3D打印高分子粉末材料市場(chǎng)分析

3D打印高分子粉末材料市場(chǎng)分析企業(yè)格局：企業(yè)營(yíng)收上漲，研發(fā)投入增強(qiáng)在2021年中國(guó)3D打印行業(yè)營(yíng)業(yè)收入過(guò)億的企業(yè)有50家，這50家企業(yè)全年總營(yíng)業(yè)收入約為110億元，而2020年?duì)I收過(guò)億的相關(guān)企業(yè)只有32家，同比上升了56%。從企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)層次分布來(lái)看，創(chuàng)想三維、縱維立方位于第一梯隊(duì)，其營(yíng)業(yè)收入超過(guò)10億人民幣；位于第二梯隊(duì)的是鉑力特、先臨三維、聯(lián)泰科技，營(yíng)業(yè)收入超過(guò)5億；第三梯隊(duì)的是光華偉業(yè)、金石三維，營(yíng)業(yè)收入超過(guò)2億，可見(jiàn)，頭部企業(yè)與第二第三梯隊(duì)的營(yíng)業(yè)收入差距不大；威拉里、極光科技位于第四梯隊(duì)，營(yíng)業(yè)收入超5千萬(wàn)人民幣。鉑力特是一家專(zhuān)注于工業(yè)級(jí)金屬增材制造的高新技術(shù)企業(yè)，整體實(shí)力在國(guó)內(nèi)外金屬增材制造領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。公司圍繞金屬增材制造產(chǎn)業(yè)鏈，開(kāi)展金屬3D打印設(shè)備、金屬3D打印定制化產(chǎn)品及金屬3D打印原材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售，同時(shí)亦向客戶(hù)提供金屬3D打印工藝設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及相關(guān)技術(shù)服務(wù)。從企業(yè)總營(yíng)業(yè)收入來(lái)看，在2017-2021年間，鉑力特營(yíng)業(yè)收入從2017年的2．2億元增長(zhǎng)到2021年的5．52億元，到2022年前三季度，該公司的總營(yíng)業(yè)收入為5．2億元。先臨三維是專(zhuān)注基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的高精度3D數(shù)字化軟硬件技術(shù)的科技創(chuàng)新企業(yè)，主要從事齒科數(shù)字化和專(zhuān)業(yè)3D掃描設(shè)備及軟件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，總營(yíng)業(yè)收入在2017-2021年間處于上升趨勢(shì)，但是在2020年受新冠疫情影響，主營(yíng)業(yè)務(wù)收入下降，在2021年又逐漸增長(zhǎng)至5．67億元，到2022年前三季度，該公司的主營(yíng)業(yè)務(wù)收入達(dá)到5．48億元。在3D打印方面，齒科3D打印機(jī)是公司自主研發(fā)的齒科數(shù)字化產(chǎn)品，其營(yíng)業(yè)收入從2019年的1．9億元降至2021年的0．46億元。從企業(yè)毛利率來(lái)看，鉑力特和先臨三維兩家企業(yè)毛利率整體呈上升趨勢(shì)，其中鉑力特毛利率從2017增長(zhǎng)至2020年，在2020年達(dá)到近幾年的最高，為52．72%，到2021年毛利率逐漸下滑，降至48．23%。先臨三維毛利率在2019年下降，從2018年的51．98%下降到2019年49．17%，在此之后，毛利率逐漸增長(zhǎng)，到2021年先臨三維毛利率增長(zhǎng)至59．87%，較2020年毛利率上升了10．20%。從企業(yè)研發(fā)投入來(lái)看，鉑力特堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研融合的戰(zhàn)略方向，當(dāng)前在多方面競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)顯著，在2017-2021年間，鉑力特的研發(fā)投入一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)，到2021年，公司的研發(fā)投入達(dá)到1．14億元，占總營(yíng)業(yè)收入的比重為20．69%。先臨三維通過(guò)自主研發(fā)，可以提高3D打印設(shè)備的延展性和穩(wěn)定性，利于后續(xù)研發(fā)能力的提升，并且便于上下游原材料、軟件的對(duì)接，以及軟件、產(chǎn)品升級(jí)換代，其研發(fā)投入在2020年受疫情影響下降，到2021年有上升至1．44億元，占總營(yíng)業(yè)收入的比重為25．37%。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(chē)、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(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料以及生物材料等幾類(lèi)。（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(guó)內(nèi)的金屬3D打印材料已基本滿(mǎn)足國(guó)產(chǎn)設(shè)備及國(guó)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(kāi)發(fā)各類(lèi)金屬材料熔融工藝，少量3D打印服務(wù)的廠商會(huì)同時(shí)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(lèi)材料。近年來(lái)，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(lèi)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(gòu)自美國(guó)、德國(guó)等，存在依賴(lài)進(jìn)口的情況，但隨著國(guó)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(zhuān)業(yè)軟件供應(yīng)商基于技術(shù)應(yīng)用需求開(kāi)發(fā)提供，如輔助設(shè)計(jì)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(gè)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(gòu)，軟件性能提升依賴(lài)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(hù)軟件方面的需求。