2023年3D打印產(chǎn)業(yè)研究報告

20233D一、3D打印——制造技術(shù)革命性創(chuàng)1.1、3D增材制造(AdditiveManufacturing，簡稱AM)俗稱3D打印技術(shù)，有別于傳統(tǒng)減材制造，是一種快速成型技術(shù)，通過對模型數(shù)字化立體掃描、分層處理，借助于類似打印機(jī)的數(shù)字化制造設(shè)備，利用材料不斷疊加形成所需的實體模型目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空航天、醫(yī)療器械建筑汽車、能源、珠寶設(shè)計等領(lǐng)域，美國《時代》周刊將增材制造列為“美國十大增長最快的工業(yè)”，英《經(jīng)濟(jì)學(xué)人雜志則認(rèn)為它將“與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起 推動實現(xiàn)第三次工業(yè)革命”，轉(zhuǎn)變將來生產(chǎn)與生活模式，轉(zhuǎn)變制造商品的方式，并轉(zhuǎn)變世界的經(jīng)濟(jì)格局，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?nèi)祟惖纳?。與傳統(tǒng)制造技術(shù)〔減材制造〕相比，3D打印不需要事先制造模具，不必在制造過程中去除大量的材料，也不必通過簡潔的鍛造工外形設(shè)計檢查、裝配檢驗和快速反求工程。3D打印另一個顯著的優(yōu)點是，區(qū)分于傳統(tǒng)加工技術(shù)理念“制造引導(dǎo)設(shè)計”，其可以實現(xiàn)“設(shè)計上個世紀(jì)八十年月，增材制造技術(shù)開頭在歐美國家爆發(fā)式增長，3D打印技術(shù)應(yīng)用最早可追溯到1986年由美國CharlesHull開發(fā)的立體光固化(SLA)技術(shù)接下來的20年內(nèi)多項3D打印技術(shù)專利如分層實體制造〔熔融沉積成相繼問世同時歐美漸漸形成一批具有創(chuàng)力氣的 3D打印公司，3DSystems、StratasysSLMsolution等由于3D打印技術(shù)在歐美國家起步較早，經(jīng)受30多年的進(jìn)展，SLA〔立體光固化、SLS〔選擇性激光燒結(jié)〕等技術(shù)已經(jīng)相對成熟。在高溫金屬材料、設(shè)備研發(fā)制造方面相對完善。進(jìn)入21〔、的3D打印材料、3D打印設(shè)備也應(yīng)運而生。目前，世界各國的3D打印行業(yè)大體已經(jīng)形成了涵蓋原材料、零件、工藝、設(shè)備、效勞的完零件制造的綜合解決方案供給商。、3D3D打印技術(shù)最初由 CharlesHull在1986年在被稱為立體光固化)過程中開發(fā)出來，隨后又進(jìn)展出選擇性激光燒結(jié)〔S選擇性激光熔化、微噴射粘結(jié)技術(shù)P〕等技術(shù)。進(jìn)入世紀(jì)以來，3D打印技術(shù)有了的突破與進(jìn)展，在大類技術(shù)的細(xì)分下催生出很多滿足特定行業(yè)需求的小類技術(shù)如SLA技術(shù)數(shù)字光處理、多頭噴射技術(shù))，M技術(shù)：直接金屬激光燒結(jié)。、選擇性激光燒結(jié)〔SLS)〔材料除了主體金屬粉末外還需要添加確定比例的熔點較低的粘結(jié)劑粉末，粘結(jié)劑粉末一般為熔點較低的金屬粉末或是有機(jī)樹脂等造工藝簡潔、生產(chǎn)效率較高、成型材料種類多、材料利用率高、成實體存在孔隙，力學(xué)性能差，需要高溫重熔再加工。此外，當(dāng)產(chǎn)品存儲時間過長時，會由于內(nèi)應(yīng)力釋放而變形，外表質(zhì)量一般。運營本錢較高，設(shè)備費用較貴。、選擇性激光熔化(SLM)該技術(shù)與SLS技術(shù)主要區(qū)分在于SLM通過激光器對金屬粉末直接進(jìn)展熱作用，不依靠粘結(jié)劑粉末，金屬粉末通過熔化、凝固從而到達(dá)冶金結(jié)合的效果，最終獲得所設(shè)計構(gòu)造的金屬零件。SLM技般使用的是Nd-YAG激光器〔1.064微米〔1.09微米等波長較短的激光束。優(yōu)點是SLM的金屬零件致密度可達(dá)接近件，甚至可到達(dá)鍛件水平；致密度力學(xué)性能與成型精度上都要比SLS好一些?！