3D打印背景及其应用产业市场分析.docx

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1、3D打印背景及其应用产业市场分析Feigeoer（一）3D打印产业背景分析3D打印应用领域广，重点领域优势突出。国内的3D打印分布在教育、家电及电子消费品、模具检测、医疗及牙科正畸、文化创意及文物修复、汽车及其他交通工具、航空航天等领域，在汽车制造、医疗、创意化等领域发展最为迅速（中国及全球3D打印应用领域见下图）。2016年，中国3D打印市场规模约I187亿美元，预计2023年市场规模将达到80亿美元，年均复合增长37%。2016年中国及全球3D打印应用领域格局图1、3D打印医疗行业市场分析医疗领域，3D打印技术有可能彻底改变医疗器械用于治疗患者的方式，二者“天然匹配”，应用市场根据产品类型

2、分为医疗植入物、假肢、组织工程、手术指南、手术器械和听觉辅助装置；材料上分为塑料、生物材料、金属和金属合金、陶瓷、尼龙和蜡。医疗3D打印行业增长主要推动力之一是骨科和颌面外科患者对特定产品需求的不断增加，特别是修复性医学领域，个性化需求十分明显，不存在标准的量化生产，3D打印技术的引入能够降低定制化生产的成本，体现独特的优越性。3D打印技术在医疗领域的主要应用如下:应用举例修复性医学中的人体移植器官制造，假牙、骨骼、肢体利用3D激光成型技术制作的钛合金移植颗骨、脊椎骨辅助治疗中使用的医疗装置齿形矫正器、牙齿种植导板、肿瘤粒子植入导板、氨氮刀手术导板、助听器手术和其他治疗过程中使用的辅助装置在脊

3、椎手术中，用于固定静脉的器械装置放眼全球，北美是医疗行业3D打印技术的领先消费者，2015年占据了近40%的市场份额；欧洲是医疗3D打印应用的第二大市场（19.6%）；亚太地区新兴经济体未来增长空间巨大，发展最快。2016年全球医疗器械3D打印市场为8.26亿美元，预计2023年将达到23.68亿美元，同比增长23.45%,医疗行业3D打印全球市场规模将达到89亿美元，年均复合增长17.2%0发达国家占据先导优势，得益于技术开发早，产业化早，并形成了较为知名的一批公司，如3DSystemsCorporation（美国）、Stratasys、Renishawp1c（英国）、EOSGmbHE1ec

4、troOptica1Systems（德国）、EnvisionTECGmbH（德Materia1izeNV（比利时）、ArcamAB（瑞典）、3TRPD（英国）、Prodways（法国）和Concept1aserGmbH（德国）等。中国医疗3D打印行业随着CFDA扶持政策的出台和技术应用的日趋成熟，资本进入热潮和研发进程同步加快，医疗器械国产化率提升将加快，市场规模增长迅速。目前，3D打印已临床应用于外科、口腔科等，3D打印人体植入物已获应用，以钛合金为主要材料的金属植入物在临床上应用最广泛，可以说我国的医学3D打印技术与国外几乎同步，个别领域可能超前。生物打印是医疗3D打印前沿趋势，我国起步较

5、晚，基础研究薄弱，知识产权较少，更富有挑战性，但已引起各科研机构的重视，科学家们正在向这个目标努力深入研究攻关。以牙套设计为例，采用3D打印进行制造的隐适美牙套，由于可按照牙齿情况进行定做，因此更加舒适，且采用透明高分子材料,达到隐形的效果。目前美国牙科医疗设备公司A1ignTeChno1ogy公司的营业额每年接近5亿美元。31）打印在医学领域发展仍然具有保持高速增长的空间：* 随着全球老龄化程度的提升，修复性医学中的结构性移植器官的使用将会持续增长，口腔修复发展迅速、骨科植入物成为市场争夺重点、器官组织取得新突破。* 微创手术，和针对不同身体条件个体的手术设计在近些年来逐渐发展，对手术工具性