因此，擁有完全自主知識(shí)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(jìng)爭(zhēng)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(gè)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(lèi)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(hù)使用，并根據(jù)下游用戶(hù)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(chǎng)需求，不斷推動(dòng)著整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的水平提升。增材制造服務(wù)提供商主要通過(guò)3D打印設(shè)備為客戶(hù)提供打印服務(wù)及其他各類(lèi)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(jì)與制造能力的一項(xiàng)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(duì)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(chǎng)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(jiàn)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(shí)間，提高速度的同時(shí)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(zhǎng)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(jì)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(guó)國(guó)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(guó)GE、波音（Boeing）、法國(guó)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(dòng)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(shí)，增材制造的構(gòu)件也已在國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，先后成功參與了天問(wèn)一號(hào)、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(jì)和制造能力的關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用規(guī)模近年來(lái)增長(zhǎng)迅速，未來(lái)市場(chǎng)空間巨大。2、3D打印汽車(chē)制造領(lǐng)域需求伴隨3D技術(shù)的創(chuàng)新升級(jí)，其在汽車(chē)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(chē)方向拓展。汽車(chē)制造領(lǐng)域3D打印，主要應(yīng)用已覆蓋汽車(chē)設(shè)計(jì)、零部件開(kāi)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(jì)方面，3D打印技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)無(wú)模具設(shè)計(jì)和制造，幫助企業(yè)縮短產(chǎn)品概念模型的設(shè)計(jì)及制作周期，幫助整車(chē)廠和零配件廠商優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)，可以在安全性測(cè)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(shí)間，此外，3D打印可以在設(shè)計(jì)階段引導(dǎo)零件輕量化、一體化、個(gè)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(duì)制造精度的控制，同時(shí)，增材制造一體化成形技術(shù)允許將多個(gè)零件整合為一個(gè)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(mén)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(chē)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(lái)汽車(chē)保有量和產(chǎn)量的上升，汽車(chē)行業(yè)巨大的市場(chǎng)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(gè)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(gè)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(shù)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(xiǎn)。3D打印技術(shù)在骨科植入方面也發(fā)展迅速，目前開(kāi)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(guò)多孔設(shè)計(jì)可以更好地與人體組織融合，促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)，此外3D打印技術(shù)亦為植入物設(shè)計(jì)帶來(lái)了更高設(shè)計(jì)自由度。隨著未來(lái)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(jì)、優(yōu)化和迭代，提升并豐富產(chǎn)品性能，如為運(yùn)動(dòng)員量身定制輕量化、個(gè)性化運(yùn)動(dòng)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(jì)，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(cè)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(shí)間成本，提高產(chǎn)品利潤(rùn)。