睧BM〕與SLM技術(shù)相像，不同之處是EBM利用高速電子束流的動能轉(zhuǎn)換為熱能作為熱源來進(jìn)展金屬熔煉，工作環(huán)境為真空。電子束做熱源，相比于激光可實現(xiàn)更高的熔煉溫度，且爐子功率和加熱速度可調(diào)，能熔煉難熔金屬，并且能將不同的金屬熔合。但是也存在金屬收得率較低、比電耗較大、嚴(yán)格真空要求等缺點。(DED)這項技術(shù)工作原理類似SLM，由激光或其他能量源在沉積區(qū)域產(chǎn)生熔池并高速移動，材料以粉末或絲狀通過噴嘴直接噴射到高功率激光器的焦點上，熔化后逐層沉積，形成所需零件。相比于SLMDED3D能生產(chǎn)大型零件，且不需要任何支撐構(gòu)造。缺點在于熔化過程不如SLM準(zhǔn)確，成品部件通常必需進(jìn)展再加工。、微噴射粘結(jié)技術(shù)〔3DP〕3DP技術(shù)與SLS工藝類似，承受陶瓷、石膏粉末成形。不同之處在于，材料粉末不是通過激光器燒結(jié)固體粉末連接起來的，而是通過粘接劑打印頭沿零件截面路徑噴射透亮或者彩色粘結(jié)劑并將粉末凝固，其他位置的粉末作為支撐，之后再鋪設(shè)一層粉末，循環(huán)該過程直至打印完成。3DP技術(shù)主要依靠的核心器件是粘接劑打印頭，優(yōu)點在于成型材料范圍廣，能耗小，設(shè)備體積小。但是缺點也顯而易見，粘接劑粘接的零件強(qiáng)度較低，需要后處理，產(chǎn)品疏松多孔。以色列Objet公司研制的Polyjet3D技術(shù)與3DP類似，不過Polyjet3D技術(shù)已經(jīng)成為美國Stratasys合，組合可得到性能更為優(yōu)異的材料。其次，產(chǎn)品準(zhǔn)確度可達(dá)16微米的區(qū)分率，可獲得流暢且格外精細(xì)的部件與模型。最終，該技術(shù)用途廣泛，可適用于不同幾何外形、機(jī)械性能及顏色部件的打印，例如：PolyjetMatrix、熔積成型法〔FDM〕〔一般為熱塑性材料通過送絲機(jī)送入熱熔噴頭，然后在噴頭內(nèi)加熱熔化，熔化的熱塑材料絲通過噴頭擠出，擠壓頭沿零件的每一截面的輪廓準(zhǔn)確運動，擠出半流淌的熱塑材料沉積固化成準(zhǔn)確的實際部件薄層，掩蓋于已建筑的零件之上，這樣逐層由底到頂?shù)胤e存成一個實體模型或零件。該項技術(shù)主要依靠微細(xì)噴嘴〔直徑一般為0.2～0.6mm〕以及加熱器〔保持半流淌成型材料的溫度剛好在熔點之上1℃)。其優(yōu)點是12、對使用環(huán)境沒有限3、材料易更換、強(qiáng)度韌性較高，極大地縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，從而能夠快速響應(yīng)市場變化，滿足顧客的共性化需求。但是也存在零件精度低以及難以形成簡潔構(gòu)件和大型零件等缺陷。、分層實體制造法〔LOM〕〔如紙或塑料薄膜等〕為原材料，依據(jù)計算機(jī)掃描得出的零件橫截面，通過激光裁剪，將反面涂有熱熔膠的片材按零件的輪廓裁剪，之后將裁剪好的片層疊加至已裁好的片層上，利用熱壓裝置將其粘結(jié)在一起，然后再進(jìn)展下一層零件橫截面的裁剪、粘合，最終形成實體零件。LOM技術(shù)主要依靠熱熔膠的性能，具有模型支撐性好，廢料易剝離，制件尺寸大，本錢低，效率高等優(yōu)點。缺點是抗拉強(qiáng)度和彈LOM技術(shù)打印的零件易吸濕膨脹，外表有臺階紋。、立體光固化成型法〔SLA〕SLA面數(shù)據(jù)對液態(tài)光敏樹脂表面逐點掃描，使被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反響而固化，形成零件的一個薄層，一層層固化直到整個零件制作完畢。該技術(shù)主要依靠紫外激光器和適合的光敏材料。一方面，液態(tài)樹脂材料成型，固化方式由點到線，由線到面，制作的產(chǎn)品精度較高，外表質(zhì)量較好。另一方面，樹脂類材料本身存在一些缺陷例如強(qiáng)度剛度耐熱性有限，不利于長時間保存，樹脂固化過程中產(chǎn)生收縮不行避開地會產(chǎn)生應(yīng)力或引起形變雖然SLA技術(shù)進(jìn)展較早，目前較為成熟，但是 SLA設(shè)備造價照舊昂揚，維護(hù)和使用本錢高，而且需要設(shè)計工件的支撐構(gòu)造。