高分子3D打印设备市场现状分析及发展前景

高分子3D打印设备市场现状分析及发展前景中国3D打印行业发展现状中国增材制造行业相对欧美国家起步较晚，在经历了初期产业链分离、原材料不成熟、技术标准不统一与不完善及成本昂贵等问题后，当前中国增材制造已日趋成熟，市场呈现快速增长趋势。经过多年的发展，我国增材制造技术与世界先进水平已基本同步，在高性能复杂大型金属承力构件增材制造等部分技术领域已达到国际先进水平，成功研制出光固化、选区激光烧结、选区激光熔融、激光近净成形、熔融沉积成形、电子束熔化成形等工艺设备。根据WohlersAssociates，Inc．统计数据显示，截至2021年末中国工业增材制造设备安装量市场占比10．60%，为全球仅次于美国的第二大市场。我国高度重视增材制造产业发展，近年来，中国3D打印市场应用程度不断深化，在各行业均得到了越来越广泛的应用。2017-2020年，中国3D打印产业规模呈逐年增长趋势，2020年中国3D打印产业规模为208亿元，同比增长32．06%。根据预测，到2025年我国3D打印市场规模将超过630亿元，2021-2025年复合年均增速20%以上。随着关键技术的不断突破及设备、工艺水平的显著提升，我国增材制造在航空航天、汽车、医疗等下游领域的应用水平和规模都在快速提升，为增材制造的发展提供了巨大空间。以航空航天领域为例，根据IBISWorld分析，2014年至2019年中国航空制造业（包括飞机制造、飞机零部件制造、维修服务等）年均复合增速为9．8%，2019年中国航空制造业市场价值约698亿美元（约合4，886亿元人民币），预测未来十年（2020年~2029年）中国航空制造业的价值年均复合增速为10%，则未来十年中国航空制造业市场价值约9．05万亿元，年均9，054．33亿元，假设未来十年增材制造在航空制造业占据的份额提升至1%，据此可计算出未来十年中国航空制造业为3D打印带来的市场价值约905．43亿元，年均约90．54亿元。发展背景：政策驱动3D打印行业加强技术创新从全球3d打印行业规模来看，2021年全球3D打印市场规模达到152．44亿美元，美国占全球的比重达到了40%，是当前3d打印企业主要集中地；我国由于3d打印行业处于成长早期，相关核心技术与尖端人才不足，严重制约了我国当前3d打印行业的发展，在全球3d打印行业规模区域结构占比中排名第二，所占比重为17%。在全球数字化制造的浪潮下，智能机器人、人工智能、3D打印技术得到不断发展，虽然我国3D打印技术有所不足，产业还不成熟，但是在产品设计、复杂和特殊产品生产、个性化服务方面已显示出其独特的优势，因此，我国充分认识到智能制造、数字化制造对我国的深刻影响，加快3D打印产业的发展，推动我国由工业大国向工业强国转变。在2021年《关于促进农产品加工环节减损增效的指导意见》中，提出运用智能制造、生物合成、3D打印等新技术，集成组装一批科技含量高、应用范围广、节粮节水节能的农产品加工工艺及配套装备，降低农产品加工物耗能耗。在《上海市服务业扩大开放综合试点总体方案》，我国政府为强化国家数字服务出口基地功能，鼓励其发展集成电路、数字文化、人工智能、信息安全等主导产业，积极布局3D打印、大数据等新兴领域，加快集聚一批有全球影响力的数字服务企业。在2019年发布的《2019年农业农村科教环能工作要点》中，提出加快大数据、云计算、3D打印等农业智能技术研发，形成新兴领域自主创新优势。全球3D打印行业分析在各国政府和市场的共同推动下，增材制造技术不断发展，研发速度也在不断加快。数据显示，2020年全球3D打印市场规模达127亿美元左右，2021年市场规模增长到135亿美元，预计在2026年全球3D打印市场规模将达到370亿美元。从全球3D打印产业规模分布看，美国3D打印产业规模占全球比重的40%；德国仅次于美国，是全球第二大3D打印设备供应者和3D打印材料与服务提供者，产业规模占比23%；其次是中国、日本、英国和其他国家，产业规模占比分别为19%、8%、6%和4%。从全球3D打印细分产业结构看，来自3D打印服务的收入约75亿美元，占比接近60%；全球3D打印设备销售额约30亿美元，占比24%；全球3D打印材料销售额约21亿美元，占比17%，同比增长10%左右。使用3D打印技术最多的为汽车工业，占比约16%；其次是消费领域/电子领域和航空航天，占比分别为15．