需求持續(xù)擴(kuò)容，未來(lái)3D打印行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟊娝苤?，科技?chuàng)新在各行各業(yè)的發(fā)展中都起到至關(guān)重要的作用，3D打印行業(yè)也是如此。隨著全球3D技術(shù)的發(fā)展和推廣，對(duì)3D打印材料行業(yè)的需求不斷增加，3D打印行業(yè)技術(shù)的特殊性對(duì)材料行業(yè)的依賴(lài)性較大，使得3D打印材料行業(yè)的市場(chǎng)參與者逐漸增多，行業(yè)利潤(rùn)有所增加，3D打印材料的技術(shù)壁壘也將進(jìn)一步增加，可見(jiàn)，行業(yè)仍需加大研發(fā)投入力度，以擴(kuò)大3D打印行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域。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，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。在航空航天、汽車(chē)、航海、核工業(yè)以及醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)饘?D打印的需求旺盛，應(yīng)用端呈現(xiàn)快速擴(kuò)展趨勢(shì)。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，行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?D打印發(fā)展情況和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，全球創(chuàng)新版圖正在重構(gòu)，傳統(tǒng)制造業(yè)經(jīng)歷快速轉(zhuǎn)型。增材制造已經(jīng)從發(fā)展初期的原型和模具制造擴(kuò)展到終端零部件生產(chǎn)，在零部件創(chuàng)新設(shè)計(jì)、一體化制造、異型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件制造、個(gè)性化批量制造方面顯現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)，增材制造行業(yè)進(jìn)入了快速成長(zhǎng)期，各類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)不斷突破、生態(tài)體系日趨完善，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的融合深度與發(fā)展規(guī)模不斷提升。增材制造技術(shù)的應(yīng)用模式也逐步從試驗(yàn)驗(yàn)證階段走向大規(guī)模應(yīng)用推廣階段，有更多的高端零部件采用增材制造實(shí)現(xiàn)直接生產(chǎn)制造。新技術(shù)方面，增材制造技術(shù)作為融合了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、先進(jìn)材料技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)的一項(xiàng)全新智能制造技術(shù)，未來(lái)將向更高效率、更高質(zhì)量、更低成本、更智能化方向發(fā)展。并將引發(fā)增材制造行業(yè)從上游原材料、設(shè)計(jì)優(yōu)化、仿真模擬、數(shù)據(jù)處理，到中游設(shè)備、服務(wù)平臺(tái)，到下游后處理、質(zhì)量追溯、智能智聯(lián)等全鏈條的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用迭代，誕生系列跨領(lǐng)域新技術(shù)。新產(chǎn)業(yè)方面，增材制造是一項(xiàng)不同于傳統(tǒng)制造的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，隨著應(yīng)用范圍的不斷拓展、應(yīng)用路徑的不斷成熟、應(yīng)用規(guī)模的不斷提升，整個(gè)產(chǎn)業(yè)也將朝著更大規(guī)模方面發(fā)展，增材制造的技術(shù)創(chuàng)新與規(guī)模發(fā)展將帶動(dòng)衍生系列上中下游新產(chǎn)業(yè)。增材制造同時(shí)具備顯著的產(chǎn)業(yè)融合特征，隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革與制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的不斷推進(jìn)，整個(gè)市場(chǎng)對(duì)增材制造的需求將快速擴(kuò)增，行業(yè)的融合將延伸出系列新產(chǎn)業(yè)，從而推動(dòng)形成結(jié)構(gòu)更為優(yōu)化的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系。新業(yè)態(tài)方面，增材制造技術(shù)具有顯著的數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化特征，增材制造技術(shù)的應(yīng)用，將使部分傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向少人化、無(wú)人化方向轉(zhuǎn)變，使資源更多的投向創(chuàng)新鏈環(huán)節(jié)，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈向更高附加值環(huán)節(jié)延伸，構(gòu)建全新行業(yè)生態(tài)。新模式方面，增材制造具備強(qiáng)大的數(shù)字化生產(chǎn)能力，當(dāng)增材制造技術(shù)被用于工業(yè)制造中，設(shè)計(jì)與制造可以數(shù)據(jù)為核心被高度統(tǒng)一起來(lái)，生產(chǎn)過(guò)程可以數(shù)據(jù)為紐帶實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的高度協(xié)同運(yùn)作，產(chǎn)品質(zhì)量可以通過(guò)仿真與大數(shù)據(jù)等數(shù)字化手段獲得顯著提升，區(qū)域資源可通過(guò)分布式制造模式實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化配置，促進(jìn)形成基于增材制造的設(shè)計(jì)制造一體化制造、柔性分布式制造、個(gè)性化批量制造等系列制造新模式。