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織轄下增材制造技術(shù)委員會公布 ISO/ASTM52900：2023標(biāo)準(zhǔn)將增材技術(shù)分為7大類，分別是：立體光固化〔、〔。由以上對市場上常見的3D打印方法總結(jié)可得，不同的增材制造技術(shù)通常存在材料、能量源、成型方法的差異。而增材制造技術(shù)的選擇依靠下游行業(yè)的制件用途，金屬增材制造技術(shù)一般運用在航工藝設(shè)計的其他領(lǐng)域：如汽車家電、醫(yī)學(xué)器械、文創(chuàng)用品等。、3D3D打印材料是3D打印技術(shù)進(jìn)展的重要物質(zhì)根底，材料是3D打印進(jìn)展的重要制約因素。依據(jù)WohlersAssociatesInc公布的2023年3D打印下游應(yīng)用行業(yè)統(tǒng)計顯示，汽車工業(yè)占比最大，為16.4%；消費電子以及航空航天以15.4%和14.7%占據(jù)其次、第三位。依據(jù)下游領(lǐng)域制件品的特性，金屬、復(fù)合材料需求空間大，有望成為3D打印材料的“引爆點”。一般3D打印所用的原材料都是特地針對3D打印設(shè)備和工藝態(tài)一般有粉末狀、絲狀、層片狀、液體狀等?？蓮牟牧蠈傩缘慕嵌葎由韺υ霾闹圃旒夹g(shù)進(jìn)展歸類：如立體光固化〔SLA〕承受液態(tài)光敏樹脂材料；分層實體制造法〔LOM〕需要紙、塑料膜等片狀材料，而選擇性激光燒結(jié)〔SLS〕和選擇性激光熔化〔SLM〕則以金屬、陶瓷粉末材料為主。、金屬材料重工業(yè)產(chǎn)品通常依靠耐高溫耐腐蝕的金屬材料，3D打印為了滿足重工業(yè)產(chǎn)品的需求，最早研發(fā)、投資最多在金屬粉末。金屬粉末于3D金材料等，此外還有用于打印首飾用的金、銀等貴金屬粉末材料。鈦合金得益于強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高，廣泛應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)冷端壓氣機(jī)部件以及火箭、和飛機(jī)的各種構(gòu)造件制作。此3D打印的不銹鋼模型具有較高的強(qiáng)度，而且適合打印尺寸較大的物品。光直接成形，將來高溫合金、鈦合金材質(zhì)大型金屬構(gòu)件的激光快速成形是主要的技術(shù)攻關(guān)方向。、工程塑料工程塑料指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料，是強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的塑料。工程塑料是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一類3D打印材料，常見的有ABS類材料、PC類材料、尼龍類材料等。PC-ABS材料是一種應(yīng)用最廣泛的熱塑性工程塑料。其具備了ABS的韌性和PC材料的高強(qiáng)度及耐熱性，大多應(yīng)用于汽車、家電及通信行業(yè)。使用該材料制作的樣件強(qiáng)度比傳統(tǒng)制作的部件強(qiáng)度高出60%左右，工業(yè)上通常使用PC-ABS材料打印出概念模型、功能原型、制造工具及最終零部件等熱塑性部件。PC-ISO是一種通過醫(yī)學(xué)衛(wèi)生認(rèn)證的白色熱塑性材料，具有很高的強(qiáng)度，被廣泛應(yīng)用于藥品及醫(yī)療器械行業(yè)，用于手術(shù)模擬、顱骨修復(fù)、牙科等專業(yè)領(lǐng)域。、光敏樹脂材料聚合反響完成固化，可用于制作高強(qiáng)度、耐高溫、防水材料。Somos19120可直接代替周密鑄造的蠟?zāi)ぴ?，避開開發(fā)模具的風(fēng)險，具有低留灰率和高精度等特點。SomosNext材料為白色材質(zhì)，是一種類PC材料，韌性格外好，根本可到達(dá)選擇性激光燒結(jié)〔SLS〕制作的尼龍材料性能，而精同時保持了光固化立體造型材料做工精巧、尺寸準(zhǔn)確和外觀秀麗的優(yōu)點，主要應(yīng)用于汽車、家電、電子消費品等領(lǐng)域。、陶瓷材料耐腐蝕等優(yōu)異特性，在航空航天、汽車、生物等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。