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1、 第一章 3D打印行業(yè)及其發(fā)展現(xiàn)狀21.1 3D打印概念21.2 3D打印發(fā)展現(xiàn)狀61.2.1 全球3D打印行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀61.2.2 中國(guó)3D打印行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀71.2.3 天津3D打印行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀9第二章 3D打印相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈102.1 3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上游3D打印材料102.2 3D打印產(chǎn)業(yè)鏈中游3D打印設(shè)備及軟件122.3 3D打印產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用領(lǐng)域142.3.1 3D打印在航空航天和國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用142.3.2 3D打印在汽車行業(yè)中的應(yīng)用162.3.3 3D打印在其他行業(yè)中的應(yīng)用17第三章 3D打印產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)經(jīng)營(yíng)情況分析193.1 國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)193.2 中國(guó)領(lǐng)先企業(yè)203.3 天津相關(guān)企
2、業(yè)21第四章 3D打印發(fā)展前景及趨勢(shì)分析224.1 3D打印創(chuàng)新助推工業(yè)革命和制造業(yè)回歸224.2 3D打印市場(chǎng)潛力巨大224.3 DIY市場(chǎng)促3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展24第五章 3D打印產(chǎn)業(yè)投資機(jī)遇及風(fēng)險(xiǎn)分析255.1 中國(guó)3D打印政策255.1.1 戰(zhàn)略層面255.1.2產(chǎn)業(yè)/技術(shù)發(fā)展路線圖層面265.1.3標(biāo)準(zhǔn)/認(rèn)證工作層面265.1.4 研究計(jì)劃和執(zhí)行層面265.2投資主線275.3中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)的 SWOT 分析275.4 3D打印目前存在問(wèn)題285.5風(fēng)險(xiǎn)提示291 / 353D打印研究報(bào)告3D 打印又被稱為增材制造,是一種新型的制造方式,始于上世紀(jì)80 年代,經(jīng)過(guò)30 多年的發(fā)展,技術(shù)
3、已經(jīng)比較成熟,被廣泛應(yīng)用于航天、軍工、醫(yī)療等領(lǐng)域,同時(shí)也被應(yīng)用于與我們生活息息相關(guān)的文化創(chuàng)意領(lǐng)域。3D打印技術(shù)將深刻改變傳統(tǒng)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)模式,實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)制造向智能制造邁進(jìn)。3D 打印技術(shù)作為第三次工業(yè)革命的代表性技術(shù)之一,也越來(lái)越受到投資界的關(guān)注。 2015年2月,工信部、發(fā)改委和財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016 年);8 月份,李克強(qiáng)總理主持國(guó)務(wù)院先進(jìn)制造與3D 打印專題講座,聽(tīng)取了相關(guān)專家對(duì)于3D 打印的介紹。我們相信未來(lái)將會(huì)有更多的扶持政策出臺(tái)以支持國(guó)內(nèi)3D 打印的發(fā)展,該行業(yè)有望涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的企業(yè)。從市場(chǎng)表現(xiàn)看,未來(lái)幾年,全球3D 打印市場(chǎng)規(guī)模年均增速有望
4、繼續(xù)保持在30%以上,國(guó)內(nèi)則超過(guò)40%,相關(guān)優(yōu)質(zhì)企業(yè)業(yè)績(jī)?cè)鏊賱t遠(yuǎn)高于行業(yè)平均水平。對(duì)于銀行來(lái)說(shuō),降低投資風(fēng)險(xiǎn)最為重要,本文針對(duì)3D打印相較于傳統(tǒng)制造方式的優(yōu)勢(shì)及存在的問(wèn)題,以及國(guó)內(nèi)外的相關(guān)行業(yè)發(fā)展情況做了分析。第一章 3D打印行業(yè)及其發(fā)展現(xiàn)狀1.1 3D打印概念3D 打印技術(shù),學(xué)術(shù)上又稱“添加制造”( additive manufacturing) 技術(shù),也稱增材制造或增量制造。根據(jù)美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM) 2009 年成立的 3D 打印技術(shù)委員會(huì)(F42 委員會(huì)) 公布的定義,3D 打印是一種與傳統(tǒng)的材料加工方法截然相反,基于三維 CAD 模型數(shù)據(jù),通過(guò)增加材料逐層制造的方式。其采用直
5、接制造與相應(yīng)數(shù)學(xué)模型完全一致的三維物理實(shí)體模型的制造方法。3D 打印技術(shù)內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品生命周期前端的“快速原型”(rapid prototyping) 和全生產(chǎn)周期的“快速制造”( rapid manufacturing) 相關(guān)的所有打印工藝、技術(shù)、設(shè)備類別和應(yīng)用。3D打印涉及的技術(shù)包括CAD建模、測(cè)量、接口軟件、數(shù)控、精密機(jī)械、激光、材料等多種學(xué)科的集成。3D打印其實(shí)和傳統(tǒng)打印機(jī)類似,都是由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)硬件完成打印,且都集合了軟件、機(jī)械、電子多個(gè)學(xué)科。但兩者在打印材料和原理上存在極大的差異。3D 打印材料可以分為金屬和非金屬兩大類,形態(tài)包括固態(tài)、液態(tài)、粉末等。每一類材料都對(duì)應(yīng)一種或多種打印原理。
6、因此,3D 打印在復(fù)雜程度上遠(yuǎn)超傳統(tǒng)打印。圖表1 傳統(tǒng)打印與3D打印對(duì)比 3D 打印流程一般包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理,打印和后處理四個(gè)步驟。前兩個(gè)步驟主要涉及軟件和光學(xué)成像技術(shù),第三個(gè)步驟涉及材料、機(jī)械和電子。前三個(gè)步驟相輔相成,任何一個(gè)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題都會(huì)影響打印的最終結(jié)果。后處理步驟更多是采用傳統(tǒng)加工方式改善打印物品的外觀和特性。由于打印步驟所涉及的技術(shù)和領(lǐng)域最廣泛,行業(yè)內(nèi)的關(guān)注點(diǎn)普遍集中在打印步驟。3D 打印的核心技術(shù)大多也圍繞著這一步驟發(fā)展。圖表2 3D打印流程圖3D 打印技術(shù)發(fā)展至今,在最初的基礎(chǔ)上已經(jīng)衍生出幾十種打印技術(shù)。ASTM F42 增材制造技術(shù)委員會(huì)在其發(fā)布的增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)
