13張圖帶你看清中國(guó)3D打印發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
魔猴君 行業(yè)資訊 2063天前
從2011年開始,全球開始掀起3D打印熱潮,當(dāng)前,3D打印在航空航天、汽車、醫(yī)療健康等領(lǐng)域的市場(chǎng)應(yīng)用已經(jīng)取得積極的進(jìn)展,我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今,呈現(xiàn)出不斷深化、不斷擴(kuò)大應(yīng)用的態(tài)勢(shì)。未來(lái),隨著政策以及技術(shù)的支持,我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院獨(dú)家發(fā)布“預(yù)見2019:《中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)全景圖譜》”,一文帶你看清中國(guó)3D打印發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)。
增材制造(Additive Manufacturing,AM)俗稱3D打印,融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、材料加工與成形技術(shù)、以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),通過(guò)軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料,按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積,制造出實(shí)體物品的制造技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的、對(duì)原材料去除-切削、組裝的加工模式不同,是一種“自下而上”通過(guò)材料累加的制造方法,從無(wú)到有。這使得過(guò)去受到傳統(tǒng)制造方式的約束,而無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件制造變?yōu)榭赡堋?
自1986年,美國(guó)科學(xué)家Charles Hull獲得SLA技術(shù)發(fā)明專利,并成立全球首家增材制造公司3D Systems開始,3D打印產(chǎn)業(yè)拉開了帷幕。
主要包含材料、研發(fā)制造及應(yīng)用層 生產(chǎn)工藝多樣化
3D打印是集材料、3D打印設(shè)備研發(fā)以及下游應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)。上游為3D打印材料研發(fā)制造層,包括輔助運(yùn)行(三維掃描儀、控制軟件等)、基礎(chǔ)配套(步進(jìn)電機(jī)、芯片等)和打印材料(鈦合金、金屬粉、尼龍材料等)。中游為3D打印設(shè)備研發(fā)制造,下游為應(yīng)用領(lǐng)域,3D打印主要應(yīng)用場(chǎng)景于航空航天、模具鑄造、生物醫(yī)療、汽車領(lǐng)域等。
3D打印設(shè)備主要分為桌面級(jí)和工業(yè)級(jí)兩種。桌面級(jí)是3D打印技術(shù)的初級(jí)階段和入門階段,能夠很直觀地闡述3D打印技術(shù)的工藝原理。工業(yè)級(jí)的3D打印機(jī)主要分為快速原型制造和直接產(chǎn)品制造兩種。兩者在打印精度、速度、尺寸等各方面都有不同,其中,打印支撐和打印實(shí)體可分參數(shù)打印的設(shè)計(jì)是區(qū)分工業(yè)機(jī)和桌面機(jī)的最重要標(biāo)志。
3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式,并以不同層構(gòu)建創(chuàng)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、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。
由于我國(guó)近年才引入3D打印技術(shù),與國(guó)外相比差距非常大,目前全球已經(jīng)發(fā)展至金屬3D打印、高分子3D打印、陶瓷3D打印以及生物3D打印技術(shù),我國(guó)則主要在層壓、激光燈。不過(guò)近年來(lái)我國(guó)生物3D打印技術(shù)不斷獲得突破,推進(jìn)了3D打印醫(yī)療器械、人工組織器官的臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程。
市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大 工業(yè)級(jí)產(chǎn)品潛力較大
我國(guó)3D打印從1988年發(fā)展至今,呈現(xiàn)出不斷深化、不斷擴(kuò)大應(yīng)用的態(tài)勢(shì)。2015-2017年的3年間,中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模實(shí)現(xiàn)了翻倍增長(zhǎng),年均增速超過(guò)25%。2017年,中國(guó)3D打印領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)超過(guò)500家,產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達(dá)100億元,增速略微放緩至25%左右,但仍高于全球4個(gè)百分點(diǎn)。2018年上半年,中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)維持25%以上增速,2018年整體規(guī)模有望達(dá)到18.3億美元。
3D打印應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,其在下游應(yīng)用行業(yè)和具體用途領(lǐng)域的分布反映了這一技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),同時(shí)也反映了這一技術(shù)的局限和在發(fā)展過(guò)程中尚需完善的地方。3D打印機(jī)需求量較大的行業(yè)包括政府、航天和國(guó)防、醫(yī)療設(shè)備、高科技、教育業(yè)以及制造業(yè)。目前,應(yīng)用領(lǐng)域排名前三的是工業(yè)機(jī)械、航空航天和汽車,分別占市場(chǎng)份額的20.0%、16.6%和13.8%。