在傳統(tǒng)工藝下，簡潔陶瓷件需通過模具來成形，模具加工本錢3D打印用選擇性激光燒結(jié)〔SLS〕對陶瓷粉末進(jìn)展加工處理，能夠刪減繁瑣的設(shè)計步驟，實現(xiàn)產(chǎn)品快速成型。結(jié)劑粉末所組成的混合物，在激光燒結(jié)之后，還需要將陶瓷制品放微裂紋。、其他材料近年來，彩色石膏材料、人造骨粉、細(xì)胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印領(lǐng)域得到了應(yīng)用。彩色石膏材料是一種全彩色的3D打印材料?；谠诜勰┙橘|(zhì)上逐層打印的成型原理，3D打領(lǐng)域。胞介質(zhì)，生成類似鮮肉的代替物質(zhì)，以水基溶膠為粘合劑，再協(xié)作特別的糖分子制成。還有尚處于概念階段的用人體細(xì)胞制作的生物墨水，以及同樣特別的生物紙，打印的時候，生物墨水在計算機(jī)的把握下噴到生物紙上，最終形成各種器官。3D打印機(jī)可通過噴射加熱過的砂糖，直接做出具有各種外形，美觀又美味的甜品。分子材料和生物材料四大類，但單一材料種類較少和性能缺乏嚴(yán)峻制約了增材制造技術(shù)應(yīng)用。目前，行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)以及一些材料企業(yè)金材料、生物活性材料、陶瓷材料等專用材料。相關(guān)企業(yè)將納米材纖維增加復(fù)合材料、無機(jī)填料復(fù)合材料、金屬填料復(fù)合材料和高分造技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，使復(fù)合材料成為專用材料進(jìn)展趨勢之一。3D2.13D歐美國家3D較快。2023年，美國國防部、能源部、宇航局、商務(wù)部等政府部門與企業(yè)、學(xué)校、非營利組織共同出資成立了國家增材制造創(chuàng)爭論所。在歐洲，歐盟委員會早在上世紀(jì) 80年月就開頭為3D打印工程供給資金，并在2023年組建了歐洲3D打印技術(shù)平臺，該平臺已經(jīng)制定了包括歐盟3D打印技術(shù)路線圖、產(chǎn)業(yè)路線圖和校準(zhǔn)路線圖等多項3D打印進(jìn)展打算方針德國Fraunhofer增材制造聯(lián)盟是較為著名的3D打印聯(lián)盟之一，由10個著名爭論所組成，配備了數(shù)千萬歐元的資金用于根底爭論，為初入3D打印行業(yè)的企業(yè)供給適宜的解決方案英國早在2023年推出了促進(jìn)3D打印發(fā)展的政策，政府打算在2023-2023年期間，投入9500萬英鎊的公共和私人基金用于3D打印合作研發(fā)工程。此外，日本、韓國、俄羅斯、澳大利亞加坡等國家也紛紛出臺相關(guān)政策支持“增材制造”產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展。、中國起步雖晚，但政策發(fā)力快速3D打印技術(shù)自上個世紀(jì)九十年月傳入我國，首先在各高校、科研機(jī)構(gòu)開放初步爭論。清華大學(xué)激光快速成形中心、西安交通大學(xué)先進(jìn)制造技術(shù)爭論所、華中科技大學(xué)快速制造中心等科研機(jī)構(gòu)在增材制造技術(shù)的成形設(shè)備、工藝原理、數(shù)據(jù)處理軟件、分層算法、掃描路徑及加工材料等方面取得了重大進(jìn)展。進(jìn)入2023年，我國自研3D打印技術(shù)相對成熟后，初步實現(xiàn)3D打印設(shè)備的工業(yè)化。在國家和地方的支持下，全國建立了20多個增材制造效勞中心，用戶遍布醫(yī)療、航空航天、汽車、軍工、模具、電子電器、造船等行業(yè)。2023年以后，我國增材制造產(chǎn)業(yè)在“中國制造”引導(dǎo)下迎來高速2025〔2023-2023年〔2023-2023年》等一系列產(chǎn)業(yè)政策描繪了增材制造行業(yè)的進(jìn)展路線圖，并相繼成立地促進(jìn)了這一技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用。