7、(ASTM F2792-12a)把打印原理分為七大類,主流的技術(shù)都可以歸入這七類原理。圖表3 3D打印技術(shù)的類型和屬性3D 打印技術(shù)的發(fā)展起源可追溯至20世紀(jì)70年代末到80年代初期,美國(guó) 3M 公司的 Alan Hebert(1978年)、日本的小玉秀男(1980年)、美 國(guó) UVP公 司 的Charles Hull(1982年)和日本的丸谷洋二(1983年)四人各自獨(dú)立提出了這種概念。1986 年,Charles Hull 率先推出光固化方法(stereo lithography apparatus,SLA),這是 3D 打印技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。同年,他創(chuàng)立了世界上第一家3D打印設(shè)備的
8、3D Systems 公司。該公司于 1988 年生產(chǎn)出了世界上第一臺(tái) 3D 打印機(jī) SLA-250。1988年,美國(guó)人Scott Crump發(fā)明了另外一種 3D 打印技術(shù)熔融沉積制造(fused deposition modeling,F(xiàn)DM),并成立了 Stratasys 公司。目前,這兩家公司是僅有的兩家在納斯達(dá)克上市的 3D 打印設(shè)備制造企業(yè)。1989 年,CRDechard發(fā)明了選擇性激光燒結(jié)法( selective laser sintering,SLS) ,其原理是利用高強(qiáng)度激光將材料粉末燒結(jié)直至成型。1993 年,麻省理工大學(xué)教授Emanua Sachs發(fā)明了一種全新的3D打印
9、技術(shù)。這種技術(shù)類似于噴墨打印機(jī),通過(guò)向金屬、陶瓷等粉末噴射粘接劑的方式將材料逐片成型,然后進(jìn)行燒結(jié)制成最終產(chǎn)品。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于制作速度快、價(jià)格低廉。隨后,Z Corporation 公司獲得麻省理工大學(xué)的許可,利用該技術(shù)來(lái)生產(chǎn) 3D 打印機(jī),“3D 打印機(jī)”的稱謂由此而來(lái)。此后,以色列人Hanan Gothait于1998年創(chuàng)辦了Objet Geometries 公司,并于2000 年在北美推出了可用于辦公室環(huán)境的商品化 3D 打印機(jī)。圖表4 3D打印行業(yè)發(fā)展歷程表1.2 3D打印發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 全球3D打印行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀根據(jù)Wohlers Associate統(tǒng)計(jì),2014年全球3D打印
10、收入規(guī)模約為41億美元,其中打印服務(wù)收入規(guī)模約為13億美元。相對(duì)一些成熟行業(yè),3D打印行業(yè)整體規(guī)模較小。市場(chǎng)主要集中在北美、歐洲和亞太三個(gè)地區(qū)。這三個(gè)地區(qū)的3D設(shè)備累計(jì)裝機(jī)量占到了全球的95%,其中四成在北美(美國(guó)為主),歐洲和亞太地區(qū)各占近三成。美國(guó)、德國(guó)、日本和中國(guó)四個(gè)國(guó)家累計(jì)裝機(jī)量排名前列。2014年設(shè)備銷售規(guī)模排名前四的國(guó)家依次為美國(guó)、中國(guó)、日本、德國(guó)。3D打印需求端主要分為工業(yè)打印機(jī)和桌面打印機(jī)。桌面級(jí)外形樣式大小接近于個(gè)人電腦,主要用于工業(yè)設(shè)計(jì)、大眾消費(fèi)品制造領(lǐng)域,而專業(yè)級(jí)又細(xì)分為兩個(gè)部分:原型制造、大型金屬結(jié)構(gòu)件直接制造,已在汽車、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中初露鋒芒。美國(guó)和歐洲企業(yè)
11、在全球3D打印行業(yè)處于領(lǐng)導(dǎo)地位。技術(shù)方面美國(guó)和歐洲起步最早,其他地區(qū)普遍起步于20世紀(jì)90年代中后期。3D打印最初的4項(xiàng)技術(shù)均源自美國(guó)。美國(guó)和歐洲在產(chǎn)業(yè)化方面優(yōu)勢(shì)明顯,3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上下游公司多為歐美企業(yè)。歐洲設(shè)備廠商在金屬3D打印領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先。日本早在1988年就研制出光固化設(shè)備,后來(lái)設(shè)備價(jià)格下降,很多廠商退出了市場(chǎng),近年來(lái)也在朝金屬3D打印領(lǐng)域發(fā)展。中國(guó)在技術(shù)方面起步并不算晚,但在產(chǎn)業(yè)化方面相對(duì)落后。圖表5 截至2014年全球工業(yè)3D打印機(jī)累計(jì)裝機(jī)量分布圖表6 1988-2014年全球工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)出貨量圖表7 2007-2014年全球消費(fèi)級(jí)/桌面級(jí)3D打印機(jī)出貨量1.2.2 中國(guó)3D打
12、印行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)3D打印相對(duì)歐美國(guó)家起步較晚,不論在技術(shù)還是市場(chǎng)推廣方面均存在差距。其中,技術(shù)方面,我國(guó)工業(yè)機(jī)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平相比落后10年左右,消費(fèi)級(jí)相差不大;市場(chǎng)推廣方面,工業(yè)級(jí)與國(guó)外(歐美)相比落后10年以上,桌面級(jí)落后國(guó)外23年。但正如汽車、高鐵等高端制造領(lǐng)域一樣,我國(guó)3D打印擁有全球最大的潛在消費(fèi)市場(chǎng)。受全球3D打印熱潮的席卷以及在工業(yè)4.0、智能制造背景下,我國(guó)3D打印近幾年實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展,市場(chǎng)規(guī)模幾乎是每年翻倍式增長(zhǎng)。2015年,中國(guó)3D打印市場(chǎng)有望超過(guò)日本,成為僅次于美國(guó)的全球第二大3D打印市場(chǎng)。中長(zhǎng)期來(lái)看,中國(guó)未來(lái)必將超過(guò)美國(guó),成為全球最大的3D打印市場(chǎng)。有人預(yù)言,中國(guó)在移
13、動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展將會(huì)幫助中國(guó)3D打印技術(shù)達(dá)到世界級(jí)水平,而中國(guó)特有的制造業(yè)背景,將會(huì)幫助中國(guó)成為3D打印技術(shù)的領(lǐng)軍者。圖表6通過(guò)進(jìn)入壁壘、替代品威脅、買方議價(jià)能力、賣方議價(jià)能力以及現(xiàn)存競(jìng)爭(zhēng)者之間的競(jìng)爭(zhēng)來(lái)分析中國(guó)3D打印機(jī)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局。圖表8 我國(guó)3D打印機(jī)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析地理上,我國(guó)3D打印分布不平衡,主要分布在長(zhǎng)三角、珠三角(廣東),北京,湖北武漢,湖南長(zhǎng)沙,陜西西安,山東等地區(qū)和省市。其中長(zhǎng)三角、珠三角、山東地區(qū)臨海,相對(duì)來(lái)說(shuō)輕工業(yè)制造發(fā)達(dá),這些企業(yè)主要偏重于3D打印應(yīng)用和材料。北京地區(qū)偏設(shè)備,由于教育、理念等相對(duì)發(fā)達(dá),主要是桌面機(jī);湖南、湖北、西安地區(qū)也偏設(shè)備,這些地區(qū)相對(duì)重工業(yè)集中
