艾瑞咨詢集團——專注新技術、新經濟領域20年；其中80% 以上的互聯網企業(yè)IPO報告引用艾瑞研究成果；同時艾瑞為小米、京東，愛奇藝等中國新興經濟企業(yè)IPO提供行業(yè)顧問服務！

3D打印丨研究報告

3D打印區(qū)別于傳統(tǒng)減材制造，它通過對模型數字化立體掃描、分層處理，借助于類似打印機的數字化制造設備，利用材料不斷疊加形成所需的實體模型。3D打印在特定應用領域大大節(jié)省了生產成本，提高了效率。

與2D打印的B2C相比，3D打印目前集中于B2B模式，同時也在進一步擴展B2C的定制化多樣性消費市場。

3D打印金屬和復合材料憑借其比傳統(tǒng)材料更優(yōu)異的機械特性（剛性、抗沖擊性、輕便性等）和力學性能成為未來發(fā)展趨勢。材料的制作成本和使用性能仍是目前3D打印上游的痛點。

目前中國3D打印設備主要以燒結/粘結成型（SLS、SLM）和非金屬的熔融擠出成型（FDM）為主。設備使用性能和應用時效性是主要痛點。

技術和材料的創(chuàng)新突破以及復合型人才的培養(yǎng)將成為3D打印行業(yè)螺旋式上升發(fā)展的關鍵因素。

3D打印——傳統(tǒng)技術的革新

從“減材”到“增材”, 3D打印是對傳統(tǒng)技術的升級革新

3D打?。?DP）即快速成型技術的一種，又稱增材制造，是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。區(qū)別于傳統(tǒng)減材制造, 3D打印通過對模型數字化立體掃描、分層處理，借助于類似打印機的數字化制造設備，將材料不斷疊加形成所需的實體模型。3D打印在中小批量生產成本控制、個性化生產、生產可預測性，和材料利用率等方面與傳統(tǒng)技術相比都具有明顯優(yōu)勢。

3D打印產業(yè)政策梳理

政策出臺速度快、支持力度大，助力轉型“中國智造”

目前政策重點主要集中在3D打印材料、技術提升與標準建設方面。2015年，我國3D打印產業(yè)在“中國智造”引導下迎來高速發(fā)展契機，《中國制造2025》等一系列政策描繪了增材制造行業(yè)的發(fā)展路徑。2016年國務院印發(fā)的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》標志著產業(yè)化的落地。中國3D打印發(fā)展以來，行業(yè)扶持政策發(fā)力迅速。從整體戰(zhàn)略，應用領域、關鍵技術再到企業(yè)標準，政策指導不斷細化，促進行業(yè)發(fā)展。

3D打印商業(yè)模式

2D打印 vs. 3D打印

2D打印機商業(yè)模式較為單一，打印機廠商主要依靠耗材盈利。3D打印可能的商業(yè)模式存在于五個層面——制造端（3D打印機制造）、材料端、模具端、零售端、樣品端（研發(fā)）。與2D打印的B2C相比，3D打印目前集中于B2B模式，同時也在進一步擴展B2C的定制化多樣性消費市場。

3D打印行業(yè)發(fā)展進程與拐點

快速由制造流轉化為數字流

3D打印作為高端制造技術的指引者備受業(yè)界重視，國家出臺相關政策，客觀科學地規(guī)劃布局，引領技術合理發(fā)展，已鋪設多個科研院所和高校進行技術研發(fā)。目前3D打印行業(yè)正快速由制造流轉變?yōu)閿底至?，數字經濟已經成為各國經濟發(fā)展的新增長點，以產業(yè)數字化為代表的數字技術與制造業(yè)的深度融合，是推進產業(yè)基礎高級化、產業(yè)鏈現代化，構建新發(fā)展格局的關鍵動能與戰(zhàn)略抉擇。

研發(fā)階段-科學研發(fā)推動3D打印發(fā)展

核心專利到期激發(fā)市場活力

2009 年之前3D打印專利申請數量維持在個位數，2009~2015年許多領先的工業(yè)3D打印專利到期，隨著3D打印核心技術的釋放，降低了行業(yè)準入門檻與成本，激發(fā)了市場活力，推動了產業(yè)化進程。2009年熔融層積成型（FDM）專利到期后，促進了中國3D打印機的發(fā)展，專利布局集中在提升可靠性和降低成本；2012年后，隨著各大高校和科研院所積極參與研究、3D打印公司深入布局核心專利，3D打印專利授權量迎來了爆發(fā)；2014年是專利到期的高峰年，SLS和SLM核心技術專利陸續(xù)到期，推動了金屬3D打印商業(yè)化。2021年中國3D打印專利授權主要集中在制造工具和醫(yī)藥科學領域，而服飾、食品科學等消費級領域數量較少。