3D打印標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展進(jìn)入21世紀(jì)以來，3D打印行業(yè)進(jìn)入快速進(jìn)展階段，標(biāo)準(zhǔn)化的2023年，美國材料與試驗協(xié)會〔ASTM〕成立增材制造技術(shù)委員會〔2，并在此根底上設(shè)多個分委會，從標(biāo)準(zhǔn)試驗方法、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、材料工藝、專業(yè)術(shù)語等方面為不同的增材制造技術(shù)首次供給了通用的標(biāo)準(zhǔn)?！叉嚹?。例如，2023年公布的F2924標(biāo)準(zhǔn)對使用粉末床熔化〔例如電子束熔化和激光熔化〕技術(shù)進(jìn)展增材制造的鈦鋁合金原料和供給鏈制定標(biāo)準(zhǔn)。2023年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織〔ISO〕創(chuàng)立了ISO/TC261增材制造及標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會。2023年，ISO/TC261與ASTM-F42簽署了ISO/ASTM標(biāo)準(zhǔn)從技術(shù)設(shè)計、材料與工藝、術(shù)語、成品測試方法幾個層面對增材技ISO/TC261和ASTMF42編制標(biāo)準(zhǔn)40余項，從增材制造的材料與工藝、測試方法、設(shè)計、安全防護(hù)等多方面開放，進(jìn)一步完善增材制造標(biāo)準(zhǔn)體系。在增材制造的重大用途領(lǐng)域——航空航天，2023年，美國聯(lián)邦航空治理局〔FAA〕托付美國機(jī)動車工程師學(xué)會〔SAE〕制定特別認(rèn)證的增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)針對航空航天產(chǎn)品制造過程制定推舉慣例、標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)，為原材料及成品材料的選購定制標(biāo)準(zhǔn)，同時樂觀SAE已經(jīng)公布及正在制定的標(biāo)準(zhǔn)共計30項，涉及激光及電子束能量源、等離我國的增材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立起步較晚，主要是在《規(guī)劃》的推動下，于 2023年4月成立全國增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC562)，隨后由該組織逐步建立和完善的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系截至〔共計50余項，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)共計15項，主要是從技術(shù)、原材料、專業(yè)術(shù)語層面進(jìn)展根本標(biāo)準(zhǔn)。特別地，中國重視塑料、鈦合金零件制造，著力進(jìn)展熔器械生產(chǎn)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。三、3D打印有望從導(dǎo)入期進(jìn)入快速成長期3D20%，估量2026370億美元自20世紀(jì)80年月起，3D打印有了初步進(jìn)展而3D打印技術(shù)真正開頭產(chǎn)業(yè)化發(fā)生在 20世紀(jì)90年月。自2023年至20233D打印產(chǎn)值增長近4.2倍，到2023年到達(dá)126億美元。估量2023-2026年間將保持20%的年均復(fù)合增幅，到2026年有望到達(dá)372億美元。、3D歐美國家3D打印產(chǎn)業(yè)起步于上世紀(jì)80年月，其他地區(qū)則普遍起步于20世紀(jì)90年月中后期中國在技術(shù)方面起步并不算晚，但在產(chǎn)業(yè)化方面相對落后。依據(jù)沃勒斯全球3D打印細(xì)分產(chǎn)業(yè)調(diào)查結(jié)果顯示，2023年，3D打印設(shè)備實現(xiàn) 52.97億美元產(chǎn)值，占比44.3%，為三項產(chǎn)業(yè)占比最大其次是3D打印效勞與3D打印材料，分別占31.6%與24.1%。