14、,主要是工業(yè)機(jī)。圖表9 我國(guó)主要3D打印企業(yè)地理分布1.2.3 天津3D打印行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀濱海新區(qū)作為國(guó)內(nèi)最早發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)的地區(qū)之一,在這一領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)力10余年,新區(qū)3D打印企業(yè)早期主要從事3D打印的技術(shù)服務(wù)、產(chǎn)品代理銷售或者是3D掃描等相關(guān)業(yè)務(wù)。最近兩三年,新區(qū)3D打印企業(yè)完成換擋,一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品紛紛亮相。例如,微深科技便擁有最新研發(fā)的GRAM G1 桌面式3D打印機(jī);天大銀泰公司自主研發(fā)的普及型3D打印機(jī)也已上市銷售;空港經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)的中國(guó)航天科工三院8358所自主研發(fā)的3D打印機(jī)也在加速產(chǎn)業(yè)化。在業(yè)內(nèi)人士看來(lái),新區(qū)3D打印產(chǎn)業(yè)化成果的涌現(xiàn),一方面得益于行業(yè)企業(yè)的技術(shù)積累和突破,
15、另一方面則緣于產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境的向暖。去年發(fā)布的國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016年)是國(guó)內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)重要的“東風(fēng)”。這份計(jì)劃中明確提出,3D打印銷售收入的年均增長(zhǎng)速度將達(dá)到30%以上。目前新區(qū)的3D打印技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到國(guó)家航天工程中。此外,3D打印企業(yè)和濱海新區(qū)先進(jìn)制造業(yè)企業(yè)的合作也日趨緊密。在個(gè)人應(yīng)用領(lǐng)域,天津3D打印的發(fā)展還相對(duì)滯后,2013年天津首家3D打印體驗(yàn)店在天津市泰安道五大院開(kāi)門迎客,市民可以在此觀看3D打印過(guò)程,接觸經(jīng)3D打印快速成型技術(shù)打印出的物品??梢?jiàn)以后3D打印在天津的個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域還有很大的發(fā)展空間。另外,天津也有更多的企業(yè)應(yīng)用3D打印技術(shù)生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。天津市
16、杰冠醫(yī)療科技有限公司(乙方)與銀邦股份(甲方)簽訂了關(guān)于聯(lián)合開(kāi)發(fā) 3D打印義齒的戰(zhàn)略合作協(xié)議。議約定合作業(yè)務(wù)及目標(biāo):針對(duì)乙方的經(jīng)營(yíng)義齒業(yè)務(wù)中可使用 3D 打印技術(shù)的部分,雙方充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),合作完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及交付,合作開(kāi)展3D打印等先進(jìn)技術(shù)在齒科領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。雙方希望通過(guò)雙方的努力合作,爭(zhēng)取在 1 年內(nèi)完成打印牙冠的相關(guān)認(rèn)證并實(shí)現(xiàn)日銷售 3D 打印義齒不少于 300 顆,3 年內(nèi)實(shí)現(xiàn)日銷售量不少于 2000 顆;在 3D打印金屬牙冠的基礎(chǔ)上進(jìn)行 3D 打印種植體的研發(fā)和推廣,爭(zhēng)取 3 年內(nèi)完成 3D打印種植體的醫(yī)療認(rèn)證。中孚航空科技(天津)有限公司生產(chǎn)的一款型號(hào)為Z5的無(wú)人機(jī),已經(jīng)
17、實(shí)現(xiàn)了用3D打印技術(shù)直接打印飛機(jī)外殼。今后,機(jī)內(nèi)的很多零部件也有望用3D打印出來(lái)。從打印時(shí)間上看,達(dá)到實(shí)驗(yàn)級(jí)別的飛機(jī),打印機(jī)頭和機(jī)身各需要10多個(gè)小時(shí),這比在工廠里動(dòng)輒一周的生產(chǎn)時(shí)間相比大大縮短,而且還減少了在實(shí)驗(yàn)階段更換飛機(jī)部件,每次開(kāi)模具的時(shí)間和費(fèi)用。第二章 3D打印相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈目前,國(guó)內(nèi)從事3D打印產(chǎn)業(yè)的企事業(yè)單位根據(jù)其主要從事的3D打印產(chǎn)業(yè)內(nèi)容大致可分為3類: 主要從事打印材料研發(fā)的上游公司、從事相關(guān)打印設(shè)備研發(fā)與銷售的中游公司,以及從事3D打印服務(wù)的下游公司。圖表10 增材制造產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D 2.1 3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上游3D打印材料從產(chǎn)業(yè)鏈橫向角度進(jìn)一步細(xì)分,上游材料可分為塑料、金屬兩大類
18、,以及蠟、石膏、砂等其他各種材料。對(duì)于不同打印技術(shù),對(duì)原材料性質(zhì)要求不同,如SLA技術(shù)原材料種類較為單一,主要以液體光敏樹(shù)脂為主要原材料,而LOM、SLS和FDM對(duì)應(yīng)材料種類較為豐富,涵蓋金屬、塑料、陶瓷粉末等。圖表11 3D打印技術(shù)用打印材料比對(duì) 具體至細(xì)分材料:3D打印材料可分為工程類與光敏樹(shù)脂兩類,且以化學(xué)聚合物材料為主,而對(duì)于高熔點(diǎn)金屬材料種類相對(duì)較為稀缺,從而限制了3D打印技術(shù)在高端領(lǐng)域應(yīng)用。新材料已成為我國(guó)七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一,政策扶持以及巨大的市場(chǎng)空間將促進(jìn)3D打印材料的發(fā)展,從而進(jìn)一步提升3D打印的產(chǎn)業(yè)化步伐。圖表10為我國(guó)主要生產(chǎn)3D打印材料公司的相關(guān)情況。圖表12 國(guó)內(nèi)3D
19、打印行業(yè)上游公司及其主要業(yè)務(wù)2.2 3D打印產(chǎn)業(yè)鏈中游3D打印設(shè)備及軟件3D打印行業(yè)設(shè)備企業(yè)數(shù)量眾多,規(guī)模較大的專業(yè)設(shè)備廠商有近30家。按照收入水平劃分,處在第一梯隊(duì)的企業(yè)有美國(guó)3D Systems和Stratasys。2014年兩家公司的收入分別為6.5和7.5億美元。通過(guò)大量的并購(gòu),兩家公司從技術(shù)單一的設(shè)備商發(fā)展為集合多項(xiàng)技術(shù)的綜合服務(wù)商。3D Systems在光固化、SLS、MJP(多噴頭打印)、FTI(膜轉(zhuǎn)印成像)、CJP(彩噴打印)、DMP(金屬打?。?、PJP(塑噴打?。┝鶄€(gè)主要技術(shù)領(lǐng)域擁有專利。Stratasys的專利技術(shù)主要包括FDM、Polyjet和WDM(蠟沉積成型)。其余公
