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從2011年開始,全球逐漸掀起3D打印熱潮。當前,3D打印在航空航天、汽車、醫(yī)療健康等領域的市場應用已經取得積極的進展,我國3D打印產業(yè)發(fā)展至今,呈現出不斷深化、不斷擴大應用的態(tài)勢。
未來,隨著政策以及技術的支持,我國3D打印產業(yè)將會持續(xù)增長。下面通過11個圖來看清中國3D打印發(fā)展現狀及趨勢。
產業(yè)全景
3D打印是集材料、3D打印設備研發(fā)以及下游應用的產業(yè)。上游為3D打印材料研發(fā)制造層,包括輔助運行(三維掃描儀、控制軟件等)、基礎配套(步進電機、芯片等)和打印材料(鈦合金、金屬粉、光敏樹脂等)。
中游為3D打印設備研發(fā)制造,下游為應用領域,3D打印主要應用場景于航空航天、模具鑄造、生物醫(yī)療、汽車領域等。
就長期的需求增長而言,上游打印材料和個人3D打印設備的制造企業(yè)會發(fā)展得更好。因為在通用化的技術標準不斷推廣的基礎上,專業(yè)化的材料供應企業(yè)的發(fā)展是大勢所趨。而從個人消費到工業(yè)制造,不管哪個領域快速增長,對耗材的需求都是必不可少的。為了獲得長期發(fā)展,浙江迅實科技自2013年成立以來,通過相關技術的人才招攬,已經組建了自己的技術團隊。不僅自主研究開發(fā)了MoonRay系列3D打印機、SprintRay Pro專業(yè)齒科3D打印機,也研發(fā)出了Resin高精度DLP光敏樹脂材料,上游中游一把抓。
設備分類
3D打印設備主要分為桌面級和工業(yè)級兩種。桌面級是3D打印技術的初級階段和入門階段,能夠很直觀地闡述3D打印技術的工藝原理。
工業(yè)級的3D打印機主要分為快速原型制造和直接產品制造兩種。兩者在打印精度、速度、尺寸等各方面都有不同。其中,打印支撐和打印實體可分參數打印的設計是區(qū)分工業(yè)機和桌面機的最重要標志。
技術匯總
3D打印存在著許多不同的技術。它們的不同之處在于以可用的材料的方式,并以不同層構建創(chuàng)建部件。3D打印常用材料有光敏樹脂尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼等。
由于我國近年才引入3D打印技術,與國外相比差距非常大,目前全球已經發(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,我國則主要在層壓、激光燈。不過近年來我國生物3D打印技術不斷獲得突破,推進了3D打印醫(yī)療器械、人工組織器官的臨床轉化進程。
我國3D打印產業(yè)規(guī)模及增速
我國3D打印從1988年發(fā)展至今,呈現出不斷深化、不斷擴大應用的態(tài)勢。2015-2017年的3年間,中國3D打印產業(yè)規(guī)模實現了翻倍增長,年均增速超過25%。
2017年,中國3D打印領域相關企業(yè)超過500家,產業(yè)規(guī)模已達100億元,增速略微放緩至25%左右,但仍高于全球4個百分點。2018年上半年,中國3D打印產業(yè)維持25%以上增速,2018年整體規(guī)模有望達到18.3億美元。
應用行業(yè)
3D打印應用領域廣泛,其在下游應用行業(yè)和具體用途領域的分布反映了這一技術具有的優(yōu)勢和特點,同時也反映了這一技術的局限和在發(fā)展過程中尚需完善的地方。
3D打印機需求量較大的行業(yè)包括政府、航天和國防、醫(yī)療設備、高科技、教育業(yè)以及制造業(yè)。目前,應用領域排名前三的是工業(yè)機械、航空航天和汽車,分別占市場份額的20.0%、16.6%和13.8%。
市場結構
從3D打印機類型來看,2017年,國內桌面3D打印機出貨量增長27%,其中約95%是個人或桌面打印機,工業(yè)級3D打印機出貨量雖只增加了5%。