產(chǎn)業(yè)化方面，美國和歐洲在產(chǎn)業(yè)化方面優(yōu)勢明顯，3D打印產(chǎn)業(yè)鏈中多為歐美企業(yè)。2023年，美國以34.4%份額占據(jù)全球3D打印設(shè)備數(shù)量首位，而中國以10.8別占據(jù)9.3%與8.2%。全球3D打印產(chǎn)業(yè)區(qū)域構(gòu)造占比顯示，目前美國以40.40%的比例占據(jù)3D打印行業(yè)的主導(dǎo)地位，其次位為德國，占22.5%的市場份額。中國在全球3D打印產(chǎn)業(yè)中占18.6%，大約是美國的一半。日本和英國占據(jù)全球3D打印市場的比例大于5%，位居中國之后。、中國市場超速進(jìn)展，有望保持30%的年均增長率上個世紀(jì)九十年月，我國的一批科研院所開啟了 3D打印爭論工作經(jīng)過近三十多年的科技攻關(guān)中國3D打印產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，產(chǎn)值在全球的占比也不斷上升在全球市場的比重也不斷上升年占比將近18%。自2023年，在黨的十七大“加快建設(shè)制造強(qiáng)國，加快進(jìn)展先進(jìn)制造業(yè)”思想的指導(dǎo)下，我 國公布了一系列推動“增材制造”產(chǎn)業(yè)進(jìn)展的政策，并且將“增材制造”納入國家重點發(fā)展領(lǐng)域?！耙?guī)劃”為國內(nèi)3D打印技術(shù)進(jìn)一步開展指明白方向在政策的指導(dǎo)和科研人員的不斷努力下，近五年來我國的3D打印產(chǎn)業(yè)進(jìn)展迅猛。2023年2造標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)航行動打算(2023-20232023對接國際的增材制造型標(biāo)準(zhǔn)體系根本建立”。此外，為提升國際競爭水平，打算研制出80-100項增材制造“領(lǐng)航”標(biāo)準(zhǔn)，并推動國內(nèi)標(biāo)906年3D打印產(chǎn)業(yè)進(jìn)展態(tài)勢，前瞻產(chǎn)業(yè)爭論院推想，到2025年，我國3D打印市場規(guī)模將超過630億元，2023-2025年復(fù)合年均增速20%以上。〔CCID〕公布的數(shù)據(jù)顯示，我國的D打印設(shè)備市場年產(chǎn)值到達(dá)4億元，的是3D打印效勞市場，2023年的產(chǎn)值為64.463D打印材料研發(fā)水平較為局限，加上3D打印材料整體單價相對較低，因此目前規(guī)模最小、增速最慢。在2023總產(chǎn)值為50.59億元。2023年，我國3D打印材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)40.94分狀況來看，金屬材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模為15.56億元，非金屬材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模25.38億元，分別占38.01%與61.99%陶瓷、光敏樹脂等，廣泛應(yīng)用于消費品、醫(yī)療教育等行業(yè)。而目前，我國工業(yè)級應(yīng)用的金屬粉末〔3D打印技術(shù)〔SLS、SLM等〕對金屬粉末的外形、大小要求較為嚴(yán)格，金屬3D打印制作技術(shù)與設(shè)備還較為缺乏。從我國3D打印下游市場細(xì)分狀況來看，主要集中在民用消費、工業(yè)設(shè)計、航天軍工三大板塊。在2023年，中國3D打印應(yīng)用效勞產(chǎn)業(yè)構(gòu)造中，工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用效勞產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)29.23億元，占比達(dá)64%，消費領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)規(guī)模16.44億元，占比36%。、行業(yè)由導(dǎo)入期步入成長期，迎來快速增長階段綜合3D3D前行業(yè)增長率超過20%，在中國年均增長率甚至超過25%，依據(jù)相3D目前局部技術(shù)較為成熟、銷量開頭攀升、市場份額不斷擴(kuò)大、競爭者不斷涌入，符合成長期的特征。