20、司大多屬于第二梯隊(duì)。處在第二梯隊(duì)的廠商多在細(xì)分領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先,但是技術(shù)單一,收入規(guī)模相對(duì)較小,對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的控制力也較弱。EOS作為金屬3D打印領(lǐng)域的龍頭企業(yè),2014年收入2.16億美元,設(shè)備平均售價(jià)68萬(wàn)歐元。Arcam、ExOne、SLM Solution、Voxeljet收入規(guī)模規(guī)模均在1億美金以下。金屬和非金屬是3D打印材料的兩個(gè)主要分類,分別對(duì)應(yīng)不同的打印原理和技術(shù)。金屬3D設(shè)備平均售價(jià)范圍為10-80萬(wàn)美元(具體價(jià)格取決于打印尺寸和材料),非金屬3D設(shè)備一般在1-5萬(wàn)美元之間。美國(guó)企業(yè)多集中在非金屬材料領(lǐng)域,歐洲企業(yè)多集中在金屬材料領(lǐng)域。2014年全球?qū)I(yè)級(jí)3D打印設(shè)備出貨量排名
21、前三的公司都以非金屬3D打印為主。其中美國(guó)Stratasys和3DSystems兩家公司的出貨量占行業(yè)的近七成。EOS、ConceptLaser、SLMSolutions、Arcam、PhenixSystems五家金屬3D設(shè)備廠商累計(jì)裝機(jī)量占全球的80%。由于金屬3D設(shè)備單價(jià)遠(yuǎn)高于非金屬,因此出貨量方面不及非金屬3D設(shè)備。受專利到期等因素影響,非金屬3D打印行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)逐漸加劇,設(shè)備價(jià)格出現(xiàn)下降趨勢(shì)。相比之下,金屬3D設(shè)備的價(jià)格仍維持在較高的水平。我國(guó)3D打印的企業(yè)大體可分為三派:學(xué)院派、市場(chǎng)派、新生派。學(xué)院派,以“五大高校團(tuán)隊(duì)”(清華、北航、華中科大、西安交大、西北工大)為核心衍生出多家3D打印
22、企業(yè),這些企業(yè)在技術(shù)上有長(zhǎng)時(shí)間的積累和投入,技術(shù)方面具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),但由于此類企業(yè)往往都是老師和學(xué)生作為主力,到了企業(yè),往往會(huì)延續(xù)之前狀態(tài),更多精力聚焦在技術(shù)研發(fā)上,缺少在市場(chǎng)方面的開(kāi)拓。代表企業(yè)有北京太爾、西安伯力特、陜西恒通、中航天地激光等。市場(chǎng)派,則相反,由于涉足3D打印較晚較晚、技術(shù)積累不足,更多精力聚焦在市場(chǎng)。大致有三種情況,一種是有3D打印工作經(jīng)驗(yàn)的海歸創(chuàng)立的企業(yè),如華曙高科;一種是之前代理國(guó)外設(shè)備然后熟悉并自主開(kāi)發(fā)的企業(yè),如浙江閃鑄;一種則是此前做的是3D打印配套業(yè)務(wù),而后逐漸往3D打印業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型,如先臨三維。市場(chǎng)派的企業(yè),偏應(yīng)用,整合能力較強(qiáng)。新生派,多數(shù)是在3D打印浪潮興起后的2
23、013、2014年成立的3D打印企業(yè),偏桌面機(jī)領(lǐng)域和下游的應(yīng)用領(lǐng)域,創(chuàng)客居多。這類企業(yè)不僅缺少技術(shù)的積累,對(duì)市場(chǎng)的把握也是缺少經(jīng)驗(yàn)。五大高校團(tuán)隊(duì)對(duì)3D打印均有十多二十年的研究積累,技術(shù)實(shí)力強(qiáng)勁。過(guò)程中,他們都已將自己的研究產(chǎn)業(yè)化,成立了相應(yīng)的公司。這些公司在各自領(lǐng)域均是競(jìng)爭(zhēng)力比較強(qiáng)的企業(yè)。圖表13 我國(guó)3D打印“五大高校團(tuán)隊(duì)”衍生出的相關(guān)企業(yè)圖表14 國(guó)內(nèi) 3D 打印行業(yè)中游公司及其主要業(yè)務(wù)2.3 3D打印產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用領(lǐng)域“中國(guó)制造2025”的出臺(tái)力推中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型,工業(yè)打印機(jī)即將迎來(lái)蓬勃發(fā)展期,需求主要表現(xiàn)在航空航天、汽車工業(yè)領(lǐng)域2.3.1 3D打印在航空航天和國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用按照銷售規(guī)模排
24、名,2014年3D打印在航空航天業(yè)和國(guó)防工業(yè)的應(yīng)用規(guī)模占比分別為14.8%和6.6%,市場(chǎng)規(guī)模分別為6億美元和2.7億美元。航空航天業(yè)3D打印應(yīng)用規(guī)模近年來(lái)增長(zhǎng)迅速,從2013年到2014年,航空航天所占市場(chǎng)份額由10.2%提升到了14.8%。根據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)ICF International在2014的估計(jì),航空航天零部件產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值約為1500億美元。3D打印在其中僅占0.002%,未來(lái)市場(chǎng)空間巨大。Wohlers Association預(yù)計(jì)2020年全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到212億美元,未來(lái)6年行業(yè)平均增速31.5%。假設(shè)航空航天業(yè)應(yīng)用規(guī)模平均占比保持在16%的水平,則2020年3D打印在航空
25、航天業(yè)應(yīng)用規(guī)模將達(dá)到34億美元,未來(lái)6年平均增速為33.9%。預(yù)計(jì)3D打印在國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模預(yù)計(jì)也將保持30%左右的增速。目前3D打印在下游行業(yè)的應(yīng)用主要分為原型制造、概念驗(yàn)證和直接制造。直接制造是指直接用3D打印技術(shù)生產(chǎn)最終產(chǎn)品,是未來(lái)3D打印的主要發(fā)展趨勢(shì)。受制于成本和效率問(wèn)題,直接制造目前只適用于小批量、個(gè)性化需求居多的行業(yè),其中最典型的就是航空航天和國(guó)防。圖表15 3D打印在航空航天業(yè)的應(yīng)用3D打印的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn):(1)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn);(2)滿足輕量化需求;(3)提升強(qiáng)度和耐用性;(4)大幅節(jié)省成本。目前3D打印大規(guī)模應(yīng)用的最大障礙是打印件的質(zhì)量問(wèn)題。航空航天業(yè)
26、3D打印使用的材料以金屬粉末材料為主,成型件和傳統(tǒng)方式加工的產(chǎn)品在特性上存在差異,需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證后才能應(yīng)用于關(guān)鍵零部件。3D打印技術(shù)的應(yīng)用局限性主要體現(xiàn)在材料、成本和結(jié)構(gòu)完整性三個(gè)方面。圖表16 3D打印應(yīng)用局限性2.3.2 3D 打印在汽車行業(yè)中的應(yīng)用與航空航天行業(yè)一樣,3D打印在汽車行業(yè)的應(yīng)用可以降低生產(chǎn)成本,方便快捷的制作汽車中高精度造型復(fù)雜的零件,提升工作效率,降低新車型新零件的開(kāi)發(fā)時(shí)間。2014年3D打印在汽車行業(yè)的占比達(dá)到16.1%,占比有望持續(xù)增加。通常來(lái)說(shuō),3D 打印技術(shù)適合于生產(chǎn)小批量的商品。但是寶馬生產(chǎn)線的工人卻用這種技術(shù)設(shè)計(jì)和打印了使零部件安裝時(shí)更容易進(jìn)行支撐和定位
