高分子3D打印設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀

高分子3D打印設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀中國3D打印行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀中國增材制造行業(yè)相對歐美國家起步較晚，在經(jīng)歷了初期產(chǎn)業(yè)鏈分離、原材料不成熟、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一與不完善及成本昂貴等問題后，當(dāng)前中國增材制造已日趨成熟，市場呈現(xiàn)快速增長趨勢。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國增材制造技術(shù)與世界先進(jìn)水平已基本同步，在高性能復(fù)雜大型金屬承力構(gòu)件增材制造等部分技術(shù)領(lǐng)域已達(dá)到國際先進(jìn)水平，成功研制出光固化、選區(qū)激光燒結(jié)、選區(qū)激光熔融、激光近凈成形、熔融沉積成形、電子束熔化成形等工藝設(shè)備。根據(jù)WohlersAssociates，Inc．統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2021年末中國工業(yè)增材制造設(shè)備安裝量市場占比10．60%，為全球僅次于美國的第二大市場。我國高度重視增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，近年來，中國3D打印市場應(yīng)用程度不斷深化，在各行業(yè)均得到了越來越廣泛的應(yīng)用。2017-2020年，中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈逐年增長趨勢，2020年中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模為208億元，同比增長32．06%。根據(jù)預(yù)測，到2025年我國3D打印市場規(guī)模將超過630億元，2021-2025年復(fù)合年均增速20%以上。隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破及設(shè)備、工藝水平的顯著提升，我國增材制造在航空航天、汽車、醫(yī)療等下游領(lǐng)域的應(yīng)用水平和規(guī)模都在快速提升，為增材制造的發(fā)展提供了巨大空間。以航空航天領(lǐng)域?yàn)槔?，根?jù)IBISWorld分析，2014年至2019年中國航空制造業(yè)（包括飛機(jī)制造、飛機(jī)零部件制造、維修服務(wù)等）年均復(fù)合增速為9．8%，2019年中國航空制造業(yè)市場價值約698億美元（約合4，886億元人民幣），預(yù)測未來十年（2020年~2029年）中國航空制造業(yè)的價值年均復(fù)合增速為10%，則未來十年中國航空制造業(yè)市場價值約9．05萬億元，年均9，054．33億元，假設(shè)未來十年增材制造在航空制造業(yè)占據(jù)的份額提升至1%，據(jù)此可計算出未來十年中國航空制造業(yè)為3D打印帶來的市場價值約905．43億元，年均約90．54億元。3D打印行業(yè)上下游關(guān)系3D打印行業(yè)上游為原材料及零件，包括3D打印原材料、核心硬件和軟件等，中游為設(shè)備制造和打印服務(wù)，下游則包括航空航天、汽車、醫(yī)療、消費(fèi)及電子產(chǎn)品等應(yīng)用領(lǐng)域。（一）3D打印行業(yè)上游1、3D打印原材料3D打印原材料是影響3D打印產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一，是3D打印技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。3D打印原材料目前主要可分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料以及生物材料等幾類。（1）金屬粉末材料金屬粉末一般要求純凈度高、球形度好、粒徑分布窄、氧含量低，目前應(yīng)用于3D打印的金屬粉末材料主要有鈦合金、高溫合金、鈷鉻合金、不銹鋼和鋁合金材料等。目前國內(nèi)的金屬3D打印材料已基本滿足國產(chǎn)設(shè)備及國內(nèi)下游增材制造需要，設(shè)備生產(chǎn)廠商一般與第三方材料廠商合作研究開發(fā)各類金屬材料熔融工藝，少量3D打印服務(wù)的廠商會同時自主生產(chǎn)金屬3D打印材料。（2）高分子粉末材料SLS工藝技術(shù)目前使用最廣泛的原材料為PA粉末類材料。近年來，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)多種新型高分子增材制造粉末材料，各類材料在成形質(zhì)量和穩(wěn)定性等方面的表現(xiàn)各有差異。2、核心硬件增材制造所使用的核心硬件包括振鏡和激光器等。