在將來還將有一段較長的成長期，最終過渡到成熟期，到達(dá)最高的產(chǎn)值和利潤總量。3D4.1、核心專利到期釋放時機(jī)，一輪專利搶占開啟1985年3D打印之父Hull提交了名為“UVPINC”的專利申請7年，ScottCrump〔FDM〕3D打印專利申請趨勢來看，早期的年專利申請量較為穩(wěn)定，在1985-2023年間，年均申請量僅為2023件，年均復(fù)合增速3.6%。2023年后，隨著各大高校院所樂觀參與爭論、3D打印公司深入布局核心專利，3D打印專利申請量迎來了爆發(fā)小高潮。4.1.1、核心專利退出，激發(fā)市場活力法，從專利申請日開頭計算的17年后，或者從專利備案日開頭的20年。結(jié)合時間線，可以看出很多領(lǐng)先的工業(yè) 3D打印專利在2023-2023年已經(jīng)退出霸主地位3D打印核心技術(shù)的釋放將大大削減相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)本錢，降低準(zhǔn)入門檻，鼓舞更多的企業(yè)參與市場競爭，激發(fā)市場活力。打印機(jī)的銷量快速增長，售價從數(shù)千美元跌到最低300美元，市場上涌現(xiàn)了不少中國制造的低價3D打印機(jī)。2023年是專利到期的“頂峰年”，3DSystems的3項專利〔涉及SLA光固化方法Stratasys的6〔涉及FDM3D列印制造商紛紛搶攻這項3DDeckard在20世紀(jì)90年月初申請的激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)的專利到期。2023年12月選擇性激光熔化技術(shù)〔SLM〕到期。同年12月，ZCorp公司關(guān)于“制作三維立體物體原型的方法和設(shè)備”的專利到期。過去5年內(nèi)，3D打印工藝核心專利的到期為行業(yè)帶來了的活力。伴隨著舊專利漸漸退出歷史舞臺，很多3D打印巨頭在全球范圍內(nèi)對專利進(jìn)展緊鑼密鼓的布置。Innography平臺公布的數(shù)據(jù)20的專利權(quán)人只有中國科學(xué)院是中國100的Stratasys公司等大量國外公司。這說明國外企業(yè)比較留意通過專利技術(shù)實現(xiàn)3D打印在中國市場的全面布局。從INCOPAT三名分別是德國巴斯夫、韓國LG十名中，美國企業(yè)占據(jù)一半，主要領(lǐng)域是航空航天。而中國僅有西3D結(jié)果看，德國巴斯夫?qū)＠麅r值最高；而韓國LG、美國通用、韓國三STRATASYS公司也有較多的高價值專利。西安交通大學(xué)的專利價值分布為中等水平，高價值專利比例不多。、資源并購整合加劇、模式消滅近年來，隨著行業(yè)從導(dǎo)入期漸漸過渡至成長初期，資源搶占、行業(yè)整合加劇。收購對象涵蓋包括效勞商、軟件公司、材料和設(shè)備廠商在內(nèi)的3D打印生產(chǎn)鏈企業(yè)。3D3D打印、生物醫(yī)療3D打印的投資也比較多。在國外，化工材料巨頭加大對3D打印復(fù)合材料的投資；此外還有一些創(chuàng)性的3D打印技A輪資本支持；針對3D產(chǎn)業(yè)配套方向，漸漸成長出優(yōu)質(zhì)創(chuàng)業(yè)公司?？傮w來說，3D打印相關(guān)企業(yè)融資案例主要發(fā)生在美國、德國、英國、以色列等3D打印技術(shù)較為成熟的國家；3D打印公司的技術(shù)，更留意生產(chǎn)制造的質(zhì)量和效率的提升，劍指批量化生產(chǎn)；金屬3D打印相關(guān)企業(yè)融資案例不多，但發(fā)生融資的一般金額都很大，產(chǎn)業(yè)已逐步進(jìn)展成熟，市場格局初具形態(tài)。2023年，GEAdditive收購瑞典Arcam公司和德國ConceptLaser公司。2023年，3DSystems收購了牙科材料公司Vertex-GlobalHolding公司。2023年，蔡司收購了德國GOM公司。資源的整合有利于3D打印企業(yè)市場布局，為客戶供給“一站式”效勞。與此同時，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，的行業(yè)模式也在不斷演進(jìn)。