高分子3D打印設(shè)備市場(chǎng)現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景

高分子3D打印設(shè)備市場(chǎng)現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景中國(guó)3D打印行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀中國(guó)增材制造行業(yè)相對(duì)歐美國(guó)家起步較晚，在經(jīng)歷了初期產(chǎn)業(yè)鏈分離、原材料不成熟、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一與不完善及成本昂貴等問(wèn)題后，當(dāng)前中國(guó)增材制造已日趨成熟，市場(chǎng)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)增材制造技術(shù)與世界先進(jìn)水平已基本同步，在高性能復(fù)雜大型金屬承力構(gòu)件增材制造等部分技術(shù)領(lǐng)域已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，成功研制出光固化、選區(qū)激光燒結(jié)、選區(qū)激光熔融、激光近凈成形、熔融沉積成形、電子束熔化成形等工藝設(shè)備。根據(jù)WohlersAssociates，Inc．統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2021年末中國(guó)工業(yè)增材制造設(shè)備安裝量市場(chǎng)占比10．60%，為全球僅次于美國(guó)的第二大市場(chǎng)。我國(guó)高度重視增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，近年來(lái)，中國(guó)3D打印市場(chǎng)應(yīng)用程度不斷深化，在各行業(yè)均得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。2017-2020年，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，2020年中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模為208億元，同比增長(zhǎng)32．06%。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年我國(guó)3D打印市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)630億元，2021-2025年復(fù)合年均增速20%以上。隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破及設(shè)備、工藝水平的顯著提升，我國(guó)增材制造在航空航天、汽車、醫(yī)療等下游領(lǐng)域的應(yīng)用水平和規(guī)模都在快速提升，為增材制造的發(fā)展提供了巨大空間。以航空航天領(lǐng)域?yàn)槔?，根?jù)IBISWorld分析，2014年至2019年中國(guó)航空制造業(yè)（包括飛機(jī)制造、飛機(jī)零部件制造、維修服務(wù)等）年均復(fù)合增速為9．8%，2019年中國(guó)航空制造業(yè)市場(chǎng)價(jià)值約698億美元（約合4，886億元人民幣），預(yù)測(cè)未來(lái)十年（2020年~2029年）中國(guó)航空制造業(yè)的價(jià)值年均復(fù)合增速為10%，則未來(lái)十年中國(guó)航空制造業(yè)市場(chǎng)價(jià)值約9．05萬(wàn)億元，年均9，054．33億元，假設(shè)未來(lái)十年增材制造在航空制造業(yè)占據(jù)的份額提升至1%，據(jù)此可計(jì)算出未來(lái)十年中國(guó)航空制造業(yè)為3D打印帶來(lái)的市場(chǎng)價(jià)值約905．43億元，年均約90．54億元。發(fā)展背景：政策驅(qū)動(dòng)3D打印行業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新從全球3d打印行業(yè)規(guī)模來(lái)看，2021年全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到152．44億美元，美國(guó)占全球的比重達(dá)到了40%，是當(dāng)前3d打印企業(yè)主要集中地；我國(guó)由于3d打印行業(yè)處于成長(zhǎng)早期，相關(guān)核心技術(shù)與尖端人才不足，嚴(yán)重制約了我國(guó)當(dāng)前3d打印行業(yè)的發(fā)展，在全球3d打印行業(yè)規(guī)模區(qū)域結(jié)構(gòu)占比中排名第二，所占比重為17%。在全球數(shù)字化制造的浪潮下，智能機(jī)器人、人工智能、3D打印技術(shù)得到不斷發(fā)展，雖然我國(guó)3D打印技術(shù)有所不足，產(chǎn)業(yè)還不成熟，但是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、復(fù)雜和特殊產(chǎn)品生產(chǎn)、個(gè)性化服務(wù)方面已顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此，我國(guó)充分認(rèn)識(shí)到智能制造、數(shù)字化制造對(duì)我國(guó)的深刻影響，加快3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)由工業(yè)大國(guó)向工業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。在2021年《關(guān)于促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品加工環(huán)節(jié)減損增效的指導(dǎo)意見(jiàn)》中，提出運(yùn)用智能制造、生物合成、3D打印等新技術(shù)，集成組裝一批科技含量高、應(yīng)用范圍廣、節(jié)糧節(jié)水節(jié)能的農(nóng)產(chǎn)品加工工藝及配套裝備，降低農(nóng)產(chǎn)品加工物耗能耗。在《上海市服務(wù)業(yè)擴(kuò)大開(kāi)放綜合試點(diǎn)總體方案》，我國(guó)政府為強(qiáng)化國(guó)家數(shù)字服務(wù)出口基地功能，鼓勵(lì)其發(fā)展集成電路、數(shù)字文化、人工智能、信息安全等主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，積極布局3D打印、大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域，加快集聚一批有全球影響力的數(shù)字服務(wù)企業(yè)。在2019年發(fā)布的《2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村科教環(huán)能工作要點(diǎn)》中，提出加快大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、3D打印等農(nóng)業(yè)智能技術(shù)研發(fā)，形成新興領(lǐng)域自主創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)。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)備銷售額約30億美元，占比24%；全球3D打印材料銷售額約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打印技術(shù)還可以用于制造復(fù)雜的外殼，從而提高了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。其次，3D打印技術(shù)可以用于制造定制化的產(chǎn)品，從而滿足客戶的需求。3D打印技術(shù)可以根據(jù)客戶的要求快速制造出定制化的產(chǎn)品，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打印技術(shù)還可以用于制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，從而提高產(chǎn)品的使用性能。最后，3D打印技術(shù)可以用于制造環(huán)保的產(chǎn)品，從而改善環(huán)境質(zhì)量。