27、的工具,使用這些工具可以很大程度上增大量產(chǎn)能力;企業(yè)組建試驗(yàn)性的生產(chǎn)線也可以部分地采用 3D 打印技術(shù);使用 3D 打印的產(chǎn)品臨時(shí)替代生產(chǎn)設(shè)備上有時(shí)需要幾周才能更換的零件或者一些難以找到的備用件。使用原有傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)一款新車型,利用 3D 打印技術(shù)根本不需要制作模具,即使需要,時(shí)間也可以縮短到一兩個(gè)小時(shí),制作零部件幾個(gè)小時(shí)就可以完成。比如研發(fā)一個(gè)新車門內(nèi)飾板,只需要把原有實(shí)體門板進(jìn)行三維掃描,在電腦上生成 3D 數(shù)字模型文件,技術(shù)人員對(duì)文件數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整后,3D打印機(jī)直接打印一兩個(gè)小時(shí)后就能完成整個(gè)新門板研發(fā)。3D打印在汽車行業(yè)中應(yīng)用的主要優(yōu)勢(shì)有:(1)加快研發(fā)速度;(2)生產(chǎn)的汽車有更低的
28、油耗,并且更加環(huán)保(圖表15,以Urbee2 3D 打印混合動(dòng)力汽車為例);(3)可以據(jù)顧客需求來(lái)訂制打印汽車;(4)縮減運(yùn)輸及生產(chǎn)成本。圖表17 3D 打印汽車與混合動(dòng)力代表車型性能對(duì)比表3D打印汽車的限制因素:(1)直接打印產(chǎn)品的精度不高與速度不快;(2)3D 打印的設(shè)備和耗材價(jià)格仍然居高不下;(3)我國(guó)的 3D 打印技術(shù)核心環(huán)節(jié)如軟件系統(tǒng)對(duì)外依賴較強(qiáng)。如果能在汽車生產(chǎn)中有效地把 3D 打印技術(shù)與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相結(jié)合,將更適合未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)需求。2.3.3 3D打印在其他行業(yè)中的應(yīng)用醫(yī)療領(lǐng)域。3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新應(yīng)用層出不窮,不僅能夠打印醫(yī)療模型、醫(yī)療器械,還可以根據(jù)患者需要,打印出相應(yīng)
29、的器官,精準(zhǔn)指導(dǎo)手術(shù)。未來(lái)期待可以定制出與人體原來(lái)器官一樣具有生物活性的人造器官,實(shí)現(xiàn)為個(gè)別患者提供個(gè)性化定制方案,為器官功能衰竭的患者帶來(lái)福音。目前國(guó)內(nèi)3D打印牙齒、骨骼修復(fù)技術(shù)已經(jīng)成熟,并在各大骨科醫(yī)院、口腔醫(yī)院快速普及,而3D打印細(xì)胞、軟組織、器官等方面的技術(shù)還需要進(jìn)一步發(fā)展。國(guó)內(nèi)3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的已有案例包括假肢、氣管支架、肝臟、牙齒等。個(gè)人消費(fèi)。全球設(shè)計(jì)趨勢(shì)發(fā)布會(huì)暨第三屆中國(guó)國(guó)際設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟大會(huì)上,國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)第27屆主席李淳寅表示,“未來(lái)3D打印技術(shù)會(huì)從為服務(wù)而設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向?yàn)樽约合硎芏O(shè)計(jì)?!彪S著3D打印產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,未來(lái)的3D打印會(huì)更加注重龐大的消費(fèi)者市場(chǎng),更多追求用戶
30、體驗(yàn)和用戶追求,其發(fā)展趨勢(shì)是每個(gè)家庭都能擁有3D打印機(jī)。美國(guó)利用3D打印技術(shù)制成世界上首件4D打印連衣裙,所謂4D打印就是在3D打印的基礎(chǔ)上增加時(shí)間緯度,該連衣裙成本約1.8萬(wàn)元人民幣,用時(shí)48小時(shí)制成。圖表18 國(guó)內(nèi)3D打印行業(yè)下游公司及其主要業(yè)務(wù)第三章 3D打印產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)經(jīng)營(yíng)情況分析3.1 國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)國(guó)外3D打印行業(yè)形成3D Systems與Stratasys公司雙寡頭,其余公司從專業(yè)化領(lǐng)域布局的現(xiàn)狀。(1)3DSystems公司3DSystems公司是一家控股公司,注冊(cè)在美國(guó)特拉華州,分支機(jī)構(gòu)遍布美國(guó),歐洲和亞太地區(qū),在世界的其他地區(qū)設(shè)立銷售代理。作為世界上3D 打印的領(lǐng)軍者,公司由
31、SLA 的發(fā)明者Chuck Hull 在1986 年建立。在2011 年,3DSystems 收購(gòu)了3D打印技術(shù)的發(fā)明者和專利擁有者Z Corporation,奠定了其在3D 打印領(lǐng)域的龍頭地位。準(zhǔn)確的說(shuō),3DSystems 公司不僅僅是一家3D 打印設(shè)備的提供商,它專注于內(nèi)容打印解決方案,具體包括3D 打印機(jī)、3D 打印耗材、按需定制組件服務(wù)和3D數(shù)字模型制作軟件。2012 年年中,這家公司的研發(fā)開(kāi)支增加了一倍,同時(shí)完善了市場(chǎng)營(yíng)銷,以拓寬產(chǎn)品,促進(jìn)銷量。圖表19 20062014 公司營(yíng)收和歸母凈利潤(rùn)變化情況(單位:萬(wàn)美元)(2)Stratasys 公司公司成立于1989年,在2002年研發(fā)
32、成功首款基于熔融沉積成型(FDM)技術(shù)的3D 打印機(jī),目前是FDM辦公室型直接數(shù)字制造系統(tǒng)與工程材料快速原型系統(tǒng)以及桌上型ABS立體打印系統(tǒng)的最大生產(chǎn)制造商,且技術(shù)以塑料成型見(jiàn)長(zhǎng)。到目前為止,Stratasys在全球銷售的3D 打印機(jī)累計(jì)已超過(guò)2 萬(wàn)臺(tái),全球客戶8000家,可打印材料130 余種,專利數(shù)量500 多項(xiàng)。近兩年,Stratasys 進(jìn)行了兩筆重量級(jí)收購(gòu),分別為1、2012 年12 月,Stratasys 公司與以色列Objet 公司合并。管理層期望合并能夠?qū)崿F(xiàn)兩家公司之間的協(xié)同效應(yīng):包括(1)收入增長(zhǎng)超過(guò)20,(2)有效稅率降低15-20%;(3)銷售收入利潤(rùn)率凈增加16-20%
33、;(4)營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率提高到20-25%。2、2013 年6 月,Stratasys 和桌面型3D 打印領(lǐng)導(dǎo)者M(jìn)akerBot合并。成立于2009 年的MakerBot 開(kāi)發(fā)了桌面型3D 打印市場(chǎng),通過(guò)增強(qiáng)3D 打印機(jī)的普及性,構(gòu)建了強(qiáng)大的3D 打印機(jī)客戶群。自2009 年起,MakerBot 已售出超過(guò)2.2 萬(wàn)臺(tái)3D 打印機(jī)。圖表20 20092014 公司營(yíng)收和歸母凈利潤(rùn)變化情況3.2 中國(guó)領(lǐng)先企業(yè)目前在A股市場(chǎng)上以3D 打印為主業(yè)的上市公司還相對(duì)較少,以非上市公司為主。由于3D 打印的技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈還不成熟,目前3D 打印仍然是一個(gè)高度分散的市場(chǎng),還未出現(xiàn)龍頭企業(yè)。但隨著3D 打印技術(shù)