從3D打印機(jī)類型來(lái)看,2017年,國(guó)內(nèi)桌面3D打印機(jī)出貨量增長(zhǎng)27%,其中約95%是個(gè)人或桌面打印機(jī),工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)出貨量雖只增加了5%。但從銷售收入來(lái)看,工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)占總收入的80%。所以,雖然消費(fèi)級(jí)設(shè)備支撐了出貨量,但工業(yè)級(jí)設(shè)備支撐了整個(gè)行業(yè)的銷售收入,未來(lái)工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備是行業(yè)收入增長(zhǎng)的主力軍。
品牌繁雜 國(guó)際品牌占較大份額
近幾年來(lái),我國(guó)3D打印市場(chǎng)呈現(xiàn)出穩(wěn)中向好的態(tài)勢(shì)。因此,越來(lái)越多的企業(yè)想要分這塊大蛋糕,紛紛進(jìn)入該領(lǐng)域,目前中國(guó)所有3D打印相關(guān)企業(yè)中,約有46.9%是2016年以后進(jìn)入3D打印市場(chǎng)的。當(dāng)前中國(guó)市場(chǎng)的主流設(shè)備品牌包括聯(lián)泰、EOS、華曙、鉑力特、3D Systems、GE、Stratasys、惠普等,多為國(guó)外品牌。
以環(huán)渤海、長(zhǎng)三角、珠三角為核心的空間發(fā)展格局已形成
從區(qū)域分布來(lái)看,我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)集聚態(tài)勢(shì)明顯,目前已基本形成以環(huán)渤海、長(zhǎng)三角、珠三角為核心,以中西部部分地區(qū)為紐帶的產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展格局。
其中,北京、浙江、陜西、湖北、廣東等省份產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快。目前,北京市從事3D打印技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)與服務(wù)的企業(yè)達(dá)70家以上,2017年實(shí)現(xiàn)銷售收入約6億元。廣東省從事3D業(yè)務(wù)的企業(yè)超過(guò)400家,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值超過(guò)30億元。陜西省從事3D研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)超過(guò)70家,2017年?duì)I業(yè)收入達(dá)5億多元。
技術(shù)不斷進(jìn)步 高校研發(fā)力較強(qiáng)
我國(guó)3D打印技術(shù)與國(guó)外相比雖仍有較大差距,但隨著產(chǎn)業(yè)的興起,我國(guó)以高??蒲袡C(jī)構(gòu)為主的3D技術(shù)研究不斷取得進(jìn)步。2017年中國(guó)3D打印相關(guān)專利申請(qǐng)量達(dá)到7402件,其中華南理工大學(xué)、西安交通大學(xué)分別排名第一第二名。技術(shù)的進(jìn)步讓我國(guó)3D打印方案不斷落地,2019年1月11日,中國(guó)第一座使用3D打印技術(shù)制作的高分子材料觀景橋正式亮相。未來(lái),“3D打印+”生態(tài)圈將會(huì)越來(lái)越完善。
注:2018年數(shù)據(jù)未完全。
資本市場(chǎng)逐漸趨向理性
近年來(lái),隨著市場(chǎng)監(jiān)管趨嚴(yán)、行業(yè)去偽存真加速,以及一系列風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生,3D打印熱度逐步降低,資本市場(chǎng)對(duì)增材制造企業(yè)估值趨于理性。2016年中國(guó)3D打印行業(yè)發(fā)生融資事件14起,2017年增至24起,凈增加10起。2018年市場(chǎng)趨向冷靜,全年融資事件26起,金額普遍偏小,多集中于3D打印設(shè)備制造領(lǐng)域。
發(fā)展問題猶存 探索腳步不停
我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)雖然取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,但發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大差距,關(guān)鍵技術(shù)滯后、關(guān)鍵裝備與核心器件嚴(yán)重依賴進(jìn)口的問題依然較為突出。此外,中國(guó)的專用材料發(fā)展滯后,目前國(guó)內(nèi)只開發(fā)出鈦合金、高強(qiáng)鋼等幾十種金屬,材料成形品性能普遍不高。而行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)及巴斯夫等材料企業(yè)紛紛布局專用材料領(lǐng)域,突破一批新型高分子復(fù)合材料、高性能合金材料、生物活性材料、陶瓷材料等專用材料。
且目前,中國(guó)3D打印尚未出現(xiàn)大規(guī)模的市場(chǎng)應(yīng)用,制約大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的原因在于打印速度較慢,成本相對(duì)較高。隨著技術(shù)的進(jìn)步,局部領(lǐng)域已經(jīng)邁過(guò)了使用的盈虧平衡點(diǎn),未來(lái)數(shù)年,3D打印有望迎來(lái)至為關(guān)鍵的迸發(fā)期。
中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)前景分析
——產(chǎn)業(yè)將持續(xù)高速增長(zhǎng)
預(yù)計(jì)未來(lái)十年,全球3D打印產(chǎn)業(yè)將仍處于高速增長(zhǎng)期,據(jù)IDC預(yù)測(cè),2020年全球增材制造產(chǎn)值將達(dá)289億美元;而中國(guó)在不斷突破技術(shù)壁壘的過(guò)程中,產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長(zhǎng),進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化時(shí)期。
——工業(yè)3D打印將成為主流方向
在航空航天、汽車、航海、核工業(yè)以及醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)饘?/span>3D打印的需求旺盛,應(yīng)用端呈現(xiàn)快速擴(kuò)展趨勢(shì)。
——應(yīng)用深度和廣度持續(xù)擴(kuò)展
未來(lái),3D打印技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)從簡(jiǎn)單的概念模型向功能部件直接制造方向發(fā)展。例如在生物醫(yī)療領(lǐng)域,3D打印從“非活體”打印逐步進(jìn)階到“活體”打印。
來(lái)源:中國(guó)3D打印網(wǎng)