2016中国3d打印行业研究发展报告

2016中国3D打印行业研究发展报告2016中国3D打印行业研究发展报告前言3D打印（3DP即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。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。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。我们预计，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。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。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，我们相对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。目录24第一章3D打印行业产业链及影响浅析24113D打印基本界定241113D打印定义241123D打印原理251133D打印特点251143D打印优势271153D打印与传统制造对比28123D打印产业链分析28121产业链的构成29122产业链发展难点31123产业链进入壁垒34133D打印的宏观影响分析34131对经济模式的影响35132对生产成本的影响36133对生产管理的影响36135对制造业的影响37136对世界制造业格局的影响38143D打印的微观影响分析38141加快产品开发周期38142新的制造战略和设施39143提升产品和服务附加价值的方式40144调整新型材料的特性41145减少进入市场的成本42第二章20122014年全球3D打印产业发展分析4221全球3D打印产业总体状况42211产业发展历程43212行业发展态势44213行业发展周期46214产业规模状况46215产业排名状况47216市场消费调查50217产业发展变化5422全球3D打印行业发展格局分析54221产业区域格局54222市场企业格局55223应用领域格局5723美国3D打印产业发展探析57231全球地位状况58232市场规模状况58233鼓励政策状况59234发展经验借鉴6224其他国家/地区3D打印的发展62241德国63242日本66243英国67244新加坡69第三章20122014年中国3D打印产业发展环境分析6931经济环境分析69311全球经济发展形势70312全球经济环境对中国的影响74313中国宏观经济发展现状80314中国宏观经济发展趋势8032社会环境分析80321人口环境分析81322收入水平状况81323科技投入状况8233政策环境分析82331鼓励政策82332进出口政策83333行业规划政策84第四章20122014年中国3D打印产业发展深度分析8441中国3D打印发展战略意义84411提高工业设计能力84412利于攻克技术难关84413形成新的经济增长点8542中国3D打印产业发展现状85421行业发展态势86422产业规模状况87423企业格局分析88424市场成本水平89425企业盈利状况9043中国3D打印产业供需主体分析90431市场供给主体状况91432市场消费主体分析9444中国3D打印产业化分析94441产业化发展态势95442产业化发展路径96443产业化政策建议9945中国3D打印产业集群发展阶段分析99451研发机构企业产业集群99452技术溢出产业集群99453分工型产业集群10046中国3D打印行业发展面临的问题及对策100461国内外行业差距100462行业存在的问题102463产业快速发展建议103464行业政策建议105第五章20122014年3D打印产业重点细分行业的发展10551金属3D打印行业分析105511主要技术106512应用现状108513成本结构109514研发动态110515中欧美的比较115516发展前景分析116523D生物打印行业分析116521行业发展态势119522发展动力分析120523行业领先企业120524未来规模预测1226220122014年3D打印产业整体运行指标分析12261120122014年中国3D打印行业总体规模分析122612企业数量结构分析123613人员规模状况分析123613行业资产规模分析123613行业市场规模分析124第六章20122014年中国3D打印产业区域格局分析12461北京市3D打印产业发展分析124611行业鼓励政策125612行业发展现状125613行业发展动态126614产业发展规划13062陕西省3D打印产业发展分析130621产业发展态势132622行业研究状况133623金融机构支持133624发展措施借鉴13463湖北省3D打印产业发展分析134631发展现状分析135632主要城市的发展136633行业发展动态137634行业发展建议13864江苏省3D打印产业发展分析138641产业发展优势139642主要市县的发展139643行业研究状况140644行业项目动态141645产业政策规划14265广东省3D打