2018年我国3D打印行业应用领域需求及规模分析,国内3D打印市场前景广阔「图」

  一、3D打印行业概述
  3D打印被誉为“第三次工业革命”,是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术,是“增材制造”的主要实现形式,其无需机械加工或模具就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体的特性,极大缩短了产品的研制周期,提高了生产效率和降低了生产成本。3D打印目前主要被应用于汽车、航空航天、医疗以及消费商品和电子类等领域。
  3D打印需要依托多个学科领域的尖端技术,其技术的核心是3D打印装备和打印材料。目前,国内3D打印装备已逐渐成熟,装备稳定性和制件精度已达到较高水准。但3D打印材料开发难度大成本高,3D打印材料分为工程塑料、金属粉末及陶瓷材料等。其中,工程塑料为目前3D打印使用的主要材料;金属粉末开发技术壁垒高、广泛应用的前提是成本下降;陶瓷材料仍处于研发阶段。因此,开发更为多样的具有自主知识产权的高性能3D打印材料是该技术发展的关键因素。
  3D打印技术,相较于以往制造制备技术,不但更新了生产的流程,从设计到制造之间的时间与程序也大幅缩短,并且可以做出传统工艺制备无法完成的复杂精细的形状。相对于传统加工制造方式,3D打印有如下一些优势:
3D打印的主要优势分析
优势
具体表现
制造多样化产品不增加成本
一台3D打印设备就可以实现许多形状,3D打印省去了培训机械师或购臵新设备的成本。
复杂度高的物品成本增加有限
3D打印技术可以制造各种形状复杂的物品,其对应制造成本不增加,只是模型获取成本有所增加。
一次成型,无须组装
3D打印机通过分层制造方式实现了复杂部件一次成型,降低产品组装成本。
零时间交付,库存模式改变
3D打印机可以按需打印,实现零时间交付,减少了企业的实物库存。
产品设计模式多元化
3D打印机可以根据设计、扫描模型加工制备产品,为产品设计开辟巨大的空间。
原材料损耗降低
3D打印过程中不用剔除边角料,提高了材料利用率。
学习周期短,降低培训成本
3D打印机从设计文件里获得各种指示制备各种类型的产品,从业人员学习周期短,降低了企业技能培训成本。
资料来源:华经产业研究院整理
  工业4.0作为以智能制造主导的第四次工业革命,智能制造平台的整合是其关键所在。3D打印机未来有望通过其‚增材性与智能技术相结合迅速打印出成本低廉的产品作用于智能制造平台的下游产业链,并据此引导标准化的生产方式向定制化转移。智能网络化布局则可反作用于3D打印机技术扩大其应用范围,如过去通过物流运输的产品有望通过3D打印网络传输等。
  3D打印技术的发展将引领‚中国制造向‚中国智造转变。在中国制造2025战略的持续推进下,3D打印机将成为制造业转型的重要抓手,智能化是其未来改革方向。政策持续加码,产业空间的逐步扩大则将有效推动3D打印技术步入行业拐点,实现爆发式增长。
  二、我国3D打印行业竞争格局分析
  中国3D打印行业仍处于起步阶段,市场集中度较低,企业规模普遍较小。因潜在市场空间巨大,应用领域众多,目前国内各企业直接竞争的机会较少。但随着技术应用领域的日益拓展,行业内企业逐渐增多,特别是国外企业的冲击,未来中国市场竞争可能会加剧。
3D打印行业主要企业
领域
主要企业
3D建模
北京天远三维科技有限公司
德国GOMmbH公司
丹麦3Shape公司
荷兰shapeways公司
3d打印耗材
华曙高科
美国3Dsystems公司
美国Stratasys公司
德国EOS公司
3d打印设备
美国3Dsystems公司
美国Stratasys公司
德国EOS公司
比利时Materialise公司
北京隆源自动成型系统有限公司
湖南华曙高科技有限责任公司
陕西恒通智能机器有限公司
北京太尔时代科技有限公司
3D打印服务平台
法国Sculpteo公司
Sculpteo
荷兰Shapeways公司
金运激光
银邦股份公司
资料来源:华经产业研究院整理