3D行業(yè)打印發(fā)展情況（一）3D打印定義根據(jù)國(guó)標(biāo)《增材制造術(shù)語(yǔ)》（GB/T35351-2017），增材制造（AdditiveManufacturing；AM）是指以三維模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)材料堆積的方式制造零件或?qū)嵨锏墓に?。三維打印（3Dprinting）是指利用打印頭、噴嘴或其他打印技術(shù)，通過(guò)材料堆積的方式來(lái)制造零件或?qū)嵨锏墓に?，此術(shù)語(yǔ)通常作為增材制造的同義詞，又稱(chēng)3D打印。不同于傳統(tǒng)制造業(yè)通過(guò)切削等機(jī)械加工方式對(duì)材料去除從而成形的減材制造，3D打印通過(guò)對(duì)材料自下而上逐層疊加的方式，將三維實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)二維平面，大幅降低了制造的復(fù)雜度。（二）增材制造技術(shù)工藝增材制造技術(shù)包含多種工藝類(lèi)型，國(guó)標(biāo)《增材制造術(shù)語(yǔ)》（GB∕T35351-2017）根據(jù)增材制造技術(shù)的成形原理，將增材制造工藝分成七種基本類(lèi)別，具體分類(lèi)情況：粉末床熔融（PowderBedFusion）、定向能量沉積（DirectedEnergyDeposition）、立體光固化（VATPhotopolymerization）、粘結(jié)劑噴射（BinderJetting）、材料擠出（MaterialExtrusion）、材料噴射（MaterialJetting）和薄材疊層（SheetLamination）。增材制造技術(shù)發(fā)展至今，其各主要工藝及技術(shù)因具備不同的特點(diǎn)，在不同的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中具備獨(dú)特的技術(shù)價(jià)值和發(fā)展空間，在航空航天、汽車(chē)、醫(yī)療、消費(fèi)及電子產(chǎn)品等領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，形成了多種技術(shù)路線共存的局面。隨著科技和增材制造行業(yè)的發(fā)展，增材制造技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景由早期的零件原型的快速制備，拓展到能夠直接制造終端零件應(yīng)用至使用場(chǎng)景當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)由快速原型向快速制造的轉(zhuǎn)變。增材制造的終端零件性能高度依賴(lài)于其制備的設(shè)備類(lèi)型和工藝參數(shù)，粉末床熔融工藝因其特定的加工方式而使得零件具備良好的力學(xué)性能和尺寸精度，成為工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中主流的增材制造技術(shù)。其中，以激光作為能量源的選區(qū)激光熔融（SLM）和選區(qū)激光燒結(jié)（SLS）工藝因穩(wěn)定性和技術(shù)成熟度較高，在直接制造終端零件的應(yīng)用場(chǎng)景中具備較突出的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)。選區(qū)激光熔融（SLM）技術(shù)使用金屬粉末，可選擇金屬材料范圍廣泛，包括鈦合金、鋁合金、高溫合金、銅合金、鈷鉻合金、不銹鋼、高強(qiáng)鋼、模具鋼、難熔金屬等，所成型零件表面質(zhì)量好，內(nèi)部金相組織致密度高，具有快速凝固的組織特征，具備強(qiáng)韌的機(jī)械性能，性能超過(guò)鑄件接近鍛件水平，甚至部分性能可超過(guò)鍛件水平，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的打印精度和極端復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造，能夠很好地滿(mǎn)足終端功能件使用要求。同時(shí)該成形技術(shù)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜產(chǎn)品的敏捷制造，加大程度縮短產(chǎn)品研發(fā)制造周期，材料利用率高，設(shè)計(jì)自由度更高，可實(shí)現(xiàn)集成化設(shè)計(jì)、拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)、點(diǎn)陣設(shè)計(jì)等先進(jìn)設(shè)計(jì)手段，綜上特點(diǎn)使該技術(shù)成為近年來(lái)工業(yè)級(jí)金屬增材制造領(lǐng)域的主流技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于航空航天、模具、汽車(chē)、醫(yī)療、科研教育等領(lǐng)域。選區(qū)激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于在成形過(guò)程中，無(wú)需考慮支撐系統(tǒng)，成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度高，能夠直接成形高性能的尼龍、TPU等高性能工程塑料，甚至是特殊屬性的特種塑料，材料利用率高，成品用途廣泛。成型零件具有較好的機(jī)械性能、耐熱性能等，能夠根據(jù)工程應(yīng)用需求直接使用于終端產(chǎn)品。制造效率高，小批量快速制造優(yōu)勢(shì)顯著。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，選區(qū)激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)的成形效率和成形尺寸持續(xù)提升，成本穩(wěn)步下降，特別是Flight等突破性技術(shù)的問(wèn)世，使得選區(qū)激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)規(guī)?；纳a(chǎn)應(yīng)用場(chǎng)景得以不斷延伸和拓展?？傮w而言，選區(qū)激光熔融（SLM）與選區(qū)激光燒結(jié)（SLS）工藝，技術(shù)成熟度高，具有取材范圍廣、制備產(chǎn)品力學(xué)及機(jī)械性能優(yōu)良、成形精度高、材料利用率高、可成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度高等顯著優(yōu)勢(shì)，與工業(yè)領(lǐng)域終端產(chǎn)品直接制造及批量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需求契合度高，是工業(yè)領(lǐng)域主流的增材制造技術(shù)之一。