印产业发展分析142651行业发展基础144652主要市县的发展14566四川省3D打印产业发展分析145661整体发展态势145662重点应用领域146663行业政策动态146664行业应用动向14767其他省市3D打印行业的发展147671浙江省151672贵州省152673福建省155674天津市157675青岛市157676杭州市161第七章20122014年3D打印产业链上游3D材料分析16171主要3D打印材料介绍161711ABS163712LAYWOOD3163713聚碳酸脂（PC）164714PLA166715金属类167723D打印材料市场的发展167721市场发展总况168722市场份额状况169723市场价格行情171724规模预测分析17273国内外3D打印材料市场发展动态172731国际市场研发动态175732国内市场开发动向17674中国3D打印材料新进入者176741宝钢177742银禧科技179743天威180753D打印材料发展面临的问题180751材料种类少181752价高及研发难度大182753市场认可度低183第八章20122014年3D打印产业链中游3D打印设备及软件分析183813D打印设备行业发展分析183811世界3D打印机销量状况183812世界3D打印设备格局185813中国3D打印设备的发展186814中国3D打印机出货量187815国内3D打印机制造商格局18982工业级3D打印设备的发展189821国际市场规模状况190822国际市场企业格局190823国际区域格局分析191824国内市场价格及成本191825国内市场竞争状况192826典型设备介绍20283个人3D打印设备的发展202831全球市场规模203832快速增长的原因203834典型设备介绍209835面临的困境210836发展思路探析211837市场发展空间212843D打印设备产业化风险及防范措施212841市场风险及措施分析214842技术和资金风险及措施分析216853D打印软件行业发展分析216851基本种类介绍216852研发新动态217853国内发展现状217854发展趋向分析218第九章20122014年3D打印产业链下游应用领域分析218913D打印应用及服务市场总体分析218911应用市场格局218912应用领域影响分析219913服务市场的发展21992汽车行业219921汽车行业发展现状2229223D打印在汽车领域的应用2229233D打印在汽车领域的应用前景22493航空行业224931航空行业发展现状2249323D打印在航空领域应用现状2259333D打印在航空领域应用前景22694医疗行业226941医疗行业发展现状2289423D打印在医疗领域的应用2299433D打印在医疗领域应用前景23195建筑行业231951建筑行业发展现状2349523D打印在建筑领域的应用2359533D打印在建筑领域应用前景23596其他3D打印应用领域235961工业生产238962军工领域240963食品行业241第十章20122014年3D打印商业模式分析241101中国3D打印商业模式解析2411011产业链整合模式2421012以O2O推广C2B模式244102欧美发达地区3D打印行业商业模式借鉴2441021内容解决方案模式2441022在线打印服务提供模式2451023个性化方案模式2451024众筹模式2451033D打印产业链发展模式分析2451031材料的发展模式2451032设备的发展模式2451033服务市场发展模式247第十一章20122014年3D打印行业技术分析2471113D打印技术的发展2471111技术原理2481112主要应用技术2481113产业发展支撑技术2491114国内技术研发水平2511115技术制约产业发展2511116未来技术发展趋势2571123D打印重点技术分析2571121熔融沉积快速成型（FDM）2581122光固化成型（SLA）2591123三维粉末粘接（3DP）2601124选择性激光烧结（SLS）2611125分层实体制造（LOM）2621133D打印技术市场需求及盈利分析2621131不同技术适用领域2621132不同技术设备销量状况2631133不同技术市场盈利及需求状况2631134不同技术典型设备的市场价格264114金属零件激光增材制造技术分析2641141技术原理和特点2661142激光直接沉积增材制造技术2681143激光选区熔化增材制造技术269115大型钛合金结构激光3D打印技术2691151技术应用现状2701152技术应用的优势2711153国内外研究状况2751154中美技术对比2781163D打印技术专利分析2781161全球技术专利状况2801162国际技术专利竞争状况2841163国内专利申请规模分析2861164国内知名企业专利申请量分析289117中国3D打印技术研究机构分析2891171国内技术研究院校3011172国内产业联盟状况3011173国内产业基地建设状况305第十二章20122014年国际3D打印产业领先企业经营状况分析305121STRATASYS3051211公司简介3061212企业经营