4%、15%；医疗、学术机构、能源等领域占比分别为14%、12%、11．6%。随着3D打印技术的发展，全球3D打印行业正在迅速发展。3D打印技术可以用于制造各种复杂的物体，从而改变了传统的制造方式。3D打印技术的发展也为全球3D打印行业带来了新的应用趋势。首先，3D打印技术可以用于制造复杂的零件，从而提高了制造效率。3D打印技术可以快速制造出复杂的零件，而传统的制造方式需要花费大量的时间和精力。此外，3D打印技术还可以用于制造复杂的外壳，从而提高了产品的外观质量。其次，3D打印技术可以用于制造定制化的产品，从而满足客户的需求。3D打印技术可以根据客户的要求快速制造出定制化的产品，而传统的制造方式需要花费大量的时间和精力。此外，3D打印技术还可以用于制造复杂的结构，从而提高产品的使用性能。最后，3D打印技术可以用于制造环保的产品，从而改善环境质量。3D打印技术可以制造出环保的产品，而传统的制造方式可能会产生大量的废弃物。此外，3D打印技术还可以用于制造可回收的产品，从而减少对资源的消耗。总之，3D打印技术的发展为全球3D打印行业带来了新的应用趋势，包括提高制造效率、满足客户需求、提高产品使用性能以及改善环境质量等。3D打印技术的发展将为全球3D打印行业带来更多的机遇，并为消费者提供更多的选择。中国3D产业行业市场规模及未来发展趋势随着3D技术的发展，3D产业的市场规模和发展趋势蓬勃发展。据统计，2019年，中国3D产业市场规模达到了1730．4亿元，比2018年增长了11．2%，市场增速明显提升。3D技术的广泛应用助推了3D产业市场的发展。3D技术在科技、制造、建筑等领域得到了广泛应用，用于建筑设计、产品设计、制造加工、虚拟现实技术等，3D技术的应用正越来越普及，3D产业市场也受到了极大的推动。政府的大力支持也是市场发展的重要动力。中国政府把3D打印技术列为重点发展领域，并加大了对技术及产业的支持，政府支持的政策和投资助推了3D技术的广泛应用，也推动了3D产业的发展。企业投资流入也是推动3D产业市场发展的重要因素。近年来，3D技术受到越来越多企业的重视，企业将越来越多的资金投入到3D技术的开发和应用中，推动了3D技术的发展。根据市场调研在线网发布的2023-2029年中国3D产业市场供需态势分析及投资机会分析报告分析，3D技术的发展及政府的大力支持，以及企业的投资流入，都推动了3D产业市场的发展。截止2019年，中国3D产业市场规模已达到1730．4亿元，随着3D技术的不断更新和改进，未来3D产业市场规模将持续增长。同时，随着技术的不断更新，3D技术的应用领域也将扩展到更多领域，如医疗、教育、服务、娱乐等，这将进一步推动3D产业市场的发展。此外，未来3D技术还将更多地应用于智能制造、智能家居等领域，从而推动3D产业的发展。未来，中国3D产业市场规模将会继续发展，并延伸到更多领域，应用范围也将不断扩大。随着3D技术的发展，3D产业市场也将会呈现出更加繁荣的发展趋势。3D打印行业概述3D打印是快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型wenjian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。3D打印产业链上游为激光器、振镜、三维扫描设备、3D打印软件、粉末原料等；中游为3D打印设备生产厂商，其中部分也提供打印服务及原材料供应，在整个产业链中占据主导地位；下游为行业应用，覆盖航空航天、汽车工业、船舶制造、能源动力、轨道交通、电子工业、模具制造、医疗健康、文化创意、建筑等各领域。经过多年发展，目前工业界主流使用的3D打印技术大致可以分为三大类，即挤出成型技术、粒状物成型技术和光聚合成型技术。挤出成型技术主要为熔融沉积式技术（FDM）；粒状物成型技术包括直接金属激光烧结（DMLS）、电子束熔化成型（EBM）、选择性光熔化成型（SLM）、选择性热烧结（SHS）、选择性激光烧结（SLS）等技术；光聚合成型技术的代表性技术为为立体平板印刷（SLA）、数字光处理（DLP）、光固化快速成形技术（PolyJet）等。3D行业打印发展情况（一）3D打印定义根据国标《增材制造术语》（GB/T35351-2017），增材制造（AdditiveManufacturing；AM）是指以三维模型数据为基础，通过材料堆积的方式制造零件或实物的工艺。