增材制造技術(shù)和傳統(tǒng)精密加工技術(shù)均是制造業(yè)的重要組成部分，目前增材制造加工與傳統(tǒng)精密加工相比還存在加工精度、表面粗糙度和可加工材料等方面的差距，但增材制造其全新的技術(shù)原理和特點(diǎn)，在多種應(yīng)用場(chǎng)景具備使用優(yōu)勢(shì)：1）可快速加工成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件。3D打印的原理是將三維工件切片以獲得二維的輪廓信息，通過(guò)疊層的方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品成形。這種加工方式基本不受零件形狀的限制，特別在制造內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、傳統(tǒng)加工無(wú)法完成一體制造的產(chǎn)品方面，具備突出優(yōu)勢(shì)。3D打印能夠貼合設(shè)計(jì)引導(dǎo)制造的創(chuàng)意驅(qū)動(dòng)，生產(chǎn)出符合特定消費(fèi)者需求的產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)自由制造。2）縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。3D打印無(wú)需傳統(tǒng)工具夾具和多重處理，可在單個(gè)設(shè)備上快速制造出所需零件，加速產(chǎn)品研發(fā)迭代。3）材料利用率高。傳統(tǒng)加工切割的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量廢料，存在不完整的余料價(jià)值折損，材料利用率低，3D打印根據(jù)二維輪廓信息逐層添加材料，按需耗材，材料利用率顯著高于傳統(tǒng)加工模式，是一種新型環(huán)保的綠色制造方式。4）制造模式優(yōu)化。3D打印技術(shù)免去了提前制造模具、雇傭眾多生產(chǎn)人員，使用龐大機(jī)床和復(fù)雜的鍛造工藝等步驟，便可直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，具有去模具、減廢料、降庫(kù)存的特點(diǎn)。在生產(chǎn)上能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)、節(jié)省材料和能源，大幅提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，助力實(shí)現(xiàn)無(wú)人化工廠。目前，3D打印在工業(yè)制造領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，在航空航天、汽車(chē)、醫(yī)療等領(lǐng)域都有豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，但在大批量制造方面，傳統(tǒng)精密加工技術(shù)相比3D打印在效率和成本上更具優(yōu)勢(shì)。3D打印與傳統(tǒng)加工方式將長(zhǎng)期并存，共同為制造行業(yè)提供精細(xì)化、自動(dòng)化、高效化的加工方案。3D打印行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局增材制造行業(yè)經(jīng)過(guò)30余年的發(fā)展，技術(shù)不斷創(chuàng)新，規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)，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(jìng)爭(zhēng)格局，呈現(xiàn)出行業(yè)整體高速增長(zhǎng)，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(shì)。3D打印企業(yè)集中在美國(guó)、德國(guó)及中國(guó)。根據(jù)WohlersAssociates，Inc統(tǒng)計(jì)顯示，近年來(lái)，3D打印設(shè)備制造商的數(shù)量增長(zhǎng)迅速。2021年全球有266家制造商生產(chǎn)和銷(xiāo)售工業(yè)3D打印設(shè)備（統(tǒng)計(jì)口徑價(jià)格高于5000美元），與2020年相比增加了38家，自2012年以來(lái)工業(yè)級(jí)增材制造商的數(shù)量增長(zhǎng)了8倍。2021年有39家企業(yè)的工業(yè)3D打印系統(tǒng)銷(xiāo)量超過(guò)了100套。266個(gè)系統(tǒng)制造商分布在世界各地，美國(guó)制造商數(shù)量59家排名第一；德國(guó)制造商數(shù)量38家排名第二；中國(guó)制造商數(shù)量37家排名第三。全球3D打印行業(yè)分析在各國(guó)政府和市場(chǎng)的共同推動(dòng)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(chǎng)規(guī)模達(dá)127億美元左右，2021年市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)到135億美元，預(yù)計(jì)在2026年全球3D打印市場(chǎng)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(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全球比重的40%；德國(guó)僅次于美國(guó)，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(guó)、日本、英國(guó)和其他國(guó)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(lái)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(xiāo)售額約30億美元，占比24%；全球3D打印材料銷(xiāo)售額約21億美元，占比17%，同比增長(zhǎng)10%左右。使用3D打印技術(shù)最多的為汽車(chē)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(lái)了新的應(yīng)用趨勢(shì)。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(shí)間和精力。此外，3D打