状况3061213主要产品及技术3081214企业投资动态3091215新品推出动态3091223DSYSTEMS3091221公司简介3101222企业经营状况3111223产品及技术状况3131224产业链模式3141225企业投资动态3151226新品推出状况3161227企业发展动态317123EXONE3171231公司简介3171232主营业务结构3171233企业经营状况3181234企业发展动态319124VOXELJET3191241公司简介3191242企业经营状况3201243企业发展动态321125ARCAMAB3211251公司简介3211252企业经营状况3221253企业发展动态322126GRAPHENE3DLAB3221261企业简介3231262企业经营状况3231263企业发展动态324127ORGANOVO3241271企业简介3241272企业经营状况3251273企业发展动态325128德国EOS公司（ELECTROOPTICALSYSTEM）3251281企业简介3261282专利申请情况3281283企业发展动态331129其他国际重点企业3311291PRINTRBOT3321292MAKERBOT公司3331293FULLSPECTRUMLASER（FSL）公司335第十三章20122014年中国3D打印产业重点竞争主体分析335131中航天地激光科技有限公司3351311公司简介3351312企业经营状况3411313企业融资动态3411314企业发展动态342132北京太尔时代科技有限公司3421321公司简介3421322投资布局状况3431323企业发展动态343133飞而康快速制造科技有限公司3431331公司简介3431332企业经营状况3491333企业发展动态350134深圳光韵达光电科技股份有限公司3501341公司简介3501342企业经营状况3561343企业发展动态357135其他重点企业3571351武汉滨湖机电技术产业有限公司3581352紫金立德电子有限公司3591353江南嘉捷电梯股份有限公司3591354广东银禧科技股份有限公司3601355江苏亚太轻合金科技股份有限公司3611356杭州先临三维科技股份有限公司362第十四章20122014年3D打印产业投资机遇及风险建议分析3621413D打印产业投资动态3621411国际投资状况3631412国内投资环境3631413国内投资状况3641423D打印产业投资机遇分析3641421专利到期带来的机遇3661422市场需求机遇分析3671433D打印产业投资风险及建议3671431产业投资风险3681432投资建议分析369第十五章中研信息研究所对3D打印产业发展前景及趋势分析369151世界3D打印产业前景及预测分析3691511产业发展前景3701512市场规模预测371152中国3D打印产业发展前景分析3711521行业整体发展展望3721522未来发展重点3731523普及化期限展望37415242016年产业发展展望374153中研信息研究所对20152020年中国3D打印产业发展预测分析3741531影响3D打印产业发展的因素分析3781532中研信息研究所对20152020年中国3D打印产业规模预测分析3791533中研信息研究所对20152020年中国3D打印机市场销量预测分析3801543D打印产业发展趋势分析3801541短期发展趋势3811542中期发展趋势3811543长期发展趋势383其他中国个人3D打印设备2014年销售前十公司列表及介绍（排名不分先后）3831武汉滨湖机电技术产业有限公司3862杭州先临三维科技股份有限公司3883北京隆源自动成型系统有限公司3924北京太尔时代科技有限公司3955广东拓斯达科技股份有限公司3976陕西恒通智能机器有限公司4007湖南华曙高科技有限责任公司4068飞而康快速制造科技有限公司4079南京紫金立德电子有限公司41010江南嘉捷电梯股份有限公司图表目录28图表13D打印产业链示意图44图表23D打印行业所处生命周期示意图46图表320092014年全球3D打印市场规模趋势47图表42014年全球3D打印机制造商排名榜58图表520122014年美国3D打印产业市场规模状况87图表620122014年我国3D打印行业市场规模88图表73D打印制造成本核算的参数假设88图表83D打印直接成本结构89图表920122014年中国3D打印产业盈利状况90图表10国内主流3D打印技术研发中心及产业化平台一览122图表1120122014年中国3D打印行业企业数量结构分析123图表1220122014年中国3D打印行业人员规模分析123图表1320122014年中国3D打印行业资产规模分析123图表1420122014年中国3D打印行业市场规模分析183图表1520122014年世界民用3D打印机销量状况186图表1620122014年中国民用3D打印机销量状况187图表1720122014年中国民用3D打印机价格分析188图表18国内快速成型系统主要科研机构189图表1920122014年世界工业级3D打印机销量状况191图表20工业级3D打印机