Nov 25, 2020
從2011年開始,全球開始掀起(qǐ)3D打印熱潮,當前,3D打印在航空航天、汽(qì)車、醫療健(jiàn)康等領域的市場應用已(yǐ)經取得積極的進展,我國3D打印產業發展至今,呈現出不斷深化、不(bú)斷擴大應用的態勢。未來(lái),隨著政策以及技(jì)術的支持,我國3D打印產業將會(huì)持續(xù)增(zēng)長。前瞻產業研究院獨家(jiā)發布“預見2019:《中國3D打印產業全(quán)景圖譜》”,一(yī)文帶你看清中國3D打印發展現狀及趨勢。
增材製造(Additive Manufacturing,AM)俗稱3D打印,融合了計算機輔助設計、材料(liào)加工與成形技術、以數字模型文件為基礎,通(tōng)過(guò)軟件(jiàn)與數控係統將專用的金屬材料、非(fēi)金屬材料以及醫用(yòng)生物材料,按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式(shì)逐層堆積,製造出實體物品的製造技術。相對(duì)於傳(chuán)統的、對原材料(liào)去除-切削、組裝的加工模式不同,是一種(zhǒng)“自下而上”通過材料累加的製(zhì)造方法,從無到有。這使得過去受到傳(chuán)統製造方(fāng)式(shì)的約束,而無法(fǎ)實現(xiàn)的複雜結構件製造變為可能。
自(zì)1986年(nián),美國(guó)科學家Charles Hull獲得SLA技術發明專利,並成立全球首家增材製造公司3D Systems開始,3D打印產業拉開了帷幕。
主要包(bāo)含材料、研發製(zhì)造及應用層 生產工藝多樣化(huà)
3D打印是集材料、3D打印設備研發以(yǐ)及下遊應(yīng)用的(de)產業(yè)。上遊為3D打印材料研發(fā)製造層,包括輔助運行(háng)(三維掃描儀、控製軟件等)、基礎配套(步進電機、芯片等)和打印材料(鈦合金、金屬粉(fěn)、尼龍材料等)。中遊為3D打印(yìn)設備研發(fā)製造,下遊為應用領域,3D打印主要應用場景於航空航天、模具鑄造、生物醫療、汽車領域等。
3D打印存在著許多(duō)不同的技術。它們的不(bú)同(tóng)之處在於以可(kě)用(yòng)的材料的方式(shì),並以不同層構建創建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材(cái)料、鈦合金、不鏽鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。
由於我國(guó)近年才引入3D打印技術,與國外相比差距非常(cháng)大(dà),目前全(quán)球已經發展至金(jīn)屬3D打印、高分子(zǐ)3D打印、陶瓷3D打印以(yǐ)及生物3D打印技術,我(wǒ)國則主要在層壓、激光(guāng)燈(dēng)。不過近年來我國(guó)生物3D打印技術(shù)不斷獲得突(tū)破,推進了3D打印醫療器械、人工組織器官的臨床轉化進程。
市(shì)場(chǎng)規(guī)模不斷擴大 工業級產品潛力較大
我國3D打印從1988年發展(zhǎn)至今,呈現出(chū)不斷深化、不斷(duàn)擴大應用的態勢。2015-2017年的3年間,中國3D打印產業規模實現了翻倍增長,年均增速超過25%。2017年,中(zhōng)國3D打印領域相關企業超過500家,產業規模已達100億元,增速略微放緩至25%左右,但仍高於全球4個百分點(diǎn)。2018年上半年,中國3D打印產業維持25%以上增速,2018年整體規模有望達到18.3億美元。
3D打印應用領域廣泛,其在(zài)下遊應用行業和具體用途領域的(de)分(fèn)布反映了這(zhè)一技術具有的優(yōu)勢和特點(diǎn),同時也反映了這一技術的(de)局限和在發展過程中尚(shàng)需完善的地方。3D打(dǎ)印機(jī)需求量較大的行業包括政府、航天和國防、醫療設備、高科技、教育業以(yǐ)及製造業。目前,應用領域排名前三的是工業機械、航空航天和汽車,分別占(zhàn)市場份額的(de)20.0%、16.6%和13.8%。
從3D打印機類型來看,2017年,國內桌麵3D打印機出貨量(liàng)增長27%,其中約95%是個人或桌麵打印機,工業級3D打印機出(chū)貨量雖隻增加了5%。但從銷售收入來看,工業級(jí)3D打印機占總收入(rù)的80%。所以,雖然消費級(jí)設備支撐了出貨量,但工業級設備支撐了整個行業的(de)銷售收入,未來(lái)工業級3D打(dǎ)印設備是行業收入增長的(de)主力軍。