目前，該等核心硬件多數(shù)采購自美國、德國等，存在依賴進(jìn)口的情況，但隨著國產(chǎn)振鏡和激光器的研制成功及性能提升，目前已實(shí)現(xiàn)部分進(jìn)口替代。3、軟件3D打印相關(guān)軟件包括3D打印設(shè)備工業(yè)軟件系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件可由產(chǎn)業(yè)鏈上中下游主體及專業(yè)軟件供應(yīng)商基于技術(shù)應(yīng)用需求開發(fā)提供，如輔助設(shè)計軟件、工程處理軟件、仿真模擬軟件、智能處理軟件等。設(shè)備工業(yè)軟件系統(tǒng)是指控制3D打印設(shè)備制造運(yùn)行全環(huán)節(jié)的整體控制系統(tǒng)，是整個3D打印設(shè)備的核心中樞。目前，行業(yè)內(nèi)大部分3D打印設(shè)備制造企業(yè)的3D打印設(shè)備工業(yè)軟件系統(tǒng)系向第三方采購，軟件性能提升依賴并受制于軟件服務(wù)商，限制了設(shè)備性能和材料性能的應(yīng)用，難以快速響應(yīng)客戶軟件方面的需求。因此，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)3D打印設(shè)備工業(yè)軟件系統(tǒng)將有助于設(shè)備制造企業(yè)提升行業(yè)競爭力。（二）3D打印行業(yè)中游增材制造行業(yè)中游包括3D打印設(shè)備及設(shè)備技術(shù)服務(wù)。其中3D打印設(shè)備是中游、也是整個產(chǎn)業(yè)鏈的核心主體。參與主體包括增材制造設(shè)備制造商、增材制造服務(wù)提供商、各類代理商等。增材制造設(shè)備制造商研發(fā)、生產(chǎn)3D打印設(shè)備供下游用戶使用，并根據(jù)下游用戶反饋不斷進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新與更新迭代，并同步向上游傳遞創(chuàng)新與市場需求，不斷推動著整個產(chǎn)業(yè)鏈的水平提升。增材制造服務(wù)提供商主要通過3D打印設(shè)備為客戶提供打印服務(wù)及其他各類衍生技術(shù)服務(wù)。（三）3D打印行業(yè)下游1、3D打印航空航天領(lǐng)域需求在航空航天領(lǐng)域，由于零部件形態(tài)復(fù)雜、傳統(tǒng)工藝加工成本高及輕量化要求等因素，增材制造已發(fā)展成為提升設(shè)計與制造能力的一項關(guān)鍵核心技術(shù)，其利用逐層堆積的原理，能夠?qū)崿F(xiàn)任意復(fù)雜構(gòu)件成形與多材料一體化制造，突破了傳統(tǒng)制造技術(shù)對結(jié)構(gòu)尺寸、復(fù)雜程度、成形材料的限制，提供了變革性的技術(shù)途徑，應(yīng)用場景日趨多樣化。航空航天領(lǐng)域用于3D打印的材料主要包括高性能金屬材料和高分子材料。高性能金屬材料中鈦合金、鋁合金和鎳基高溫合金的應(yīng)用最為廣泛，鈦合金主要應(yīng)用于高強(qiáng)度、輕量化結(jié)構(gòu)部件，鋁合金主要應(yīng)用于輕量化結(jié)構(gòu)部件，鎳基高溫合金主要應(yīng)用于高強(qiáng)度熱端部件，通常以粉末床熔融技術(shù)和定向能量沉積技術(shù)為主進(jìn)行加工，常見包括SLM、LENS等。高分子材料主要應(yīng)用于有耐沖擊、耐熱、阻燃性和抗老化性要求的部件，常用SLS進(jìn)行加工。在復(fù)雜部件的研制階段，3D打印技術(shù)可節(jié)省反復(fù)工藝試驗(yàn)的時間，提高速度的同時降低成本；在零件制造階段，3D打印技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高零件性能；此外，3D打印技術(shù)還可用于制件修復(fù)，延長設(shè)備使用壽命、減少經(jīng)濟(jì)損失。利用3D打印可以制作出符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和使用要求的高精密零件，為提高航天器的整體性能提供積極幫助。歐洲航天局（ESA）、美國國家航空航天局（NASA）、SpaceX和RelativitySpace均使用增材制造技術(shù)生產(chǎn)火箭點(diǎn)火裝置、推進(jìn)器噴頭、燃燒室和油箱，美國GE、波音（Boeing）、法國空客（Aribus）、賽峰（Safran）使用增材制造技術(shù)生產(chǎn)商用航空發(fā)動機(jī)零部件、軍機(jī)機(jī)身部件、飛機(jī)風(fēng)管、艙內(nèi)件等。同時，增材制造的構(gòu)件也已在國內(nèi)航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，先后成功參與了天問一號、實(shí)踐衛(wèi)星、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)等數(shù)十次發(fā)射和飛行任務(wù)。3D打印技術(shù)已成為提高航天設(shè)計和制造能力的關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用規(guī)模近年來增長迅速，未來市場空間巨大。