但從銷售收入來看,工業(yè)級3D打印機占總收入的80%。所以,雖然消費級設備支撐了出貨量,但工業(yè)級設備支撐了整個行業(yè)的銷售收入,未來工業(yè)級3D打印設備是行業(yè)收入增長的主力軍。
國際品牌占較大份額
近幾年來,我國3D打印市場呈現出穩(wěn)中向好的態(tài)勢。因此,越來越多的企業(yè)想要分這塊大蛋糕,紛紛進入該領域,目前中國所有3D打印相關企業(yè)中,約有46.9%是2016年以后進入3D打印市場的。
當前中國市場的主流設備品牌包括聯泰、鉑力特、3D Systems、Stratasys、迅實科技等。
以環(huán)渤海、長三角、珠三角為核心的空間發(fā)展格局已形成
從區(qū)域分布來看,我國3D打印產業(yè)集聚態(tài)勢明顯,目前已基本形成以環(huán)渤海、長三角、珠三角為核心,以中西部部分地區(qū)為紐帶的產業(yè)空間發(fā)展格局。
其中,北京、浙江、陜西、湖北、廣東等省份產業(yè)發(fā)展較快。目前,北京市從事3D打印技術研發(fā)、生產與服務的企業(yè)達70家以上,2017年實現銷售收入約6億元。
廣東省從事3D業(yè)務的企業(yè)超過400家,實現產值超過30億元。陜西省從事3D研發(fā)生產企業(yè)超過70家,2017年營業(yè)收入達5億多元。
技術不斷進步,高校研發(fā)力較強
我國3D打印技術與國外相比雖仍有較大差距,但隨著產業(yè)的興起,我國以高??蒲袡C構為主的3D技術研究不斷取得進步。2017年中國3D打印相關專利申請量達到7402件,其中華南理工大學、西安交通大學分別排名第一第二名。
技術的進步讓我國3D打印方案不斷落地,2019年1月11日,中國第一座使用3D打印技術制作的高分子材料觀景橋正式亮相。未來,"3D打印+"生態(tài)圈將會越來越完善。
注:2018年數據未完全。
資本市場逐漸趨向理性
近年來,隨著市場監(jiān)管趨嚴、行業(yè)去偽存真加速,以及一系列風險事件的發(fā)生,3D打印熱度逐步降低,資本市場對增材制造企業(yè)估值趨于理性。
2016年中國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打印設備制造領域。
發(fā)展問題猶存 探索腳步不停
我國3D打印產業(yè)雖然取得了長足的發(fā)展,但發(fā)達國家還有較大差距,關鍵技術滯后、關鍵裝備與核心器件嚴重依賴進口的問題依然較為突出。
此外,中國的專用材料發(fā)展滯后,目前國內只開發(fā)出光敏樹脂、鈦合金、高強鋼等幾十種材料,材料成形品性能較低。而行業(yè)領軍企業(yè)及巴斯夫等材料企業(yè)紛紛布局專用材料領域,突破一批新型高分子復合材料、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3D打印尚未出現大規(guī)模的市場應用,制約大規(guī)模產業(yè)化的原因在于打印速度較慢,成本相對較高。隨著技術的進步,局部領域已經邁過了使用的盈虧平衡點,未來數年,3D打印有望迎來至為關鍵的迸發(fā)期。
中國3D打印產業(yè)前景分析
1.產業(yè)將持續(xù)高速增長
預計未來十年,全球3D打印產業(yè)將仍處于高速增長期,據IDC預測,2020年全球增材制造產值將達289億美元;而中國在不斷突破技術壁壘的過程中,產業(yè)持續(xù)增長,進入大規(guī)模產業(yè)化時期。
2.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)療器械領域對金屬3D打印的需求旺盛,應用端呈現快速擴展趨勢。
3.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)療領域,3D打印從"非活體"打印逐步進階到"活體"打印。
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