市场份额（按制造商分类）218图表213D打印下游应用格局257图表22FDM结构示意图258图表23光固化原理图259图表243DP三维打印工艺原理260图表25SLS工艺原理图262图表262014年我国3D打印设备销售量占比（按技术划分）263图表272014年我国3D打印设备销售金额占比（按技术划分）263图表28市场上各技术盈利性情况264图表29各类设备价格比较（打印空间1015英寸见方）264图表30各类设备价格比较（打印空间30英寸见方）284图表313D打印我国专利申请量变化285图表323D打印设备的专利申请种类和法律状态构成286图表33我国3D打印领域申请人数变化287图表34我国3D打印领域专利类型及法律状态287图表353D打印技术领域前20申请人及其专利申请量289图表36我国3D领域专利申请量排行图305图表37STRATASYS专利数量306图表3820132014年STRATASYS公司收入分析306图表3920132014年STRATASYS公司营运利润率306图表4020132014年STRATASYS公司净利润率310图表4120132014年3DSYSTEMS公司收入分析310图表4220132014年3DSYSTEMS公司营运利润率310图表4320132014年3DSYSTEMS公司净利润率311图表443DSYSTEMS生产的打印设备311图表453DSYSTEMS产品314图表463DSYSTEMS在2009年以来的部分收购317图表4720132014年EXONE公司收入分析318图表4820132014年EXONE公司营运利润率318图表4920132014年EXONE公司净利润率318图表50EXONE四个领域客户319图表5120132014年VOXELJET公司收入分析320图表5220132014年VOXELJET公司营运利润率320图表5320132014年VOXELJET公司净利润率321图表5420132014年ARCAMAB公司收入分析322图表5520132014年ARCAMAB公司营运利润率322图表5620132014年ARCAMAB公司净利润率323图表5720132014年GRAPHENE3DLABS公司收入分析323图表5820132014年GRAPHENE3DLABS公司营运利润率323图表5920132014年GRAPHENE3DLABS公司净利润率324图表6020132014年ORGANOVO公司收入分析324图表6120132014年ORGANOVO公司营运利润率325图表6220132014年ORGANOVO公司净利润率327图表63EOS公司专利申请量趋势图328图表64EOS产成品及下游应用行业330图表65EOS产品线333图表66MAKERBOT公司生产的REPLICATOR23D打印机335图表67近4年中航天地激光科技有限公司固定资产周转次数情况335图表68近4年中航天地激光科技有限公司固定资产周转次数变化情况336图表69近4年中航天地激光科技有限公司流动资产周转次数变化情况336图表70近4年中航天地激光科技有限公司流动资产周转次数变化情况337图表71近4年中航天地激光科技有限公司销售毛利率变化情况337图表72近4年中航天地激光科技有限公司销售毛利率变化情况338图表73近4年中航天地激光科技有限公司资产负债率变化情况338图表74近4年中航天地激光科技有限公司资产负债率变化情况339图表75近4年中航天地激光科技有限公司产权比率变化情况339图表76近4年中航天地激光科技有限公司产权比率变化情况340图表77近4年中航天地激光科技有限公司总资产周转次数变化情况340图表78近4年中航天地激光科技有限公司总资产周转次数变化情况343图表79近4年飞而康快速制造科技有限公司固定资产周转次数情况344图表80近4年飞而康快速制造科技有限公司固定资产周转次数变化情况344图表81近4年飞而康快速制造科技有限公司流动资产周转次数变化情况345图表82近4年飞而康快速制造科技有限公司流动资产周转次数变化情况345图表83近4年飞而康快速制造科技有限公司销售毛利率变化情况345图表84近4年飞而康快速制造科技有限公司销售毛利率变化情况346图表85近4年飞而康快速制造科技有限公司资产负债率变化情况346图表86近4年飞而康快速制造科技有限公司资产负债率变化情况347图表87近4年飞而康快速制造科技有限公司产权比率变化情况347图表88近4年飞而康快速制造科技有限公司产权比率变化情况348图表89近4年飞而康快速制造科技有限公司总资产周转次数变化情况348图表90近4年飞而康快速制造科技有限公司总资产周转次数变化情况350图表91近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司固定资产周转次数情况350图表92近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司固定资产周转次数变化情况351图表93近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司流动资产周转次数