3D打印技術(shù)可以制造出環(huán)保的產(chǎn)品，而傳統(tǒng)的制造方式可能會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物。此外，3D打印技術(shù)還可以用于制造可回收的產(chǎn)品，從而減少對(duì)資源的消耗?？傊?，3D打印技術(shù)的發(fā)展為全球3D打印行業(yè)帶來(lái)了新的應(yīng)用趨勢(shì)，包括提高制造效率、滿足客戶需求、提高產(chǎn)品使用性能以及改善環(huán)境質(zhì)量等。3D打印技術(shù)的發(fā)展將為全球3D打印行業(yè)帶來(lái)更多的機(jī)遇，并為消費(fèi)者提供更多的選擇。中國(guó)3D產(chǎn)業(yè)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)隨著3D技術(shù)的發(fā)展，3D產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模和發(fā)展趨勢(shì)蓬勃發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年，中國(guó)3D產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了1730．4億元，比2018年增長(zhǎng)了11．2%，市場(chǎng)增速明顯提升。3D技術(shù)的廣泛應(yīng)用助推了3D產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展。3D技術(shù)在科技、制造、建筑等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，用于建筑設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造加工、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，3D技術(shù)的應(yīng)用正越來(lái)越普及，3D產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)也受到了極大的推動(dòng)。政府的大力支持也是市場(chǎng)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。中?guó)政府把3D打印技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，并加大了對(duì)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的支持，政府支持的政策和投資助推了3D技術(shù)的廣泛應(yīng)用，也推動(dòng)了3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。企業(yè)投資流入也是推動(dòng)3D產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)發(fā)展的重要因素。近年來(lái)，3D技術(shù)受到越來(lái)越多企業(yè)的重視，企業(yè)將越來(lái)越多的資金投入到3D技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中，推動(dòng)了3D技術(shù)的發(fā)展。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研在線網(wǎng)發(fā)布的2023-2029年中國(guó)3D產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)供需態(tài)勢(shì)分析及投資機(jī)會(huì)分析報(bào)告分析，3D技術(shù)的發(fā)展及政府的大力支持，以及企業(yè)的投資流入，都推動(dòng)了3D產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展。截止2019年，中國(guó)3D產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到1730．4億元，隨著3D技術(shù)的不斷更新和改進(jìn)，未來(lái)3D產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷更新，3D技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也將擴(kuò)展到更多領(lǐng)域，如醫(yī)療、教育、服務(wù)、娛樂(lè)等，這將進(jìn)一步推動(dòng)3D產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展。此外，未來(lái)3D技術(shù)還將更多地應(yīng)用于智能制造、智能家居等領(lǐng)域，從而推動(dòng)3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。未來(lái)，中國(guó)3D產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)繼續(xù)發(fā)展，并延伸到更多領(lǐng)域，應(yīng)用范圍也將不斷擴(kuò)大。隨著3D技術(shù)的發(fā)展，3D產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)也將會(huì)呈現(xiàn)出更加繁榮的發(fā)展趨勢(shì)。3D打印行業(yè)概述3D打印是快速成型技術(shù)的一種，又稱增材制造，它是一種以數(shù)字模型wenjian為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車、航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上游為激光器、振鏡、三維掃描設(shè)備、3D打印軟件、粉末原料等；中游為3D打印設(shè)備生產(chǎn)廠商，其中部分也提供打印服務(wù)及原材料供應(yīng)，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)主導(dǎo)地位；下游為行業(yè)應(yīng)用，覆蓋航空航天、汽車工業(yè)、船舶制造、能源動(dòng)力、軌道交通、電子工業(yè)、模具制造、醫(yī)療健康、文化創(chuàng)意、建筑等各領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，目前工業(yè)界主流使用的3D打印技術(shù)大致可以分為三大類，即擠出成型技術(shù)、粒狀物成型技術(shù)和光聚合成型技術(shù)。擠出成型技術(shù)主要為熔融沉積式技術(shù)（FDM）；粒狀物成型技術(shù)包括直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）、電子束熔化成型（EBM）、選擇性光熔化成型（SLM）、選擇性熱燒結(jié)（SHS）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）等技術(shù)；光聚合成型技術(shù)的代表性技術(shù)為為立體平板印刷（SLA）、數(shù)字光處理（DLP）、光固化快速成形技術(shù)（PolyJet）等。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?。?Dprinting）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)嵨锏墓に嚕诵g(shù)語(yǔ)通常作為增材制造的同義詞，又稱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別，具體分類情況：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、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于其制備的設(shè)備類型和工藝參數(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、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)模化的生產(chǎn)應(yīng)用場(chǎng)景得以不斷延伸和拓展。總體而言，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