34、的成熟和生產(chǎn)成本的下降,預(yù)計(jì)大量企業(yè)將進(jìn)入成本較低的個(gè)人3D 打印機(jī)市場(chǎng),其中實(shí)力雄厚、布局較早的企業(yè)如先臨三維、金運(yùn)激光、光韻達(dá)等有望占據(jù)較高市場(chǎng)份額。此外,在飛機(jī)零部件制造等高端3D 打印領(lǐng)域,背靠軍工等高端裝備制造的相關(guān)企業(yè)有望取得先機(jī),如中航重機(jī)、南風(fēng)股份等。圖表21 3D打印相關(guān)上市公司標(biāo)的一覽3.3 天津相關(guān)企業(yè)(1) 天津微深科技公司天津微深科技有限公司坐落于天津?yàn)I海新區(qū)華苑高新區(qū)。公司成立以來(lái)致力于三維數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域,持有多項(xiàng)三維掃描領(lǐng)域的專利權(quán)和著作權(quán)。公司主打產(chǎn)品非接觸式結(jié)構(gòu)光三維掃描儀精度高、速度快,已達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。為實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于模具領(lǐng)域提供
35、解決方案,在自身主導(dǎo)產(chǎn)品基礎(chǔ)上,公司與國(guó)際知名3D打印機(jī)廠家有良好合作關(guān)系,可以為我國(guó)各行業(yè)客戶提供完整的3D解決方案。微深科技提供優(yōu)質(zhì)的3D打印服務(wù),能夠幫助企業(yè)和設(shè)計(jì)公司大幅減低費(fèi)用,去掉開(kāi)模的工藝環(huán)節(jié),規(guī)避各種損失。適用于玩具、藝術(shù)品、個(gè)性化設(shè)計(jì)、創(chuàng)意作品等行業(yè)。微深科技可提供以下打印耗材的成型服務(wù):PLA、ABS材料,SLA光敏材料,SLS尼龍材料,金屬材料。同時(shí)公司也生產(chǎn)3D打印機(jī),有GRAM G2和GRAM G1兩款產(chǎn)品。(2)天津市天大銀泰科技有限公司天津市天大銀泰科技有限公司成立于2001年,由天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)研究所投資創(chuàng)辦,入選國(guó)家首批技術(shù)轉(zhuǎn)移示范機(jī)構(gòu),并下設(shè)企業(yè)博士后科研工作
36、站,是“天津市快速成形技術(shù)工程中心”的掛靠單位、全國(guó)增材制造(3D打?。┊a(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟常務(wù)理事單位、國(guó)家載人航天工程配套科研單位。下設(shè)子公司于2010年入選國(guó)家級(jí)示范生產(chǎn)力促進(jìn)中心。主要業(yè)務(wù):激光3D打印快速制模與快速制造服務(wù);個(gè)性化小批量產(chǎn)品快速定制生產(chǎn);3D快速測(cè)量與工業(yè)設(shè)計(jì)服務(wù);強(qiáng)度和流場(chǎng)計(jì)算、CAD/CFD/CAE/CAM技術(shù)集成及產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì);汽車內(nèi)燃機(jī)節(jié)能減排技術(shù)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)品設(shè)計(jì);液壓及光機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā);企業(yè)技術(shù)中心及研發(fā)體系建設(shè)咨詢;園區(qū)建設(shè)與企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢;工業(yè)節(jié)能等新技術(shù)開(kāi)發(fā)、技術(shù)服務(wù)與技術(shù)轉(zhuǎn)移等。自主開(kāi)發(fā)的具有多項(xiàng)專利的高新技術(shù)產(chǎn)品有油井密封裝置、超高壓液壓泵閥系列產(chǎn)品等
37、。公司成立以來(lái),技術(shù)服務(wù)范圍輻射國(guó)內(nèi)25個(gè)省市的近千家企業(yè),獲天津市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng),三等獎(jiǎng)3項(xiàng),專利18項(xiàng)。2011年榮獲中國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)和天津?yàn)I海新區(qū)政府頒發(fā)的“最具設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力獎(jiǎng)”。第四章 3D打印發(fā)展前景及趨勢(shì)分析4.1 3D打印創(chuàng)新助推工業(yè)革命和制造業(yè)回歸2008年國(guó)際金融危機(jī)爆發(fā)后,傳統(tǒng)制造業(yè)的國(guó)際分工格局正逐步被新技術(shù)打破,特別是美國(guó)等深刻認(rèn)識(shí)到制造業(yè)回歸對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要性。12年3月,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬提議投資10億美元建立由15家制造業(yè)創(chuàng)新研究所組成的全美制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),并于12年8月宣布將3D打印研究所將建在俄亥俄州,且美國(guó)國(guó)防部、能源部、商務(wù)部等將共同出資4500萬(wàn)美元用
38、于研發(fā)3D打印技術(shù)。隨著3D打印、人工智能、新材料、新一代信息技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)逐步成熟和產(chǎn)業(yè)化,特別是3D打印技術(shù)將助推第三次工業(yè)革命到來(lái),且12年4月經(jīng)濟(jì)學(xué)人首次提出3D打印技術(shù)將是第三次工業(yè)革命。4.2 3D打印市場(chǎng)潛力巨大從世界范圍來(lái)看,作為一項(xiàng)新型數(shù)字化制造技術(shù),經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,3D 打印已經(jīng)形成比較完善的技術(shù)體系,應(yīng)用范圍不斷拓展,產(chǎn)業(yè)鏈初步形成,特別是市場(chǎng)規(guī)模實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。2014 年,全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模約60億美元,相比2013 年同比增長(zhǎng)50%。去年全球3D打印機(jī)的出貨量達(dá)到133000臺(tái),同比增長(zhǎng)了68%,這個(gè)數(shù)字暗示著3D打印這個(gè)新興行業(yè)正在迅猛發(fā)展。根據(jù)Wohlers R
39、eport 2014 統(tǒng)計(jì),從1993 年2013年,這20 年間3D 打印市場(chǎng)的復(fù)合增長(zhǎng)率為18.7%,而最近三年的年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為73%,均表明3D 打印產(chǎn)業(yè)進(jìn)入加速成長(zhǎng)期。圖表22 全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模指數(shù)型增長(zhǎng)(億美元)3D打印作為顛覆性技術(shù)產(chǎn)業(yè),必將推動(dòng)全球工業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。Wohlers Associates認(rèn)為在2015 年至2018 年期間,全球3D 打印機(jī)出貨量每年均將翻倍增長(zhǎng)。在對(duì)3D 打印產(chǎn)業(yè)良好預(yù)期的基礎(chǔ)上,預(yù)計(jì)到2016 年全球打印市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到100 億美元,2018 年達(dá)到130 億美元,2020 年則超過(guò)200 億美元。未來(lái),全球的3D 打印市場(chǎng)規(guī)模將呈
