,通過合理健全的知識產權 政策一方面規范了參與主體的行為,推動了3D打印產業健康有序發展,另一方面使該商業模式的靈活性和可創造的利潤空間得到最大化。 

            5 結語 

            3D打印技術的快速發展將帶來人類生產方式的根 本性變革, 同時也使專利數字化、版權化,對原有專利法律體系和框架提出了新要求。因此, 應重視先進技術對人類社會的深刻影響和變革作用,結合3D打印技術的特點, 適時調整現行專利制度,使法律制度和政策頂層設計真正起到引導產業發展、預防和減少法律風險、促進繁榮有序市場形成的作用。技術進步也應有針對性地輔助法律和政策“盲點”,讓3D打印產業形成一個具備法律保障、政策支持、技術支撐的良性閉環,真正服務于中國制造業轉型升級、人類生活方式積極變革和世界經濟繁榮發展。


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