6、能和复杂程度提出更高的要求。* 在医疗领域未来发展中，除了精准医疗、器官非移植应用和按需制药，最具有想象空间是3D生物打印技术，利用干细胞为材料，按3D成型技术进行制造，一旦细胞正确着位，便可以生长成器官，“打印”的新生组织会形成自给的血管和内部结构。2、3D打印文化教育行业市场分析3D打印人才问题，本质上是新产业变革带来的劳动能力需求转换所导致的人才结构性短缺，当下全球的3D打印人才都呈现短缺状态，我国亦然并呈现以下现状：1）人才缺口巨大。由于3D打印产业的快速发展和广阔的市场前景，企业对专业人才需求旺盛。目前我国3D打印专业人才缺口超千万，制造行业对3D应用人才需求最大，缺口约为800万人

7、，其中以末端制造行业对3D应用人才需求最大，且需求仍在不断攀升。能把构想与技术结合进而应用于实际生产的技术工人少之又少。2）人才来源途径少。目前3D打印从业人士，主要来自于职业院校、技工院校的相关专业毕业生，以及相近的其他行业人士转行。国内3D打印专业课程开设还不够普及，技能培训机构不够完善。3）人才需要再培训。3D打印从业人士入职企业后，普遍需要再培训、再就业、再实践。4）中高级人才稀缺。增材制造专业的职位有部分供需两旺，但整体人才供给明显不足，有经验的中高级人才极为匮乏。5）实用性不强。目前应用中国教育培训领域的3D打印机技术类型主要是桌面级FDM,此类机型在工商业领域的实际作用并不大。3

8、D打印教育培训更需要的是大型S1A、S1SS1M等工业级3D打印机的操作、应用及研发制造。职业院校及高校学生需要学习的是步入社会的一技之长，成为企业所需要的3D打印人才。上述现状折射出人才教育系统与行业发展不相匹配的短板。据英国研究报告显示，87%的学校限制学生使用3D打印技术，主要原因是缺乏指导、材料资源或管理访问的能力。说明产业对人才的强烈需求和教育体系培养人才的乏力构成巨大矛盾，急需从源头、从渠道、从观念多方位重建人才培养体系。纵观国内外，3D打印顶级学者基本集中在发达国家，美国占比46%,中国13.6%,说明发达国家在人才培养方面走在前列。美国NASA、能源部等为研究增材制造的美国高校

9、实验室提供了大量资金。德国凭借其积蓄丰厚的“工匠”资源和实干传统以及优越的待遇、畅通的受教育渠道，培养出源源不断的技工人才，使其3D打印产业保持全球领先的地位。加拿大规划2023年需要填补约21.6万项与科技有关的职位，3D打印名列其中。3D打印顶尖学者分布图与国外相比,3D打印技术在教育体系中的渗透对比与总结如下:国外国内3D打印与中小学教育融合3D打印主要以信息技术拓展或社团活动形式，进入中小学课堂，主要以国外的STEAM教育、创客教育等进行融合。目前，3D打印已陆续引进一、二线城市中的中小学校，成为创新教育课堂的必备。用于自主开发3D打印校本课程或打印教具或模型。3D打印与高等教育融合美

10、国在3D打印教育的培训主要分为以下4个目的：1 .项目基础学习，以解决问题为基础的学习；2 .专业教育与认证；3 .有针对性提高技能；1 .建立3D打印职业培训学校，以职业教育为主，缓解3D打印人才短缺，布局的培训基地。2 .与创新教育相结合，培养创新型人才。4.缩小行业间的技能差距。3.其他创新模式：基于社交网络的3D打印在线互动平台、针对高校开发的“3D互动教学系统”等。针对3D打印专业人才的匮乏，国家发布了国家教育事业发展“十三五”规划的通知、中小学综合实践活动课程指导纲要、人力资源社会保障部关于颁布全国技工院校专业目录（2018年修订）的通知等纲领性系列政策，有力的推动了3D打印相关教

11、育体系的建设，教育为先，才能为3D打印产业注入持久的发展内驱力。中小竽库合实找活功程招f9于2017年9月25B以收材（2017）4号文赞布.K中，Jg合实EE活期开展做了方向性的指引.同时在通知附件中推例程星明攫出了在中，J4部分年级中开3D打印相关的iM1MW：*MXIMmta教育部文件irtrrM.g-Mum.gwrmu.wr.RM(Min411rnx于即K（中小台灯电动RHftMMT(I4M*MM*Mef1NUBB*MMKMMMi.au*aw.-ww.WwHttc.mmmmaj*w.0MIH*1XM11UMMMM4MPMMHtKMAKaTH11H.但是基于我国3D职业教育水平尚处于起步