2、3D打印汽車制造領(lǐng)域需求伴隨3D技術(shù)的創(chuàng)新升級，其在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用將逐漸深入，從概念模型打印到功能模型打印，目前逐步應(yīng)用于功能部件制造，并向打造整車方向拓展。汽車制造領(lǐng)域3D打印，主要應(yīng)用已覆蓋汽車設(shè)計、零部件開發(fā)、內(nèi)外飾應(yīng)用等方面，主要技術(shù)為SLS、SLM等。在設(shè)計方面，3D打印技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)無模具設(shè)計和制造，幫助企業(yè)縮短產(chǎn)品概念模型的設(shè)計及制作周期，幫助整車廠和零配件廠商優(yōu)化設(shè)計，同時，可以在安全性測試環(huán)節(jié)打印部分非關(guān)鍵部件作為替代，加速產(chǎn)品驗(yàn)證流程，有助于企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速小批量定制，降低成本并縮短產(chǎn)品時間，此外，3D打印可以在設(shè)計階段引導(dǎo)零件輕量化、一體化、個性化、功能化方面的創(chuàng)新；在制造方面，3D打印技術(shù)可提升零件的制造效率和生產(chǎn)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)零件輕量化制造和降低質(zhì)量的位移途徑，進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)模具的加工，加強(qiáng)對制造精度的控制，同時，增材制造一體化成形技術(shù)允許將多個零件整合為一個零件，可減輕復(fù)雜關(guān)鍵部件的重量；在維修方面，3D打印技術(shù)可以進(jìn)行門把手、輪轂、汽缸、變速器和其他基礎(chǔ)部件的制作，從而保證了維修的效率和經(jīng)濟(jì)收益。汽車行業(yè)是最早使用3D打印技術(shù)的行業(yè)之一，在3D打印技術(shù)應(yīng)用中占據(jù)重要位置，隨著近年來汽車保有量和產(chǎn)量的上升，汽車行業(yè)巨大的市場規(guī)模將持續(xù)為3D打印技術(shù)的應(yīng)用提供廣闊的空間。3、3D打印醫(yī)療領(lǐng)域需求基于人體存在個體差異而傳統(tǒng)制造醫(yī)療器械多為標(biāo)準(zhǔn)化樣式或尺寸的現(xiàn)狀，3D打印憑借可個性化定制的特點(diǎn)在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用逐步廣泛，主要應(yīng)用方向包括制造醫(yī)療模型、手術(shù)導(dǎo)板、外科/口腔科植入物、康復(fù)器械等（主要材料包括塑料、樹脂、金屬、高分子復(fù)合材料等），以及生物3D打印人體組織、器官等。3D打印技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)中已逐漸成熟應(yīng)用于義齒打印、矯正器制作、預(yù)演手術(shù)模型制作、手術(shù)導(dǎo)板制作等，有助于提高精度和效率，降低手術(shù)風(fēng)險。3D打印技術(shù)在骨科植入方面也發(fā)展迅速，目前開始采用金屬3D打印技術(shù)生產(chǎn)全膝關(guān)節(jié)植入物、髖臼杯、脊柱植入物等，金屬3D打印技術(shù)有利于模擬人體骨骼的層狀結(jié)構(gòu)，通過多孔設(shè)計可以更好地與人體組織融合，促進(jìn)骨骼生長，此外3D打印技術(shù)亦為植入物設(shè)計帶來了更高設(shè)計自由度。隨著未來經(jīng)濟(jì)水平和精準(zhǔn)醫(yī)療要求的不斷提升，3D打印技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展將擁有巨大空間。4、3D打印其他行業(yè)領(lǐng)域需求消費(fèi)品領(lǐng)域：消費(fèi)品領(lǐng)域范圍廣泛，3D打印技術(shù)有助于加速消費(fèi)品行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計、優(yōu)化和迭代，提升并豐富產(chǎn)品性能，如為運(yùn)動員量身定制輕量化、個性化運(yùn)動設(shè)備等。模具領(lǐng)域：3D打印已廣泛應(yīng)用于鞋模及隨形冷卻模具等領(lǐng)域，優(yōu)化冷卻水路設(shè)計，不受水路復(fù)雜程度的限制，提升模具的冷卻效率和生產(chǎn)效率。電子電器領(lǐng)域：3D打印技術(shù)在產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)階段，如裝配和功能驗(yàn)證、外觀及性能測試、人體工程學(xué)、快速手板、批量制造等方面，都能提供較大的幫助，降低研發(fā)和時間成本，提高產(chǎn)品利潤。全球3D打印行業(yè)分析在各國政府和市場的共同推動下，增材制造技術(shù)不斷發(fā)展，研發(fā)速度也在不斷加快。