預(yù)見2019,中國(guó)3D打印技術(shù)將何去何從

　　從2011年開始，全球開始掀起3D打印熱潮，當(dāng)前，3D打印在航空航天、汽車、醫(yī)療健康等領(lǐng)域的市場(chǎng)應(yīng)用已經(jīng)取得積極的進(jìn)展，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，呈現(xiàn)出不斷深化、不斷擴(kuò)大應(yīng)用的態(tài)勢(shì)。未來(lái)，隨著政策以及技術(shù)的支持，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院獨(dú)家發(fā)布“預(yù)見2019：《中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)全景圖譜》”，一文帶你看清中國(guó)3D打印發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)。
增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗稱3D打印，融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、材料加工與成形技術(shù)、以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過(guò)軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料，按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實(shí)體物品的制造技術(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的、對(duì)原材料去除－切削、組裝的加工模式不同，是一種“自下而上”通過(guò)材料累加的制造方法，從無(wú)到有。這使得過(guò)去受到傳統(tǒng)制造方式的約束，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件制造變?yōu)榭赡堋?/p>

　自1986年，美國(guó)科學(xué)家Charles Hull獲得SLA技術(shù)發(fā)明專利，并成立全球首家增材制造公司3D Systems開始，3D打印產(chǎn)業(yè)拉開了帷幕。

　　主要包含材料、研發(fā)制造及應(yīng)用層 生產(chǎn)工藝多樣化

　　3D打印是集材料、3D打印設(shè)備研發(fā)以及下游應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)。上游為3D打印材料研發(fā)制造層，包括輔助運(yùn)行（三維掃描儀、控制軟件等）、基礎(chǔ)配套（步進(jìn)電機(jī)、芯片等）和打印材料（鈦合金、金屬粉、尼龍材料等）。中游為3D打印設(shè)備研發(fā)制造，下游為應(yīng)用領(lǐng)域，3D打印主要應(yīng)用場(chǎng)景于航空航天、模具鑄造、生物醫(yī)療、汽車領(lǐng)域等。
3D打印設(shè)備主要分為桌面級(jí)和工業(yè)級(jí)兩種。桌面級(jí)是3D打印技術(shù)的初級(jí)階段和入門階段，能夠很直觀地闡述3D打印技術(shù)的工藝原理。工業(yè)級(jí)的3D打印機(jī)主要分為快速原型制造和直接產(chǎn)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(shí)體可分參數(shù)打印的設(shè)計(jì)是區(qū)分工業(yè)機(jī)和桌面機(jī)的最重要標(biāo)志。

　　3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。

　　由于我國(guó)近年才引入3D打印技術(shù)，與國(guó)外相比差距非常大，目前全球已經(jīng)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(shù)，我國(guó)則主要在層壓、激光燈。不過(guò)近年來(lái)我國(guó)生物3D打印技術(shù)不斷獲得突破，推進(jìn)了3D打印醫(yī)療器械、人工組織器官的臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

　　市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大 工業(yè)級(jí)產(chǎn)品潛力較大

　　我國(guó)3D打印從1988年發(fā)展至今，呈現(xiàn)出不斷深化、不斷擴(kuò)大應(yīng)用的態(tài)勢(shì)。2015-2017年的3年間，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模實(shí)現(xiàn)了翻倍增長(zhǎng)，年均增速超過(guò)25%。2017年，中國(guó)3D打印領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)超過(guò)500家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達(dá)100億元，增速略微放緩至25%左右，但仍高于全球4個(gè)百分點(diǎn)。2018年上半年，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)維持25%以上增速，2018年整體規(guī)模有望達(dá)到18.3億美元。

　　3D打印應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，其在下游應(yīng)用行業(yè)和具體用途領(lǐng)域的分布反映了這一技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，同時(shí)也反映了這一技術(shù)的局限和在發(fā)展過(guò)程中尚需完善的地方。3D打印機(jī)需求量較大的行業(yè)包括政府、航天和國(guó)防、醫(yī)療設(shè)備、高科技、教育業(yè)以及制造業(yè)。目前，應(yīng)用領(lǐng)域排名前三的是工業(yè)機(jī)械、航空航天和汽車，分別占市場(chǎng)份額的20.0%、16.6%和13.8%。

　　從3D打印機(jī)類型來(lái)看，2017年，國(guó)內(nèi)桌面3D打印機(jī)出貨量增長(zhǎng)27%，其中約95%是個(gè)人或桌面打印機(jī)，工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)出貨量雖只增加了5%。但從銷售收入來(lái)看，工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)占總收入的80%。所以，雖然消費(fèi)級(jí)設(shè)備支撐了出貨量，但工業(yè)級(jí)設(shè)備支撐了整個(gè)行業(yè)的銷售收入，未來(lái)工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備是行業(yè)收入增長(zhǎng)的主力軍。