12、阶段，整体水平不高，存在校企合作不紧密、“双师型”教师普及率普遍不高、专业师资队伍建设较为滞后等问题。要使职业教育真正为产业发展服务，为3D打印产业提供智力支撑，3D打印技能在教学领域的使用与推行首要由国家、校园和公司三方协作推进。工程中心结合产业政策，与国内地方政府和企业合作，及时跟进，贴近市场，规划开展3D打印职业资格认证体系，以培养3D打印领域研究型人才与技术型人才。3、3D打印创新创意行业市场分析3D打印为社会创新创作的流程带来了变革的可能，极大缩短了设计与实物间的距离，其小批量、定制化、灵活的特点十分适合创作设计与制作，在艺术文化旅游、服饰珠宝设计、建筑设计、文物修复等领域均有应用市

13、场。1)艺术文化旅游艺术领域运用3D打印技术有两种思路：技术的视觉特征转化为形式语言，技术作为传统工艺的替代手段。目前3D打印在艺术创作上的应用范围广泛，也得到大众的认可。2006年，中国美术学院沈烈毅制作出通过手工难以完成的、在形状上突破人们想象的3D打印艺术作品。电影制作人JOnRc)bson创造了人群模拟军队动画，艺术家ShaneGriffin创造了真实版阿迪达斯运动鞋，乌克兰艺术画廊展出了艺术家RyabChenkO的虚拟艺术系列，纽约艺术家、动画设计师DaVid1obSer发布了容器创意系列等，3D打印的无限想象空间、机械制造机理等为艺术提供了便捷的创造手段和呈现体验。此外3D打印将人

14、机共和的艺术以数字化技术得以呈现，是新媒体艺术向三维艺术的升级。唐刚与卜俊做了蓝印花布印染的尝试，改良了传统手工艺的步骤。3D打印对于文化旅游的感官体验进行了提升，以实现设备在手，贴身服务、个性创意为主的特色化体验，凸显个体的产业优势将越发受到青睐。具有民族特色的3D打印纪念品、具有地方特色的3D打印体验景点都为景点增添了新的乐趣和亮点。海西建设的3D打印体验式旅游景点、格林普旅游景点产品及雕塑景观等为旅游市场开辟了先河。2）生活服饰创新随着3D打印技术的不断突破，在珠宝、鞋类、服饰等时尚设计领域已逐渐打开市场，形成了一股浪潮，产业发展势头迅猛。艾里斯范荷本发表主题为Crysta1Iizati

15、onCo11eCtion（玻璃结晶水衣服）的系列时装；模特们普遍佩戴由3D打印制作的翅膀、雪花装饰物；瑞士洛桑时尚设计团队使用3D打印技术为客户量身定制内衣；2016年11月厦门首届“时尚对话科技”为全国的时尚设计产业发展提供了新动力、新路径；南京艺术学院与1CD、Soyeon1ee.梁启扬、宋博文、维欧国际艺术教育联盟等创意了前卫的服饰材料和时尚设计，或许不久的将来，服装制作采用定制生产也是一种新风尚。科技应用于食品制作由来已久，但3D打印食品是目前创新研究之一。目前食物打印在宇航领域和老年人流体食物等方面有所研究实验，在奶制品、面点等营养餐开发有所进展，美国、乌克兰、荷兰等在创意食物开发上热度较高，商用进程较为迅速。3)建筑工程设计3D打印技术在建筑领域的应用分两个方面：一是在建筑设计阶段,制作建筑模型；二是在工程施工阶段，利用3D打印技术建造建筑。31)打印建筑采用的是由贝洛克教授发明的“轮廓工艺”，即通过计算机控制的喷嘴按层挤出材料的建造技术，打印出建筑轮廓，对轮廓内部进行填充来实现房屋建造。该技术建造房屋只需传统建筑所需材料的40%,时间也是传统建造的3096,大大节约了劳动力和材料成本。2010年意大利恩里克蒂尼设计