數(shù)據(jù)顯示，2020年全球3D打印市場規(guī)模達(dá)127億美元左右，2021年市場規(guī)模增長到135億美元，預(yù)計在2026年全球3D打印市場規(guī)模將達(dá)到370億美元。從全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模分布看，美國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全球比重的40%；德國僅次于美國，是全球第二大3D打印設(shè)備供應(yīng)者和3D打印材料與服務(wù)提供者，產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比23%；其次是中國、日本、英國和其他國家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比分別為19%、8%、6%和4%。從全球3D打印細(xì)分產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看，來自3D打印服務(wù)的收入約75億美元，占比接近60%；全球3D打印設(shè)備銷售額約30億美元，占比24%；全球3D打印材料銷售額約21億美元，占比17%，同比增長10%左右。使用3D打印技術(shù)最多的為汽車工業(yè)，占比約16%；其次是消費(fèi)領(lǐng)域/電子領(lǐng)域和航空航天，占比分別為15．4%、15%；醫(yī)療、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、能源等領(lǐng)域占比分別為14%、12%、11．6%。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，全球3D打印行業(yè)正在迅速發(fā)展。3D打印技術(shù)可以用于制造各種復(fù)雜的物體，從而改變了傳統(tǒng)的制造方式。3D打印技術(shù)的發(fā)展也為全球3D打印行業(yè)帶來了新的應(yīng)用趨勢。首先，3D打印技術(shù)可以用于制造復(fù)雜的零件，從而提高了制造效率。3D打印技術(shù)可以快速制造出復(fù)雜的零件，而傳統(tǒng)的制造方式需要花費(fèi)大量的時間和精力。此外，3D打印技術(shù)還可以用于制造復(fù)雜的外殼，從而提高了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。其次，3D打印技術(shù)可以用于制造定制化的產(chǎn)品，從而滿足客戶的需求。3D打印技術(shù)可以根據(jù)客戶的要求快速制造出定制化的產(chǎn)品，而傳統(tǒng)的制造方式需要花費(fèi)大量的時間和精力。此外，3D打印技術(shù)還可以用于制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，從而提高產(chǎn)品的使用性能。最后，3D打印技術(shù)可以用于制造環(huán)保的產(chǎn)品，從而改善環(huán)境質(zhì)量。3D打印技術(shù)可以制造出環(huán)保的產(chǎn)品，而傳統(tǒng)的制造方式可能會產(chǎn)生大量的廢棄物。此外，3D打印技術(shù)還可以用于制造可回收的產(chǎn)品，從而減少對資源的消耗?？傊?D打印技術(shù)的發(fā)展為全球3D打印行業(yè)帶來了新的應(yīng)用趨勢，包括提高制造效率、滿足客戶需求、提高產(chǎn)品使用性能以及改善環(huán)境質(zhì)量等。3D打印技術(shù)的發(fā)展將為全球3D打印行業(yè)帶來更多的機(jī)遇，并為消費(fèi)者提供更多的選擇。3D打印材料行業(yè)市場概況3D打印材料是3D打印行業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，3D打印材料的技術(shù)水平對整個3D打印行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。2020年，全球3D打印材料中占比最高的為光敏聚合物和塑料粉末，均為30%;金屬3D打印材料的市場規(guī)模約為3．83億美元，占增材制造材料整體的18．2%，市場規(guī)模同比增長15．2%，高于增材制造材料整體增速9．9%。3D打印材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀指出金屬3D打印材料具備無?；⒖啥ㄖ频膬?yōu)點(diǎn)，且相較于傳統(tǒng)金屬加工工藝，其生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量均有較大程度提升，在制造一些復(fù)雜、精密的零部件時，其優(yōu)勢更加顯著。目前，國際市場上增材制造金屬粉體材料供應(yīng)商以歐美廠商為主，如瑞典Sandvik、美國CarpenterTechnology、跨國公司GKN、加拿大AP&C、英國LPWTechnology等。國內(nèi)市場的主要廠商包括江蘇威拉里、無錫飛而康、中航邁特、上海材料研究所等?？