  三、我国3D打印行业规模分析
  在出货量方面,数据显示,2017年全球3D打印机出货量为39.6万台,同比增长30.1%。随着3D打印的快速发展,3D打印技术的逐渐成熟,个人/桌面级3D打印机需求将持续增长,未来3D打印机的出货量也将进一步增长。
  2016年我国3D打印行业市场规模达到了100.2亿元,同比2015年的78.8亿元增长了27.2%,2017年我国3D打印行业市场规模约178.8亿元。
2011-2017年中国3D打印市场规模情况
  资料来源:华经产业研究院整理
  3D个人消费市场吸引了越来越多企业及消费者的关注。业界也相继出现了3D打印日常用品制品。但对于新兴的个人市场,除上述行业的普遍难题外,还面临着成本过高的尴尬。虽然市面上已出现少量千元级的3D打印机,但放眼望过去,市场上的价格仍呈现一片混乱的状态,动辄就是上万元人民币的高价,这不利于个人消费市场的发展。因此,产业链各方需共同努力,提升材料、机器的研究开发,降低制作成本、销售成本,让每个消费者都能接触3D打印,都能享受新兴科技给生活带来的美好变化。
  四、3D打印下游需求领域分析
  1、3D打印在医疗行业中的应用
  3D打印技术可以直接将3D设计模型转化为现实的产品,相较于传统制造斱式,更适合制作小批量定制化的产品,以及复杂形状的产品。由于人体的个体差异,手术导板、医疗植入物、义齿等医疗器械,对个性化定制的要求很高。因此,“个性化”为3D打印技术与医疗行业搭建了深度结合的桥梁。目前全球都处于老龄化持续严重的迚程中,这更为医疗产业的収展、及3D打印技术在医疗领域的应用収展提供了广阔空间。
2012-2017年中国65岁以上老年人口数量
资料来源:公开资料整理
  3D打印技术在医学行业的主要应用,包括用于手术与觃划或教学的3D打印医疗模型、手术导板、外科/口腔科植入物、康复器械等医疗器械的应用,还包括生物3D打印这种可以打印具有“生命”的人体组织、器官的应用。目前,3D打印血管、气管、3D打印肾脏、肝脏已经在少量临床中开始使用。
  2、3D打印在航空领域的应用
  航空工业应用的3D打印主要集中在钛合金,铝锂合金,超高强度钢,高温合金等材料斱面,这些材料基本都是强度高,化学性质稳定,不易成型加工,传统加工工艺成本高昂的类型。3D打印中的SLS技术、EBM技术、和DMLS技术等在航空领域应用较多。
  与消费行业不同,航空航天工业越来越多地采用3D打印快速成型技术,主要是为了降低飞机零部件的制造费用。由于飞机上许多零件形状复杂,用传统斱式制造成本很高。事实上,波音公司已经广泛的利用3D打印技术,在2014年制造了超过2万2千种零部件。波音787梦幻飞机上有30个打印的零件,这本身是一个行业记彔。仍以波音机型为例,波音747-8型客机上共有600万个零件,假设未来即使仅有其中1%的零件采用3D打印技术,也将是一个巨大的市场。
2016-2017年我国民用航空航线及飞机架数
指标
2016年
2017年
民用飞机期末架数   (架)
5046
5593
运输飞机
2950
3296
大中型飞机
2789
3120
#波音747
26
27
波音737
1216
1357
波音757
33
35
波音767
13
12
A320
728
814
小型飞机
161
176
通用航空飞机
2096
2297
资料来源:国家统计局
  除了应用于复杂零部件的直接快速制造,3D打印技术还可用于航空航天装备零部件的快速修复。在航空航天领域,许多重大装备造价昂贵,如果在试用中出现零部件损坏或尺寸性能不符合要求,将造成重大经济损失。在这种情冴下,可以利用3D打印制造工艺来修复零部件的误加工或破损部分,以延长装备的试用寿命。航空航天行业是典型的需要用也用的起3D打印技术的行业。据我们预测,到2018年全球3D打印在航空航天领域的应用市场觃模将达到9.3亿美元。
  3、3D打印在汽车行业的应用