產業(yè)化階段-3D打印不斷向產業(yè)化邁進

多企業(yè)布局3D打印設備/材料產業(yè)化

近年來，3D打印熱度不斷提升。2021年，國內共有3D打印融資案例34例，國外共有融資案例108例，相比于2019年均有較大增長。中國3D打印頭部企業(yè)快速布局3D打印產業(yè)化，多家企業(yè)擁有較高的3D打印設備與材料年產能/年銷量。目前國內工業(yè)級3D打印設備與材料主要供給國內，而消費級3D打印設備主要銷往國外。根據3D行業(yè)專家的觀點，這是由于國內原材料較為便宜，加工3D打印設備成本較低，且國內消費級供應鏈較為完善，已經可以滿足鞋子、衣服等日用品的需求，3D打印的用途沒有完全凸顯，國外則更需要3D打印簡化供應鏈。

3D打印未來發(fā)展形態(tài)

3D打印向離散型生產模式發(fā)展

隨著消費升級推動技術進步，未來3D打印市場競爭較為分散。在工業(yè)級滿足高精尖需求，在消費級則更為離散，滿足每個消費者的需求，甚至可能更多應用于客戶更愿意溢價支付的產品。目前公司和個人更偏向于通過3D打印平臺生產訂單，同時也有企業(yè)建立自己的3D打印中心。未來3D打印平臺會進一步向3D打印農場發(fā)展，通過云端聯網多機集群高效率管理，實行簡單操作指令就可以控制上百臺3D打印機，大大提高了時間效率，節(jié)約了人力成本，實現個性化批量生產。

3D打印產業(yè)鏈

3D打印產業(yè)鏈的上游為原材料、核心硬件和輔助運行系統(tǒng)的供應商。中游主要為3D打印設備和相關服務制造商。下游主要為3D打印服務對象，3D打印主要應用于航空航天、汽車工業(yè)等領域，以工業(yè)級應用為主。

中國3D打印行業(yè)競爭格局

3D打印企業(yè)處在發(fā)展上升期，行業(yè)競爭相對不激烈

憑借我國相關政策驅動，（例如《發(fā)展行動計劃》明確增材制造行業(yè)要在2020年增速達30%，核心技術與國外水平看齊），以及政策指引下企業(yè)端、研發(fā)端、資本端等齊力發(fā)展，推動3D打印行業(yè)迎熱潮大發(fā)展。據中國增材制造產業(yè)聯盟統(tǒng)計，2021年中國增材制造企業(yè)營收265億元，近四年平均增長率約30%，高出全球平均水平約10%。2021年國內現有以增材制造為主營業(yè)務的上市公司已有22家。實力較為雄厚的有鉑力特、先臨三維、華曙高科等。我國3D打印區(qū)域特點為：京津冀全國領先，長三角地區(qū)憑借良好的經濟發(fā)展優(yōu)勢、區(qū)位條件基礎，已初步形成全3D打印產業(yè)鏈發(fā)展形式；而華中部地區(qū)以研發(fā)為主，以陜西、湖北為核心建立產業(yè)培育重地。珠三角地區(qū)則為3D打印應用服務的高地，主要分布在廣州、深圳等地。

3D打印工作流程

3D打印操作流程通常分三步。首先打印前需要依靠計算機和特定軟件將所需產品的模型搭建在系統(tǒng)中，再通過優(yōu)化調整、分層切片、規(guī)劃路徑等操作完善前期準備工作。打印制作過程中，利用3D打印設備按照規(guī)劃設計的模型和路徑將材料逐層堆積，獲得制成品。打印后按需將成品進行外表處理后投入使用進行實際檢驗。前期軟件的建模至關重要，需要精通軟件建模技術、材料等多學科人才參與把關。模型搭建對產品是否符合所需標準起到決定性作用。而打印設備則主要負責產品的產出成型，技術和材料兩者互相搭配制成綜合性能好的實物。