变化情况351图表94近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司流动资产周转次数变化情况352图表95近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司销售毛利率变化情况352图表96近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司销售毛利率变化情况353图表97近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司资产负债率变化情况353图表98近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司资产负债率变化情况354图表99近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司产权比率变化情况354图表100近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司产权比率变化情况355图表101近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司总资产周转次数变化情况355图表102近4年深圳光韵达光电科技股份有限公司总资产周转次数变化情况378图表10320152020年中国3D打印产业规模预测分析379图表10420152020年中国个人3D打印机市场销量预测分析379图表10520152020年中国个人3D打印机市场价格预测分析第一章3D打印行业产业链及影响浅析113D打印基本界定1113D打印定义3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。1123D打印原理日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。63D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。1133D打印特点3D打印带来了世界性制造业革命，以前是部件设计完全依赖于生产工艺能否实现，而3D打印机的出现，将会颠覆这一生产思路，这使得企业在生产部件的时候不再考虑生产工艺问题，任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现。3D打印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，从而极大地所缩短了产品的生产周期，提高了生产率。尽管仍有待完善，但3D打印技术市场潜力巨大，势必成为未来制造业的众多突破技术之一。3D打印使得人们可以在一些电子产品商店购买到这类打印机，工厂也在进行直接销售。科学家们表示，三维打印机的使用范围还很有限，不过在未来的某一天人们一定可以通过3D打印机打印出更实用的物品。3D打印技术对美国太空总署的太空探索任务来说至关重要，国际空间站现有的三成以上的备用部件都可由这台3D打印机制造。这台设备将使用聚合物和其他材料，利用挤压增量制造技术逐层制造物品。3D打印实验是美国太空总署未来重点研究项目之一，3D打印零部件和工具将增强太空任务的可靠性和安全性，同时由于不必从地球运输，可降低太空任务成本。1143D打印优势来自各个行业、具有不同背景和专业技术水平的人用类似的方式描述，3D打印帮助他们减少主要成本、时间和复杂性障碍。优势1制造复杂物品不增加成本。就传统制造而言，物体形状越复杂，制造成本越高。对3D打印机而言，制造形状复杂的物品成本不增加，制造一个华丽的形状复杂的物品并不比打印一个简单的方块消耗更多的时间、技能或成本。制造复杂物品而不增加成本将打破传统的定价模式，并改变我们计算制造成本的方式。优势2产品多样化不增加成本。一台3D打印机可以打印许多形状，它可以像工匠一样每次都做出不同形状的物品。传统的制造设备功能较少，做出的形状种类有限。3D打印省去了培训机械师或购置新设备的成本，一台3D打印机只需要不同的数字设计蓝图和一批新的原材料。优势3无须组装。3D打印能使部件一体化成型。传统的大规模生产建立在组装线基础上，在现代工厂，机器生产出相同的零部件，然后由机器人或工人（甚至跨洲）组装。产品组成部件越多，组装耗费的时间和成本就越多。3D打印机通过分层制造可以同时打印一扇门及上面的配套铰链，不需要组装。省略组装就缩短了供应链，节省在劳动力和运输方面的花费。供应链越短，污染也越少。优势4零时间交付。3D打印机可以按需打印。即时生产减少了企业的实物库存，企业可以根据客户订单使用3D打印机制造出特别的或定制的产品满足客户需求，所以新的商业模式将成为可能。如果人们所需的物品按需就近生产，零时间交付式生产能最大限度地减少长途运输的成本。优势5设计空间无限。传统制造技术和工匠制造的产品形状有限，制造形状的能力受制于所使用的工具。例如，传统的木制车床只能制造圆形物品，轧机只能加工用铣刀组装的部件，制模机仅能制造模铸形状。3D打印机可以突破这些局限，开辟巨大的设计空间，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形状。