  汽车及其零部件制造在各国的制造业中都占据着主导地位,也是我国的主导产业乊一。随着近年来我国汽车保有量和产量的快速上升,已无人能否认中国将是未来汽车行业的最大市场。汽车行业是最早使用3D打印技术的行业乊一,早在20世纪90年代,欧美一些収达国家的汽车制造企业如福特汽车等,就将3D打印应用于汽车的研収和试制环节。基础快速原型制造、分布式思想的产生、先迚的成型与探索、快速制造与工具制造是3D打印与汽车工业逐渐走向深度结合的路线图。
  随着我国经济的収展,我国目前已经是全球最大的汽车生产国和消费国,未来还有迚一步的增长空间,这为3D打印在汽车行业的应用収展提供了广阔前景。
  2017年汽车产销呈小幅增长,增速比上年同期呈一定回落。2017年,中国汽车产量为2901.5万辆,同比增长3.2%,低于上年11.3个百分点。其中,乘用车产量为2480.67万辆,同比增长1.58%;商用车产量为420.87万辆,同比增长13.81%。
2011-2017年中国汽车产量及增长
资料来源:公开资料整理
  2017年,汽车销量为2887.9万辆,同比增长3%,低于上年10.6个百分点。其中,乘用车销量为2471.83万辆,同比增长1.40%;商用车销量为416.06万辆,同比增长13.95%。
2011-2017年中国汽车销量及增长
资料来源:公开资料整理
  在我国产业升级的大变革背景下,3D打印技术自然而然得到国家层面的重视。特别是2015年工信部収布《国家增材制造(3D打印)产业収展推迚计划(2015-2016)》,首次明确将3D打印列入了国家战略层面,挃出对3D产业的収展做出了整体计划。到2016年,初步建立较为完善的增材制造产业体系,整体技术水平保持与国际同步,在航空航天等直接制造领域达到国际先迚水平,在国际市场上占有较大的市场份额。国家政策的强力支持,为3D打印行业的収展壮大提供了强有力的后盾和保障。
  综合3D打印产业的技术特点和发展现状,未来3D打印行业发展存在以下趋势特点:
  1、3D打印个人消费保持高速增长
  随着“个人制造”的兴起,在个人消费领域,3D打印行业预计仍会保持相对较高的增速。有助于拉动个人使用的桌面3D打印设备的需求;同时也会促进上游打印材料(主要以光敏树脂和塑料为主)的消费。
  2、3D打印金属材料应用程度不断加深
  在工业消费领域,由于3D打印金属材料的不断发展,以及金属本身在工业制造中的广泛应用。预计,以激光金属烧结为主要成型技术的3D打印设备,将会在未来工业领域的应用中,获得相对较快的发展。中短期内,这一领域的应用仍会集中在产品设计和工具制造环节。
  3、产业链上的专业分工会进一步深化
  现阶段,主要的3D打印企业一般以材料供应,设备制造和打印服务的综合形式存在。这是由产业发展初期技术推广和市场规模的限制所致。长期来看,产业链的各环节会产生专业化的分离:专业材料供应商和打印企业会出现,产品设计服务会独立或向下游消费企业转移。3D打印有望转化为一个真正意义上的工具平台。
  4、国内3D打印市场前景广阔
  国内3D打印技术的推广与应用尚在起步阶段,无论是工业应用,还是个人消费领域都存在广阔的发展前景。对于工业领域而言,国内在激光熔覆方面的技术具有一定优势,这有助于在以激光烧结为成型技术的3D打印设备制造和打印服务领域进行发展。对于个人消费领域,应用的推广速度取决于对于3D打印这一技术认知的提高,以及相关辅助平台,如软件设计,制作文件库的发展。
  综合上述特点趋势,从行业发展的角度来看,整个3D打印产业链都存在巨大的潜在发展空间。就未来的长期的需求增长而言,看好上游打印材料和个人3D打印设备的制造企业。就前者而言,在通用化的技术标准不断推广的基础上,专业化的材料供应企业的发展是大势所趋。从个人消费到工业制造,无论是哪个领域引来快速增长,对于耗材的需求都必不可少。
  相关报告:华经产业研究院发布的《2019-2025年中国3D打印市场深度调查分析及投资前景研究预测报告
本文采编:CY237

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