40、現(xiàn)指數(shù)型增長(zhǎng),需求空間將巨大延伸。在全球發(fā)展的大環(huán)境下,3D 打印技術(shù)在國(guó)內(nèi)日趨升溫。雖然中國(guó)3D 打印產(chǎn)業(yè)與美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍處于起步階段(研發(fā)階段),但有很大的發(fā)展?jié)摿Α?012 年中國(guó)3D 打印市場(chǎng)規(guī)模約10 億元,2013 年翻了一番達(dá)到20 億元,2014年到達(dá)40 億元左右,近三年每年翻一倍,增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球平均水平,預(yù)計(jì)我國(guó)2015 年有望達(dá)到80-100 億元,到2016 年將達(dá)到百億元人民幣。我們堅(jiān)信未來(lái)三到五年是中國(guó)3D 打印發(fā)展的重要“窗口期”,到 2020 年,3D 打印產(chǎn)業(yè)有望實(shí)行全面產(chǎn)業(yè)化。這主要是得益于關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的突破、政府大力支持、3D 打印概念的
41、快速推廣、資本市場(chǎng)的追逐熱捧,以及伴隨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,中國(guó)作為全球重要的制造基地,潛在市場(chǎng)需求旺盛,將迎來(lái)3D 打印發(fā)展春天,從而引發(fā)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)未來(lái)的爆發(fā)式增長(zhǎng)。圖表23國(guó)內(nèi)3D 打印市場(chǎng)規(guī)模(億元)對(duì)于3D 打印的成長(zhǎng)性而言,隨著“個(gè)人智造”的興起,在個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域,3D 打印行業(yè)仍將會(huì)保持相對(duì)較高的增速,有助于拉動(dòng)個(gè)人桌面級(jí)3D打印設(shè)備的需求,同時(shí)也會(huì)促進(jìn)上游打印材料(主要是以光敏樹(shù)脂和塑料為主)的消費(fèi);在工業(yè)消費(fèi)領(lǐng)域,由于3D 打印金屬材料不斷發(fā)展,以及金屬本身在工業(yè)制造業(yè)的廣泛應(yīng)用,預(yù)計(jì)以激光金屬燒結(jié)為主要成型技術(shù)的3D 打印設(shè)備,將會(huì)在未來(lái)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中獲得較快發(fā)展,中短期內(nèi)這一領(lǐng)域的應(yīng)用仍
42、會(huì)集中在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工具制造環(huán)節(jié)。4.3 DIY市場(chǎng)促3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前,制約3D打印發(fā)展的主要因素為成本、材料、精度與效率。具體而言:打印精度和效率之間是對(duì)矛盾體,打印速度快則精度降低;而打印材料種類較為單一,主要以塑料類為主,且材料成本較高,同時(shí)3D打印機(jī)整體售價(jià)還位于較高水平,對(duì)于普通用戶而言性價(jià)比還較低。我們認(rèn)為,雖然3D打印機(jī)整體售價(jià)較高,但其發(fā)展歷程將類似于個(gè)人臺(tái)式電腦發(fā)展初期,隨著技術(shù)進(jìn)步、DIY市場(chǎng)發(fā)展壯大和規(guī)模效應(yīng)逐步顯現(xiàn),3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)和瓶頸將逐步解決,并有望引領(lǐng)第三次工業(yè)革命。綜上所述,從行業(yè)發(fā)展的角度而言,整個(gè)3D 打印產(chǎn)業(yè)鏈都存在巨大的潛在發(fā)展空間。就未
43、來(lái)的中期需求增長(zhǎng)而言,相對(duì)看好上游打印材料和個(gè)人3D 打印設(shè)備的制造企業(yè)。因?yàn)榫颓罢叨裕谕ㄓ没募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷推廣的基礎(chǔ)上,專業(yè)化的材料供應(yīng)企業(yè)的發(fā)展是大勢(shì)所趨。從個(gè)人消費(fèi)到工業(yè)制造,無(wú)論哪個(gè)領(lǐng)域引來(lái)的快速增長(zhǎng),對(duì)于耗材的需求都必不可少。而從長(zhǎng)期來(lái)看,為3D 打印量身打造數(shù)字化建模軟件的應(yīng)用平臺(tái)將成為行業(yè)巨頭(正如目前微軟、谷歌等應(yīng)用平臺(tái)公司相比戴爾、聯(lián)想、惠普等設(shè)備提供商),利用互聯(lián)網(wǎng)思維對(duì)傳統(tǒng)快成型行業(yè)進(jìn)行數(shù)字化、智能化的深度改造和升級(jí),是3D 打印行業(yè)不可阻擋的歷史大勢(shì)。圖表24 全球3D 打印產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展五大重點(diǎn)第五章 3D打印產(chǎn)業(yè)投資機(jī)遇及風(fēng)險(xiǎn)分析5.1 中國(guó)3D打印政策5.1.1
44、 戰(zhàn)略層面(1)國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)、國(guó)家科技支撐計(jì)劃2013年5月,科技部公布國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)、國(guó)家科技支撐計(jì)劃制造領(lǐng)域2014年度備選項(xiàng)目征集指南,3D打印產(chǎn)業(yè)首次入選,并指出聚焦航空航天、模具制造領(lǐng)域。該指南中提到,聚焦航空航天、模具領(lǐng)域的需求,突破3D打印制造技術(shù)中的核心關(guān)鍵技術(shù),研制重點(diǎn)裝備產(chǎn)品,并在相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展驗(yàn)證,初步具備開(kāi)展全面推廣應(yīng)用的技術(shù)、裝備和產(chǎn)業(yè)化條件。設(shè)4個(gè)研究方向:a) 面向航空航天大型零件激光熔化成型裝備研制及應(yīng)用(國(guó)撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元,前沿技術(shù)研究類);b) 面向復(fù)雜零部件模具制造的大型激光燒結(jié)成型裝備研制及應(yīng)用(
45、國(guó)撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元,前沿技術(shù)研究類);c) 面向材料結(jié)構(gòu)一體化復(fù)雜零部件高溫高壓擴(kuò)散連接設(shè)備研制與應(yīng)用(國(guó)撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元,前沿技術(shù)類);d) 基于3D打印制造技術(shù)的家電行業(yè)個(gè)性化定制關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用示范(國(guó)撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過(guò)1000萬(wàn)元、企業(yè)牽頭申報(bào),應(yīng)用開(kāi)發(fā)與集成示范類)。(2)國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016年)2015年2月,工信部正式發(fā)布國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016年)。該計(jì)劃提出到2016年,初步建立較為完善的增材制造產(chǎn)業(yè)體系,整體技術(shù)水平保持與國(guó)際同步,在航空航天等直接制造領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,在國(guó)際市場(chǎng)上占有較大