三维打印（3Dprinting）是指利用打印头、喷嘴或其他打印技术，通过材料堆积的方式来制造零件或实物的工艺，此术语通常作为增材制造的同义词，又称3D打印。不同于传统制造业通过切削等机械加工方式对材料去除从而成形的减材制造，3D打印通过对材料自下而上逐层叠加的方式，将三维实体变为若干个二维平面，大幅降低了制造的复杂度。（二）增材制造技术工艺增材制造技术包含多种工艺类型，国标《增材制造术语》（GB∕T35351-2017）根据增材制造技术的成形原理，将增材制造工艺分成七种基本类别，具体分类情况：粉末床熔融（PowderBedFusion）、定向能量沉积（DirectedEnergyDeposition）、立体光固化（VATPhotopolymerization）、粘结剂喷射（BinderJetting）、材料挤出（MaterialExtrusion）、材料喷射（MaterialJetting）和薄材叠层（SheetLamination）。增材制造技术发展至今，其各主要工艺及技术因具备不同的特点，在不同的产业应用中具备独特的技术价值和发展空间，在航空航天、汽车、医疗、消费及电子产品等领域取得了长足的发展，形成了多种技术路线共存的局面。随着科技和增材制造行业的发展，增材制造技术的应用场景由早期的零件原型的快速制备，拓展到能够直接制造终端零件应用至使用场景当中，实现由快速原型向快速制造的转变。增材制造的终端零件性能高度依赖于其制备的设备类型和工艺参数，粉末床熔融工艺因其特定的加工方式而使得零件具备良好的力学性能和尺寸精度，成为工业应用领域中主流的增材制造技术。其中，以激光作为能量源的选区激光熔融（SLM）和选区激光烧结（SLS）工艺因稳定性和技术成熟度较高，在直接制造终端零件的应用场景中具备较突出的价值和优势。选区激光熔融（SLM）技术使用金属粉末，可选择金属材料范围广泛，包括钛合金、铝合金、高温合金、铜合金、钴铬合金、不锈钢、高强钢、模具钢、难熔金属等，所成型零件表面质量好，内部金相组织致密度高，具有快速凝固的组织特征，具备强韧的机械性能，性能超过铸件接近锻件水平，甚至部分性能可超过锻件水平，能够实现较高的打印精度和极端复杂结构的制造，能够很好地满足终端功能件使用要求。同时该成形技术可实现复杂产品的敏捷制造，加大程度缩短产品研发制造周期，材料利用率高，设计自由度更高，可实现集成化设计、拓扑优化设计、点阵设计等先进设计手段，综上特点使该技术成为近年来工业级金属增材制造领域的主流技术之一，广泛应用于航空航天、模具、汽车、医疗、科研教育等领域。选区激光烧结（SLS）技术的优势在于在成形过程中，无需考虑支撑系统，成形结构复杂程度高，能够直接成形高性能的尼龙、TPU等高性能工程塑料，甚至是特殊属性的特种塑料，材料利用率高，成品用途广泛。成型零件具有较好的机械性能、耐热性能等，能够根据工程应用需求直接使用于终端产品。制造效率高，小批量快速制造优势显著。随着技术的不断发展，选区激光烧结（SLS）技术的成形效率和成形尺寸持续提升，成本稳步下降，特别是Flight等突破性技术的问世，使得选区激光烧结（SLS）技术规模化的生产应用场景得以不断延伸和拓展。总体而言，选区激光熔融（SLM）与选区激光烧结（SLS）工艺，技术成熟度高，具有取材范围广、制备产品力学及机械性能优良、成形精度高、材料利用率高、可成形结构复杂程度高等显著优势，与工业领域终端产品直接制造及批量产业化生产的需求契合度高，是工业领域主流的增材制造技术之一。增材制造技术和传统精密加工技术均是制造业的重要组成部分，目前增材制造加工与传统精密加工相比还存在加工精度、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术原理和特点，在多种应用场景具备使用优势：1）可快速加工成形结构复杂的零件。3D打印的原理是将三维工件切片以获得二维的轮廓信息，通过叠层的方式实现产品成形。这种加工方式基本不受零件形状的限制，特别在制造内部结构复杂的、传统加工无法完成一体制造的产品方面，具备突出优势。3D打印能够贴合设计引导制造的创意驱动，生产出符合特定消费者需求的产品，从而实现自由制造。2）缩短产品研发周期。3D打印无需传统工具夹具和多重处理，可在单个设备上快速制造出所需零件，加速产品研发迭代。3）材料利用率高。传统加工切割的过程会产生大量废料，存在不完整的余料价值折损，材料利用率低，3D打印根据二维轮廓信息逐层添加材料，按需耗