上游：3D打印軟件技術的重要性

軟件技術—九層之臺，起于累土

無論是在3D數據模型獲取、3D數據模型處理還是3D打印機的控制等過程中，都離不開3D軟件技術。軟件系統(tǒng)集合掃描切片、制造與故障診斷、溫場控制、遠程監(jiān)測、數字化掃描控制、數據反饋與集成控制等功能于一體，為成品的精細化滿足需求提供保障；提高數據準備效率、優(yōu)化打印質量、增強產品精細化。

上游：3D打印材料使用現狀

我國材料市場仍以非金屬類型為主；材料研發(fā)邁向復合化

3D打印技術的興起和發(fā)展離不開3D打印材料的發(fā)展。3D打印有多種技術種類，如SLS、SLA和FDM等。每種打印技術使用的材料各有不同，如SLM技術常用金屬材料，而SLA通常用光敏樹脂，FDM適應于工程塑料等。目前我國材料使用非金屬仍占主要部分，與金屬材料大致形成6：4的格局，不過也發(fā)現我國對于材料技術的更新創(chuàng)造不斷加速，目前相關專利申請量2021年達3079件，超過美國位列第一。從專利內容可以看出各類復合材料、可降解材料以及更優(yōu)性能的金屬材料是目前研發(fā)的重點方向。

上游：材料的發(fā)展制約因素及解決路徑

材料的制作成本和使用性能是上游核心痛點

中游：3D打印設備市場現狀及特點

目前中國3D打印設備主要以SLS、SLM和非金屬的FDM為主，前兩者占比約32%，FDM大約占整體的15%，分別對應主應用于工業(yè)級和桌面級。

國內外生產企業(yè)商業(yè)模式和技術路徑有所差別。綜合看商國外企業(yè)核心技術涉獵金屬和非金屬兩大板塊，應用范圍廣。國內企業(yè)核心技術專攻性強，例如鉑力特70%以上設備應用于航空航天制造。

3D打印設備主要痛點

中游的3D打印設備問題現主要呈現零散化形態(tài)

3D打印設備現仍處于不斷磨合技術，提高設備使用成熟度和精細化階段。問題呈現零散化形態(tài)，例如設備運行過程中故障率高、進料系統(tǒng)運行卡頓、打印產品精度低等問題。目前科研領域和企業(yè)實操領域同步研發(fā)實驗，共同推動優(yōu)化設備操作。

下游：3D打印的應用領域

B端是3D打印主要價值領域

3D打印目前集中在B端，直面C端需要巨量投資，技術從大規(guī)模使用到鋪向應用端需要迭代。目前3D打印在航空航天領域的應用已處于產業(yè)化階段。工業(yè)級應用范圍已經較廣，而消費領域需求還需要進一步挖掘，大眾消費品需要從成本端落地。

下游：國內3D打印應用市場特點

對外主要面向工業(yè)級高端制造，對外主要向桌面級設備服務消費領域出口

3D打印國內外應用場景對比

國內應用側重B端工業(yè)級，國外B、C端雙管齊下

國外3D打印技術整體落地服務時間早于我國，并且以航空航天、生物醫(yī)學為先發(fā)應用，后不斷滲透至C端桌面級３D打印應用范圍，形成B、C兩端同步突破規(guī)模化、精細化、創(chuàng)新化的發(fā)展特點。國內3D打印技術發(fā)展與21世紀初期，憑借國家的支持，主要以工業(yè)級（航空航天、汽車制造、生物醫(yī)療）應用為主，未來將不斷優(yōu)化技術和材料，實現B端更成熟化的應用。

3D打印行業(yè)未來發(fā)展形態(tài)

3D打印行業(yè)將呈螺旋式上升發(fā)展趨勢

3D打印行業(yè)作為高新技術產業(yè)，其發(fā)展迭代過程將呈現螺旋式周期性上升形態(tài)。行業(yè)整體的階段性突破主要依靠材料和技術的革新換代，以及政策扶持下逐步形成成熟的商業(yè)化模式。例如在航空航天、國防軍工領域由國家領頭逐步實現更新換代。消費生活領域中則需要從消費者的需求端出發(fā)，由B端帶頭實現大規(guī)模生產、不斷提升產品的良品率和穩(wěn)定性，同時降低成本，多方開拓市場發(fā)展空間，實現3D打印行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

以上為簡版內容

點擊下方鏈接查看及下載完整版報告

/Uploads/2022-10-19/634fb30b166e8.pdf