品牌繁雜 國際品(pǐn)牌占較大份(fèn)額
近幾年來,我國3D打印市場呈現出穩中向(xiàng)好的態勢。因此,越來越多(duō)的企業想要分這塊大蛋糕,紛紛進入(rù)該領域,目前中國所有3D打印相關企業中,約有46.9%是2016年以後(hòu)進入3D打印市場的。當前中(zhōng)國市場的主流設備品牌包括聯泰、EOS、華曙、鉑力特(tè)、3D Systems、GE、Stratasys、惠普等,多為國外品牌。
以(yǐ)環渤海、長三角、珠三角為核心的空間(jiān)發展格局已形成
從區域分布來看,我國3D打印產業集聚態(tài)勢明顯,目前已基本形成以環渤海、長三(sān)角、珠三角為(wéi)核心,以中西部部分地區為紐帶的產業空間發展格局。
其(qí)中,北(běi)京、浙江、陝西、湖北、廣東等省份產業發展較(jiào)快(kuài)。目前,北京市從事3D打印技(jì)術研發、生產與服(fú)務的(de)企(qǐ)業達70家以上,2017年實現銷售收(shōu)入約6億元。廣(guǎng)東(dōng)省從事3D業(yè)務的企業超過(guò)400家,實現(xiàn)產值超過(guò)30億元。陝西省從事3D研發生(shēng)產企業超過70家(jiā),2017年營業收入達5億多元。
技術(shù)不斷進步 高校研發力較強
我國3D打印技(jì)術與國外相比雖仍有較大差距,但隨著產業的興起(qǐ),我(wǒ)國以高校科研機構為(wéi)主的3D技術研究不斷取得進步(bù)。2017年中國3D打印相關專利申請量達到7402件(jiàn),其中華南理工(gōng)大學、西安交通(tōng)大學分(fèn)別排名第一第二名。技術的進步讓我國3D打印方案(àn)不斷落地,2019年1月11日,中國第一座使用3D打印技術製作的高分子材料觀景橋正(zhèng)式亮相。未來,“3D打印+”生態圈將會越來越完善。
資(zī)本市場逐漸趨(qū)向理性
近年來,隨(suí)著市場監管趨嚴、行業去偽存真加速,以及一係列風險事件的發生,3D打印熱度逐步降低,資本(běn)市場對增材製造企業估值趨於理性。2016年中國3D打印行業發生融資事件14起(qǐ),2017年(nián)增至24起,淨增(zēng)加(jiā)10起。2018年市場趨向冷靜,全年融資事件26起,金額普(pǔ)遍偏小,多集中於3D打印設備製造(zào)領域。
發(fā)展(zhǎn)問題猶存 探索腳步不停
我國3D打印產業雖然(rán)取得了(le)長足的發展,但發達國家還有較大差距,關鍵(jiàn)技術滯後、關鍵裝備與核(hé)心器件嚴重依(yī)賴進口的問(wèn)題依然較為突出。此外,中國的專用材料發展滯後(hòu),目前國內隻開發出鈦合金、高強鋼等幾十種(zhǒng)金屬,材料成形品性能普遍不高。而行業(yè)領軍企業及巴斯夫等材料企業(yè)紛紛布局專用材料領域(yù),突破一批新(xīn)型(xíng)高分子複合材料、高性能合金材料、生物活(huó)性材料(liào)、陶瓷材料等專用(yòng)材料。
且目前,中國3D打印尚未出現大規模的市場應(yīng)用,製約大規模產業化的原因在於打印速度較慢,成本相對較高。隨著(zhe)技術的進步,局部領域已經邁(mài)過了使(shǐ)用的盈虧(kuī)平衡點,未來數年,3D打印有望迎來至為關鍵的迸發期。
中國3D打印產業前景分析
產業將持續高速增長
預計(jì)未來十年,全球3D打印產業將仍處於高(gāo)速增(zēng)長期,據IDC預(yù)測,2020年全球增材製造產(chǎn)值將達289億美元;而中(zhōng)國在不斷突破技術壁(bì)壘的過程中,產業持續增長,進(jìn)入大規模產業(yè)化時期。
工業3D打印將成為主流方向
在航空航天、汽車、航海、核工業以及醫療器械(xiè)領域對金屬3D打印的需求旺盛(shèng),應用端呈現快速(sù)擴展趨勢。
應用深度和廣度持續(xù)擴展
未來,3D打印技術的應用已經從簡單的概念(niàn)模型(xíng)向功能部件直接製造方向發(fā)展。例如在生物醫療(liáo)領域,3D打印從“非活體(tǐ)”打印(yìn)逐步進階到“活體”打(dǎ)印。
作者:朱茜
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