　　品牌繁雜 國(guó)際品牌占較大份額

　　近幾年來(lái)，我國(guó)3D打印市場(chǎng)呈現(xiàn)出穩(wěn)中向好的態(tài)勢(shì)。因此，越來(lái)越多的企業(yè)想要分這塊大蛋糕，紛紛進(jìn)入該領(lǐng)域，目前中國(guó)所有3D打印相關(guān)企業(yè)中，約有46.9%是2016年以后進(jìn)入3D打印市場(chǎng)的。當(dāng)前中國(guó)市場(chǎng)的主流設(shè)備品牌包括聯(lián)泰、EOS、華曙、鉑力特、3D Systems、GE、Stratasys、惠普等，多為國(guó)外品牌。

　　以環(huán)渤海、長(zhǎng)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(lái)看，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)集聚態(tài)勢(shì)明顯，目前已基本形成以環(huán)渤海、長(zhǎng)三角、珠三角為核心，以中西部部分地區(qū)為紐帶的產(chǎn)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(chǎn)業(yè)發(fā)展較快。目前，北京市從事3D打印技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)與服務(wù)的企業(yè)達(dá)70家以上，2017年實(shí)現(xiàn)銷售收入約6億元。廣東省從事3D業(yè)務(wù)的企業(yè)超過(guò)400家，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值超過(guò)30億元。陜西省從事3D研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)超過(guò)70家，2017年?duì)I業(yè)收入達(dá)5億多元。

　　技術(shù)不斷進(jìn)步 高校研發(fā)力較強(qiáng)

　　我國(guó)3D打印技術(shù)與國(guó)外相比雖仍有較大差距，但隨著產(chǎn)業(yè)的興起，我國(guó)以高?？蒲袡C(jī)構(gòu)為主的3D技術(shù)研究不斷取得進(jìn)步。2017年中國(guó)3D打印相關(guān)專利申請(qǐng)量達(dá)到7402件，其中華南理工大學(xué)、西安交通大學(xué)分別排名第一第二名。技術(shù)的進(jìn)步讓我國(guó)3D打印方案不斷落地，2019年1月11日，中國(guó)第一座使用3D打印技術(shù)制作的高分子材料觀景橋正式亮相。未來(lái)，“3D打印+”生態(tài)圈將會(huì)越來(lái)越完善。

　　注：2018年數(shù)據(jù)未完全。

　　資本市場(chǎng)逐漸趨向理性

　　近年來(lái)，隨著市場(chǎng)監(jiān)管趨嚴(yán)、行業(yè)去偽存真加速，以及一系列風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生，3D打印熱度逐步降低，資本市場(chǎng)對(duì)增材制造企業(yè)估值趨于理性。2016年中國(guó)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(chǎng)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(shè)備制造領(lǐng)域。

　　發(fā)展問(wèn)題猶存 探索腳步不停

　　我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)雖然取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，但發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大差距，關(guān)鍵技術(shù)滯后、關(guān)鍵裝備與核心器件嚴(yán)重依賴進(jìn)口的問(wèn)題依然較為突出。此外，中國(guó)的專用材料發(fā)展滯后，目前國(guó)內(nèi)只開發(fā)出鈦合金、高強(qiáng)鋼等幾十種金屬，材料成形品性能普遍不高。而行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)及巴斯夫等材料企業(yè)紛紛布局專用材料領(lǐng)域，突破一批新型高分子復(fù)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(guó)3D打印尚未出現(xiàn)大規(guī)模的市場(chǎng)應(yīng)用，制約大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的原因在于打印速度較慢，成本相對(duì)較高。隨著技術(shù)的進(jìn)步，局部領(lǐng)域已經(jīng)邁過(guò)了使用的盈虧平衡點(diǎn)，未來(lái)數(shù)年，3D打印有望迎來(lái)至為關(guān)鍵的迸發(fā)期。

　　中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)前景分析

　　——產(chǎn)業(yè)將持續(xù)高速增長(zhǎng)

　　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，據(jù)IDC預(yù)測(cè)，2020年全球增材制造產(chǎn)值將達(dá)289億美元；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。

　　——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(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)。

　　——應(yīng)用深度和廣度持續(xù)擴(kuò)展

　　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。例如在生物醫(yī)療領(lǐng)域，3D打印從“非活體”打印逐步進(jìn)階到“活體”打印。