优势6零技能制造。传统工匠需要当几年学徒才能掌握所需要的技能。批量生产和计算机控制的制造机器降低了对技能的要求，然而传统的制造机器仍然需要熟练的专业人员进行机器调整和校准。3D打印机从设计文件里获得各种指示，做同样复杂的物品，3D打印机所需要的操作技能比注塑机少。非技能制造开辟了新的商业模式，并能在远程环境或极端情况下为人们提供新的生产方式。优势7不占空间、便携制造。就单位生产空间而言，与传统制造机器相比，3D打印机的制造能力更强。例如，注塑机只能制造比自身小很多的物品，与此相反，3D打印机可以制造和其打印台一样大的物品。3D打印机调试好后，打印设备可以自由移动，打印机可以制造比自身还要大的物品。较高的单位空间生产能力使得3D打印机适合家用或办公使用，因为它们所需的物理空间小。优势8减少废弃副产品。与传统的金属制造技术相比，3D打印机制造金属时产生较少的副产品。传统金属加工的浪费量惊人，90的金属原材料被丢弃在工厂车间里。3D打印制造金属时浪费量减少。随着打印材料的进步，“净成形”制造可能成为更环保的加工方式。优势9材料无限组合。对当今的制造机器而言，将不同原材料结合成单一产品是件难事，因为传统的制造机器在切割或模具成型过程中不能轻易地将多种原材料融合在一起。随着多材料3D打印技术的发展，我们有能力将不同原材料融合在一起。以前无法混合的原料混合后将形成新的材料，这些材料色调种类繁多，具有独特的属性或功能。优势10精确的实体复制。数字音乐文件可以被无休止地复制，音频质量并不会下降。未来，3D打印将数字精度扩展到实体世界。扫描技术和3D打印技术将共同提高实体世界和数字世界之间形态转换的分辨率，我们可以扫描、编辑和复制实体对象，创建精确的副本或优化原件。1153D打印与传统制造对比对比传统制造，3D打印技术有着众多优势，首先能够按照设计，随心所欲地生产，真正实现了个性化其次它可以一次成型，快速制造，省去了传统工艺的多道工序第三，采用了增量法而非传统的减量法，节省了原料，基本上没有废弃物产生。有设计师曾说“3D打印技术对时尚市场有着极大的影响潜力，这是一个将手工业与时装设计相结合的契机，一旦我们制作的机器能够满足时装制作的要求，人们只需要站在房间里进行3D扫描，一件衣服就做成了。”3D打印是一场制造业的革命。目前，ADIDAS和NIKE都已经将3D打印应用于生产领域了。而世界上最大的三个3D打印机制造商德国的EOS、美国的3DSYSTEMS和美国以色列合资公司STRATASYS的客户名单上都已经出现了REEBOK、NEWBALANCE、UNDERARMOUR、NIKE、ADIDAS。123D打印产业链分析121产业链的构成图表13D打印产业链示意图图表来源相关资料整理3D打印产业环节较少，这也是其有别于传统制造业的地方。打印原材料和打印设备是最重要的产业链环节，为3D打印提供基础设备和产品成型原料，这两项是决定产品的重要因素；方案提供商是3D打印流程的实现者，提供设计到成型全程的运营服务。原材料目前3D打印成熟使用的材料有限，ABS、人造橡胶、铸蜡和聚酯热塑性塑料等耗材是可以使用主要的材料。不过未来可使用的材料已经越来越多，例如XEROXPARC公司正在研发传感器、晶体管等电子产品的打印材料，一旦成功，将意味着消费者可以自行设计打印手机或者MP3等。3D打印机随着原来的巨型机转向了桌面机，设备价格也从几百万美元降到几千美元，可打印的物品精度也在逐步提高，打印机的使用价值逐渐凸显，因此，三年前尚处于技术前沿的3D打印如今已成制造业中的新兴战略领域方案服务方案提供商提供设计到成品的流程服务，包括硬件和软件。现在的模型设计以CAD软件为主，结合其他的三维建模软件，实现设计层面的服务化；而随着开源硬件的推广，方案服务商可以使用契合用户购买能力的方案去推送硬件服务。122产业链发展难点在3D打印的现阶段发展当中，还是会遇到非常多的问题。其中主要问题有以下几点1、价格因素大多数桌面级3D打印机的售价在2万元人民币左右，一些国内的仿制品价格可以低到6000元。但是据3D打印机代理商透露，国产的3D打印机虽然价格低，但质量很难保障。对于桌面级3D打印机来说，由于仅能打印塑料产品，因此使用范围非常有限，而且对于家庭用户来说，3D打印机的使用成本仍然很高。因为在打印一个物品之前，人们必须会懂得3D建模，然后将数据转换成3D打印机能够读取的格式，最后再进行打印。2、原材料3D打印不是一项高深艰难的技术。它与普通打印的区别就在于打印材料。以色列的OBJECT是掌握最多打印材料的公司。它已经可以使用14种基本材料并在此基础上混搭出107种材料，两种材料的混搭使用、上色也已经是现实。但是，这些材料种类与人们生活的大千世界里的材料相比，还相差甚远。不仅如此，这些材料的价格便宜的几百元一公斤，最贵的要四万元左右。3、社会风险成本如同核反应既能发电，又能破坏一样。3D打印技术在初期就让人们看到了一系列隐忧，而未来的发展也会令不少人担心。如果什么都能彻底复制，想到什么就能制造出什么，听上去很美的同时，也着实让人恐惧。4、著名的3D打印悖论3D打印是一层层来制作物品，如果想把物品制作的更精细，则需要每层厚度减小；如果想提高打印速度，则需要增加层厚，而这势必影响产品的精度质量。