46、的市場(chǎng)份額。1.產(chǎn)業(yè)化取得重大進(jìn)展。增材制造產(chǎn)業(yè)銷售收入實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng),年均增長(zhǎng)速度30%以上。進(jìn)一步夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ),形成2-3家具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的增材制造企業(yè)。2.技術(shù)水平明顯提高。部分增材制造工藝裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,初步掌握增材制造專用材料、工藝軟件及關(guān)鍵零部件等重要環(huán)節(jié)關(guān)鍵核心技術(shù)。研發(fā)一批自主裝備、核心器件及成形材料。3.行業(yè)應(yīng)用顯著深化。增材制造成為航空航天等高端裝備制造及修復(fù)領(lǐng)域的重要技術(shù)手段,初步成為產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新創(chuàng)意及個(gè)性化產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)手段以及新藥研發(fā)、臨床診斷與治療的工具。在全國(guó)形成一批應(yīng)用示范中心或基地。4.研究建立支撐體系。成立增材制造行業(yè)協(xié)會(huì),加強(qiáng)對(duì)增材制造技術(shù)未來(lái)發(fā)
47、展中可能出現(xiàn)的一些如安全、倫理等方面問(wèn)題的研究。建立5-6家增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心,完善扶持政策,形成較為完善的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。具體的推進(jìn)計(jì)劃涵蓋五個(gè)方面:a)著力突破增材制造專用材料;b)加快提升增材制造工藝技術(shù)水平;c)加速發(fā)展增材制造裝備及核心器件;d)建立和完善產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系;e)大力推進(jìn)應(yīng)用示范。(3)中國(guó)制造2025中國(guó)制造2025是中國(guó)版的“工業(yè)4.0”規(guī)劃,于2015年5月8日公布。規(guī)劃提出了中國(guó)制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)三個(gè)十年的“三步走”戰(zhàn)略,是第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)。中國(guó)制造2025將智能制造作為主攻方向3,提出:研究制定智能制造發(fā)展戰(zhàn)略。編制智能制造發(fā)展規(guī)劃,明確發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)和重大布局
48、。加快制定智能制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),建立完善智能制造和兩化融合管理標(biāo)準(zhǔn)體系。強(qiáng)化應(yīng)用牽引,建立智能制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,協(xié)同推動(dòng)智能裝備和產(chǎn)品研發(fā)、系統(tǒng)集成創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化。促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)在企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理、銷售服務(wù)等全流程和全產(chǎn)業(yè)鏈的綜合集成應(yīng)用。加強(qiáng)智能制造工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全保障能力建設(shè),健全綜合保障體系。“中國(guó)制造2025”要實(shí)施五大工程:智能制造工程、制造業(yè)創(chuàng)新建設(shè)工程、工業(yè)強(qiáng)基工程、綠色制造工程、高端裝備創(chuàng)新工程。其中,最核心的是實(shí)施智能制造工程。未來(lái)3D打印將成為中國(guó)制造2025發(fā)展的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè),3D打印技術(shù)只有跟傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)合起來(lái),才能推動(dòng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展。3D
49、打印不是要取代傳統(tǒng)制造業(yè),而是進(jìn)一步推動(dòng)制造業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型,為傳統(tǒng)制造業(yè)增加更多個(gè)性化及智能化元素。5.1.2產(chǎn)業(yè)/技術(shù)發(fā)展路線圖層面國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016年)提出,國(guó)家工業(yè)管理、發(fā)展改革、財(cái)政等部門應(yīng)加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào),強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì),研究制定增材制造發(fā)展路線圖。建立增材制造專家咨詢委員會(huì),對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大問(wèn)題和政策措施開(kāi)展調(diào)查研究,進(jìn)行論證評(píng)估,提出咨詢建議。組建產(chǎn)學(xué)研用共同參與的行業(yè)組織,跟蹤國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況及趨勢(shì),發(fā)布增材制造年度報(bào)告,制定年度研發(fā)及推廣應(yīng)用目錄,加快科研成果產(chǎn)業(yè)化。5.1.3標(biāo)準(zhǔn)/認(rèn)證工作層面國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016年)提出要建立和完善產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系:一是研究制訂增材制造工藝、裝備、材料、數(shù)據(jù)接口、產(chǎn)品質(zhì)量控制與性能評(píng)價(jià)等行業(yè)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合用戶需求,制定基于增材制造的產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,促進(jìn)增材制造技術(shù)的推廣應(yīng)用。鼓勵(lì)企業(yè)及科研院所主持或參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作,提升行業(yè)話語(yǔ)權(quán)。二是開(kāi)展質(zhì)量技術(shù)評(píng)價(jià)和第三方檢測(cè)認(rèn)證。針對(duì)目前用戶對(duì)增材制造產(chǎn)品在性能、質(zhì)量、尺寸精度、可靠性等方面
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