傮w看來我國3D打印材料起步比較遲但是經(jīng)過多年的發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)了3D打印市場的發(fā)展。近幾年金屬3D打印材料的市場占比不斷增長。中國3D產(chǎn)業(yè)行業(yè)市場規(guī)模及未來發(fā)展趨勢隨著3D技術(shù)的發(fā)展，3D產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模和發(fā)展趨勢蓬勃發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，2019年，中國3D產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達(dá)到了1730．4億元，比2018年增長了11．2%，市場增速明顯提升。3D技術(shù)的廣泛應(yīng)用助推了3D產(chǎn)業(yè)市場的發(fā)展。3D技術(shù)在科技、制造、建筑等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，用于建筑設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、制造加工、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，3D技術(shù)的應(yīng)用正越來越普及，3D產(chǎn)業(yè)市場也受到了極大的推動。政府的大力支持也是市場發(fā)展的重要動力。中國政府把3D打印技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，并加大了對技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的支持，政府支持的政策和投資助推了3D技術(shù)的廣泛應(yīng)用，也推動了3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。企業(yè)投資流入也是推動3D產(chǎn)業(yè)市場發(fā)展的重要因素。近年來，3D技術(shù)受到越來越多企業(yè)的重視，企業(yè)將越來越多的資金投入到3D技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用中，推動了3D技術(shù)的發(fā)展。根據(jù)市場調(diào)研在線網(wǎng)發(fā)布的2023-2029年中國3D產(chǎn)業(yè)市場供需態(tài)勢分析及投資機(jī)會分析報告分析，3D技術(shù)的發(fā)展及政府的大力支持，以及企業(yè)的投資流入，都推動了3D產(chǎn)業(yè)市場的發(fā)展。截止2019年，中國3D產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模已達(dá)到1730．4億元，隨著3D技術(shù)的不斷更新和改進(jìn)，未來3D產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將持續(xù)增長。同時，隨著技術(shù)的不斷更新，3D技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也將擴(kuò)展到更多領(lǐng)域，如醫(yī)療、教育、服務(wù)、娛樂等，這將進(jìn)一步推動3D產(chǎn)業(yè)市場的發(fā)展。此外，未來3D技術(shù)還將更多地應(yīng)用于智能制造、智能家居等領(lǐng)域，從而推動3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。未來，中國3D產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將會繼續(xù)發(fā)展，并延伸到更多領(lǐng)域，應(yīng)用范圍也將不斷擴(kuò)大。隨著3D技術(shù)的發(fā)展，3D產(chǎn)業(yè)市場也將會呈現(xiàn)出更加繁榮的發(fā)展趨勢。3D打印行業(yè)競爭格局增材制造行業(yè)經(jīng)過30余年的發(fā)展，技術(shù)不斷創(chuàng)新，規(guī)模穩(wěn)步增長，技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)鏈條不斷完善，目前已建立起較為穩(wěn)定的增材制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系和行業(yè)競爭格局，呈現(xiàn)出行業(yè)整體高速增長，由幾家巨頭主導(dǎo)，其他設(shè)備制造商后起追趕的發(fā)展態(tài)勢。3D打印企業(yè)集中在美國、德國及中國。根據(jù)WohlersAssociates，Inc統(tǒng)計顯示，近年來，3D打印設(shè)備制造商的數(shù)量增長迅速。2021年全球有266家制造商生產(chǎn)和銷售工業(yè)3D打印設(shè)備（統(tǒng)計口徑價格高于5000美元），與2020年相比增加了38家，自2012年以來工業(yè)級增材制造商的數(shù)量增長了8倍。2021年有39家企