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1、3D打印作为一种先进制造技术,已在制造和消费领域得到广泛的探索应用,国内3D打印概念的上市公司就有50多家。同时,因其成本高昂、打印速度慢、操作难度大等问题,3D打印技术仍未实现大规模应用。当前我国3D打印行业渗透率不到0.1%,仍处于产业化早期,未来潜在发展空间巨大,有望快速成长为千亿级产业。13D打印产业的构成和分类3D打印也称增材制造,是相对于减材制造与等材制造而言的,它是一种以数字模型文件为基础,“自下而上”通过材料累加制造出实体物品的制造方法。它是一种数字化制造技术,融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术,十分符合未来个性化定制和绿色经济的发展模式。1、3D打印产业分类从累积技术看
2、,主要分为挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式,这些技术根据材料的不同又可以细分为不同的技术,比如烧结技术,有针对合金的直接金属激光烧结,针对热塑性粉末的选择性热烧结,针对热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末的选择性激光烧结。目前非金属打印应用领域更为广泛,在全球市场占据主导地位。从产品用途看,可以分为桌面级产品和专业级产品,或是分为消费级产品和工业级产品,消费级产品主要应用于教育、创客、简单模型制作等场景,工业级产品主要应用于航空航天、汽车制造、医疗等生产领域。两者在打印精度、速度、尺寸、可靠性等方面相差巨大,产品的零部件构成也有很大差别,工业级产品在数字控制方面和数控机床差不多。2、3D打印产业
3、链构成3D打印不同于一般的制造业产业链,其产业链主要由数据层、制造层和应用层构成。数据层包括扫描仪器和软件开发,软件开发又分为逆向分析、三维建模、切片、控制等软件,它们负责生成数字模型文件,并控制整个3D打印制造过程。制造层包括3D打印材料和设备,材料分为金属、有机高分子、无机非金属和生物材料;设备根据不同的累积技术形成不同的3D打印设备,构成3D打印设备的基础配件包括控制电路板、电机、芯片、打印喷头、金属架、外壳等。应用层涉及航空航天、军工、汽车、生物医药、消费电子、食品加工、建筑设计、文化教育等多个行业。2、3D打印产业的发展特征3D打印产业保持高速增长,美国占有绝对优势,中国市场保有量增
4、长明显。3D打印服务引领产业发展,塑料和金属材料快速增长,工业应用不断拓展。1、产业前景3D打印作为新兴的制造技术,当前还处于早期成长阶段。根据专业机构沃勒斯的统计数据,近年来,全球3D打印产业保持20%以上的快速增长势头,2023年受疫情影响增速有所下降,同比2019年增长7.5%,3D打印产业产值达到127.58亿美元。从国内市场看,中国3D打印市场规模从2017年的96亿元增长至2023年208亿元,平均增速达到28.2%。在2019年全球3D打印设备市场保有量格局中,美国占有率高达40.40%,德国占有率为22.50%,中国位列第三位,市场保有量占有率由2014年的9.2%升至2019
5、年的18.60%,在全球3D打印市场开始崭露头角。2、市场结构全球和中国在3D打印设备、材料和服务的比例分布差不多,3D打印设备占据最大市场份额,3D打印服务排在第二位,大约占30%左右的市场份额。随着3D打印设备保有量的不断增加,3D打印服务市场的增长最快,在产业构成中的占比不断增加,有望成为引领3D打印产业发展的主要动力。预计到2023年中国3D打印设备、材料和服务市场分别为153.67亿元、73.53亿元和121.26亿元。从打印材料细分看,光敏聚合物、塑料粉末、丝材和金属四种材料市场占比较大,前两者的市场占比都是30虬从市场增长看,2023年塑料材料和金属材料的收入,相比2019年分别
6、增长16.7%、15.2%,是增长最快的两种材料。以P1A、ABS以及尼龙材料为主的塑料材料,已开启3D打印热潮;以铝合金、钛合金为主的金属材料,已实现技术创新突破。3、应用领域从产品大类看,工业级产品市场远大于消费级产品。工业级3D打印机主要被应用于快速原型制造和直接产品制造两大方面,随着工业级3D打印机的应用场景不断扩宽,其在产业领域所发挥的作用日益凸显,占3D打印销售收入的比例远大于消费级产品。从工业级产品应用看,汽车、航空航天等行业领域市场占比较大。随着产业的快速发展,3D打印已经成为汽车、消费电子、航空航天、医疗等高端制造领域的重要技术手段,并逐步向科教、能源、建筑等领域扩展,成为产