若生产同样精度的产品，同传统的大规模工业生产相比，没有成本上的优势，尤其是考虑到时间成本，规模成本之后。5、整个行业没有标准，难以形成产业链21世纪3D打印机生产商是百花齐放，如战国时代。3D打印机缺乏标准，同一个3D模型给不同的打印机打印，所得到的结果是大不相同的。此外，打印原材料也缺乏标准，20122013年3D打印机厂商都想让消费者买自己提供的打印原料，这样他们能获取稳定的收入。这样做虽然可以理解，毕竟普通打印机也走这一模式，但3D打印机生产商所用的原料一致性太差，从形式到内容千差万别，这让材料生产商很难进入，研发成本和供货风险都很大，难以形成产业链。表面上是3D打印机捆绑了3D打印材料，事实上却是材料捆绑了打印机，非常不利于降低成本和抵抗风险。6、意料之外的工序3D打印前所需的准备工序，打印后的处理工序很多人可能以为3D打印就是电脑上设计一个模型，不管多复杂的内面，结构，摁一下按钮，3D打印机就能打印一个成品。这个印象其实不正确。真正设计一个模型，特别是一个复杂的模型，需要大量的工程，结构方面的知识，需要精细的技巧，并根据具体情况进行调整。用塑料熔融打印来举例，如果在一个复杂部件内部没有设计合理的支撑，打印的结果很可能是会变形的。后期的工序也通常避免不了。媒体将3D打印描述成打印完毕就能直接使用的神器。可事实上制作完成后还需要一些后续工艺或打磨，或烧结，或组装，或切割，这些过程通常需要大量的手工工作。7、缺乏杀手锏产品及设计都说3D打印能给人们巨大的生产自由度，能生产前所未有的东西。可直到2012年，这种“杀手”级别的产品还很少，几乎没有。做些小规模的饰品，艺术品是可以的，做逆向工程也可以的，但要谈到大规模工业生产，3D打印还不能取代传统的生产方式。如果3D打印能生产别的工艺所不能生产的产品，而这种产品又能极大提高某些性能，或能极大改善生活的品质，这样或许能更快的促进3D打印机的普及。可20122013年3D打印机这方面并不尽如人意。123产业链进入壁垒“材料瓶颈已经成为限制3D打印发展的首要问题。因为未来3D打印的真正发展将在高端领域即工业应用,而目前高端打印材料的发展尚无法满足3D打印技术发展的需要。”浙江省钎焊材料与技术重点实验室副主任、浙江亚通焊材有限公司高级工程师刘平表示。随着3D打印越来越受到人们的关注,相关问题也随之浮出水面。专家表示,要冷静看待3D产业,防止一窝蜂涌入,从而步光伏产业的后尘。材料种类少、问题多3D打印主要由设备、软件、材料三部分组成,其中材料是不可或缺的环节。“而现在业界主要研究的是设备和软件,对材料研究还不够重视。”刘平说。理论上来说,所有的材料都可以用于3D打印,但目前主要以石膏、光敏树脂、塑料为主,这很难满足大众用户的需求。工业级的3D打印材料更是十分有限,目前适用的金属材料只有10余种,而且只有专用的金属粉末材料才能满足金属零件的打印需要。需要用到金属粉末材料的3D打印为工业级打印机,即选择性激光烧结SLS和选择性激光熔化SLM技术。“目前在工业级打印材料方面存在的问题主要是,第一,可适用的材料成熟度跟不上3D市场的发展第二,打印流畅性不足第三,材料强度不够第四,材料对人体的安全性与对环境的友好性的矛盾第五是材料标准化及系列化规范的制定。3D打印对粉末材料的粒度分布、松装密度、氧含量、流动性等性能要求很高。但目前还没有形成一个行业性的标准,因此在材料特性的选择上前期要花很长的时间。”刘平说。价格高、研发难度大根据不同的用途,金属材料制备的工件要求强度高、耐腐蚀、耐高温、比重小、具有良好的可烧结性等。同时,还要求材料无毒、环保性能要稳定,能够满足打印机持续可靠运行。功能应该是越来越丰富,例如现在已对部分材料提出了导电、水溶、耐磨等要求。另外,还有最重要的是经济性要好,简单说就是成本低,客户用得起。否则,很难在市场上大规模推广及应用。原材料价格降低的的途径只能是关键技术的突破,但这难度比较大,在一些特殊领域要求非常高。比如在医学应用领域要做到无毒无害的同时还要做到生物相容性等,技术要求非常复杂,金属粉末的制备技术,即独特的雾化工艺和雾化制粉设备也都是难点。没有大量的研发攻关很难解决。亚通公司在打印材料领域研发中已经经历了十多年时间,在雾化设备的国产化、独特的雾化工艺、雾化喷嘴设计的技术上都取得了一些关键性成果。信息不对称、市场认可度低“近年来,客户需求也在不断变化,要求越来越精细化,对材料的成分、工艺性、杂质含量等都要求更高。”刘平表示。亚通焊材是国内钎焊材料行业的核心企业之一,特别在粉体的制备技术上拥有独特的优势,多年担任着中国电子材料协会副理事长单位,中国标准化技术委员会钎焊分会委员单位,也是多项国家标准的主要起草单位,拥有十多项国家发明专利。但是产品如何被市场认可和接受仍然是个大问题。“主要是对国产材料的技术含量和水平不够信任。”刘平说在接触过程中了解到,企业普遍担心进口的国外机器比较贵,怕用国产材料损坏机器。关于这一点,刘平认为还是信息结构不对称造成的。目前国产高端材料在一定的领域已经取得了相当的成绩。歼15总设计师孙聪在两会期间透露,钛合金和M100钢的3D打印技术,已被广泛用于歼15的主承力部分,包括整个前起落架。需求促使企业转型“国内的材料行业竞争激烈,利润薄,单纯地拼价格已经没有多大意义,因此,我们也面临着转型升级的挑战,必须采用高新技术占领市场。”刘平说。3D打印材料中以金属粉末应用市场最为广阔。因此,直接用金属粉末烧结成型三维零件是快速成形制造最终目标之一。由于各种金属材料的化学成分、物理性质不同,因此成型的机理也各具特征,对金属粉末的性能要求也更为严苛。目前仅德国的EOS公司能生产出有限的几种金属粉末,如不锈钢粉、铝硅粉、钛合金粉,但价格是传统粉体的1020倍。“因此,这对于我们公司制粉研发部门来说正是一个契机,也是公司完成转型升级的一个先机。目前需要加强开展对现有材料的快速成形性相关研究,以满足快速成形技术的工业化需求。”刘平告诉记者。“我们不可能永远用国外的设备,随着我国高端制造业的升级发展,国产化将会成为趋势。随之带来的首要变化必将是材料企业向技术含量更高,产品附加值更高的水平发展。”刘平显然信心十足,“而随着3D打印技术的成熟,金属材料的形态可能会越来越丰富,如粉状,丝状,带状。金属材料将在生物医学、航空航天等领域具有广阔的应用前景和生命力。”133D打印的宏观影响分析131对经济模式的影响一3D打印技术有利于提供有效供给近年来，随着科技的进步，人们收入水平的提高，对生活中物品质量的要求也越来越高，导致了现实中出现一种经济问题即一方面企业所生产的产品严重过剩另一方面却是消费者买不到自己想要买的产品，使产品市场中出现了供求矛盾，表面上是供过于求，实际上是供不应求，造成了稀缺资源的严重浪费。3D打印技术的出现在一定程度上会缓解上述供求矛盾，因为3D打印技术是按照消费者的个性化需求来设计和制造产品的，可以有效提供消费者所偏好的独特商品，有利于实现产品市场供求平衡的理想状态，有利于实现稀缺资源的优化配置和充分利用。二3D打印技术有利于培育新的经济增长点近年来，3D打印技术发展迅速，很多国家都已加入到3D打印技术的研发与应用中来，其应用领域相当广泛，几乎遍及所有领域，已经成为现代模型、模具和零部件制造的有效手段，尤其在航空航天、国防军工、汽车摩托车、生物医药、家电、建筑工程、教学研究、农用工具等领域已经得到一定的应用，取得了良好的效果，从维基百科英文版文献获取数据可知从3D打印技术市场应用份额来看，3D打印技术应用在汽车及零部件领域占37，消费品领域占182，航空航天和国防军工领域占137，商业机器领域占112，医疗领域占88，科研领域占86，可见各个经济领域应用3D打印技术的市场开发还有很大的空间，这为各国培育新的经济增长点指明了未来的方向与方法，在一定程度会缓解各国目前经济发展缓慢的局势。因此，3D打印技术必将是各个领域大批量个性化的主要生产模式。132对生产成本的影响3D打印有利于降低生产成本，这将是3D打印技术渗透到经济各环节的现实基础。3D打印降低生产成本的原因归纳起来有以下几个方面（1）提高生产效率。表现为三个方面第一，提高产品设计效率。在现有生产技术条件下，产品设计环节还难以实现标准化生产，3D打印技术的应用使制造业中快速原型环节制作效率大大提高，使产品设计环节更高效、更经济，从而大大提高生产效率。第二，缩短产品研制周期。3D打印无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品研制周期，提高生产效率。第三，简化工艺流程。3D打印利用由三维CAD模型制造形状复杂的原型，省去了许多传统的工序。美国3DSYSTEM公司已经把这项技术的覆盖面扩大到直接制造上，不再需要复杂的机加工和供应。第四，减少生产时间。3D打印可一步将零件加工到最终形状，制造时间降低为以前的1/10到1/5，从概念到制出成品的事件将缩短5080，从而加快上市时间。第五，提高劳动效率。3D打印极大地解放劳动力，一个技术工人可以看管数台打印机，从而节省大量劳动力，劳动效率数倍甚至数十倍的提高。（2）降低生产线投资。3D打印免除了对生产线投资，由于“数字化生产工厂”的出现，公司不再需要将大量资金花在投资设备上。（3）减少原材料投入。3D打印运用“增材制造”技术，使企业在原材料上的投入减少，所需的原材料仅为传统制造技术的1/10左右。（4）减少废料与浪费。3D打印可以减少废料，从而大幅减少材料浪费。133对生产管理的影响（1）减少库存。从制造模式来说，过去是生产线规模化生产，今后则可能更多的是个性化的定制生产，产品上市时间缩短，同时不再需要库存大量零部件，也不需要大量生产。（2）柔化供应链。3D打印更大的颠覆性在于产生了柔性供应链。在传统制造业模式中，客户提出生产需求时，须根据市场预期确定每批生产数量后开展批量生产，一旦工厂投入运作，即使供过于求或供不应求，生产线都很难再停下。而3D打印则可先打印实验性产品，依据市场反馈效果后再做决定，更易于根据市场的反馈进行产品的优化升级，根据市场的需求可以随时调整产量，并通过用户的使用反馈来进一步修改设计。（3）提高价值链反应速度。3D打印可随时即开即停，降低各个环节和各业务单元的协调成本，有效地降低生产过程的刚性，提高价值链的反应速度，提高过程的连续性。135对制造业的影响随着3D打印技术的不断完善，以上景象会出现在日常生活中。然而，就目前而言，3D打印技术的发展还不能完全实现以上设想。从技