7、品研发设计、创新创意及个性化产品的实现手段。3、3D打印产业的企业格局全球3D打印产业市场高度垄断,我国整体仍处于发展探索阶段,创业企业活跃,但大多企业处于微利或亏损状态。1、全球企业格局从工业级3D打印设备看,全球市场呈现高度垄断,2023年全球有228家制造商生产和销售工业3D打印系统,其中中国有25家企业,排名第三位。全球共有37家公司的工业3D打印系统销量超过了100套,美国StrataSyS和3DSystems两家公司的出货量占比较大。中国消费级3D打印机占据全球70%以上的市场份额。2、中国企业格局我国3D打印产业大多数企业体量较小。根据南极熊3D打印网初步统计显示,2023年3D
8、打印相关业务收入过亿的中国企业有29家,其中工业级的有16家,消费级的12家。根据收入规模的大小,我国3D打印企业可以分为三个梯队,第一梯队为营业收入超过2亿元的企业,主要有创想三维、伯力特、先临三维、共享集团等;第二梯队为营业收入在1-2亿元之间的企业,主要有峰华卓立、光华伟业、爱康医疗等;剩下还有大量收入少于1亿元的中小企业,属于第三梯队。3、企业产业链分布我国3D打印企业分布在产业链各个环节,在产业发展上有综合性企业也有环节聚焦的企业。综合性企业的代表企业有钳力特、联泰科技、创想三维等;3D打印材料领域的代表企业有中航迈特、有研粉材等;3D打印设备领域的代表企业有泰尔时代、中科煜宸等;3
9、D打印服务领域的代表企业有飞尔康、迈普医学等。链接:3D打印企业先临三维成立于2004年,专注于高精度3D数字化产品的研发、制造和应用,主要产品为手持3D扫描仪、高精度3D视觉检测系统、光固化3D打印机和三维软件,涉足齿科医疗、汽车、航空航天、模具、能源等行业应用。在口腔医疗领域,公司提供从3D扫描、设计、打印到检测的数字化解决方案。公司总部设于杭州,在成都、天津、德国斯图加特、美国旧金山等地设有子公司。联泰科技成立于2000年,主要发展光固化3D打印技术,主要产品有3D打印机、树脂材料和S1A技术,其技术广泛应用于航空航天、电子电器、口腔医疗、文化创意、教育、鞋业、建筑等行业。联泰科技总部位
10、于上海,在东莞、德国设有分公司,在天津、泉州、俄罗斯、越南等地设有办事处。联泰科技2023年营业收入突破4.35亿,约80%的客户都是服务机构,其最大的一个客户科恒是一家3D打印服务提供商,已经运营有500台联泰科技的立体光固化打印机。4、3D打印产业的园区案例我国3D打印产业布局主要受当地制造业基础、应用市场、创新人才和原材料供应等因素影响,初步形成长三角、珠三角、环渤海、中西部四个各具特色的产业集聚区,相应地规划建设了一大批3D打印产业园区。1、安徽春谷3D打印小镇小镇位于安徽省繁昌经济开发区内,规划面积3.07平方公里,核心区面积0.8平方公里,小镇自然环境宜人,生态资源丰富,已建成研发
11、中心、孵化中心、邻里中心以及配套的厂房和相关设施。在产业发展方面,园区以3D打印智能制造产业为核心,重点发展整机设备、专用材料、数据软件、应用服务等领域,目前已签约落户3D打印企业60余家,形成了3D打印机设备、打印材料、软件数据和应用服务的全产业链。在发展举措上,春谷3D打印小镇积极创新,构建了一系列助推园区发展的平台。一是组建企业化运作的3D打印智能装备产业技术研究院,作为公共技术研发平台,推进科技研发和成果产业化;二是与中科大、哈工大、中科院上海光机所、西安交大等科研院所合作建立联合实验室、联合研发中心和应用示范中心等一批创新型研发平台;三是设立规模1亿元的国元种子投资基金等战新产业扶持
12、基金,为小微企业提供资金支持;四是成立省增材制造协会和省增材制造标准化技术委员会。2、渭南3D打印产业培育基地园区始建于2013年6月,规划占地面积460亩,设置综合服务区、研发孵化区、产业加速区、仓储物流区4个功能区,已建成3D打印科技企业孵化器2.3万平方米、标准厂房10万平方米、配套设施2.5万平方米。在产业发展上,园区实施“3D打印+航空、3D打印+汽车、3D打印+医疗、3D打印+铸造、3D打印+教育”等“3D打印+”的产业化发展模式,借助3D打印技术优势,改造提升传统产业,引进孵化各种类型中小科技企业。园区累计孵化企业数量超过110家,产业化工作处在国内第一梯队,代表企业有领智三维、陕西智拓、中海华茂、华诚领航、益信伟创等。在产业孵化培育方面,园区的做法也是可圈可点,主要的举措包括以下几方面:一是联合高校院所和知名企业,建立了陕西增材制造研究院等4个协同研究机构;二是建成快速制造国家工程研究中心、3D打印创新创意设计体验中心、3D打印服务中心、高速机械加工中心、快速模具中心、快速铸造中心、成果转化和孵化中心、教育培训中心等公共服务平台;三是发起设立国内第一支3D打印创投基金,积极导入产业投资、风险投资和担保机构,支持产业化发展。