全球各地的增材制造工廠形態(tài)緩慢成型，從“原型制造”階段過渡到了依據(jù)需要、可靈敏的進(jìn)展工業(yè)規(guī)?；可a(chǎn)階段。如2023年西門子投資2023業(yè)型燃?xì)廨啓C(jī)3D打印研發(fā)基地和工廠，負(fù)責(zé)燃?xì)廨啓C(jī)零部件的快速原型設(shè)計、快速修理和快速生產(chǎn)。3D數(shù)字化效勞商、材料供應(yīng)商和專業(yè)3D打印企業(yè)會消滅，產(chǎn)品設(shè)計效勞會獨立或向下游消費企業(yè)轉(zhuǎn)移。同時還會消滅為3D打印產(chǎn)業(yè)供給支持效勞的第三方檢測驗證、金融、電子商務(wù)、學(xué)問產(chǎn)權(quán)保護(hù)等效勞平臺。3D打印應(yīng)用藍(lán)海起初，3D打印問世時設(shè)計的桌面級打印機(jī)主要效勞于消費領(lǐng)域，規(guī)模較小，增速較慢。近年來，3D打印技術(shù)已經(jīng)成為航空航天等高端設(shè)備制造及修復(fù)領(lǐng)域的重要技術(shù)手段，并逐步向建筑、服裝、食段以及藥研發(fā)、臨床診斷與治療的工具。3D打印將來重點應(yīng)用領(lǐng)域。、航空航天：3D3D打印技術(shù)已成為提高航天器設(shè)計和制造力氣的一項關(guān)鍵技近年來，由于航空航天構(gòu)件對于材料的性能〔如硬度、熔點等〕要求較高，國內(nèi)外3D打印技術(shù)的爭論主要集中在外形簡潔的功能性〔包括金屬、合金和金屬基復(fù)合材料動機(jī)是DD印也開頭用于、無人機(jī)以及衛(wèi)星的零部件。在模具鑄造方面，由于3D打印技術(shù)SLS熔模鑄造工藝無需制造蠟?zāi)盒?，縮短了鑄造用熔模的預(yù)備時間，具有速度快、本錢低的優(yōu)勢，格外適用于航空發(fā)動機(jī)簡潔鑄件研制階段所需進(jìn)展的反復(fù)鑄造工藝試驗。普惠公司承受 3D打印生產(chǎn)了超過10萬件部件和原型件， 包括鑄模、設(shè)備工具以及試驗臺架硬件等。普惠公司在PW1100G發(fā)動機(jī)的部件設(shè)計中，承受增材制造技術(shù)極大地削減了部件的研制時間以及原材料和本錢的鋪張，發(fā)動機(jī)單個零件的制造速度提高4-8倍，相比鍛造，局部零部件最多節(jié)約90%的材料。在零部件制造方面，承受 3D打印技術(shù)能夠削減大量零件的焊接組裝工作同時能實現(xiàn)更簡潔內(nèi)部構(gòu)造提高零部件性能GE公司承受3D打印技術(shù)制作航空發(fā)動機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，其將傳統(tǒng)工藝的20片部件組裝或焊接的構(gòu)造制造為一個部件這種方法得到的制件具有接近鍛造的材料性能。而且3D打印工藝能夠避開產(chǎn)生變形和形成微裂紋提高了燃油噴射系統(tǒng)壽命將近４倍重量減輕25%，研制本錢進(jìn)一步降低，估量能夠通過 50-100個增材機(jī)械實現(xiàn)每年40000個噴嘴的產(chǎn)量，這一生產(chǎn)率將能夠確保每月175臺發(fā)動機(jī)交付量。在修復(fù)制件方面，利用3D打印技術(shù)修復(fù)的航空發(fā)動機(jī)整體葉盤的高周疲乏性能優(yōu)于原始材料。通過大量根底技術(shù)爭論工作，國外已經(jīng)初步建立起整體葉盤的激光修復(fù)裝備、技術(shù)流程和相應(yīng)數(shù)據(jù)庫推動了整體葉盤激光修復(fù)技術(shù)的工程化應(yīng)用我國的相關(guān)科研機(jī)構(gòu)也 樂觀布局 3D打印激光修復(fù)技術(shù)。德國弗朗恩霍夫協(xié)會與MTU公司合作利用激光修復(fù)技術(shù)修復(fù)鈦合金整體葉盤北京航空制造工程爭論所承受激光修復(fù)技術(shù)修復(fù)了某鈦合金整體葉輪的加工超差，并成功通過了試車考核。在航天領(lǐng)域，歐洲航天局(ESA)和瑞士SWISSto12 公司開發(fā)出特地為將來空間衛(wèi)星設(shè)計的首個3D打印雙反射面天線原型，通過承受3D打印，不僅顯著增加天線的精度，還可降低本錢，縮短交付時間，增加射頻設(shè)計的靈敏性，最重要的是減輕部件質(zhì)量。美國航空噴氣發(fā)動機(jī)洛克達(dá)因公司(AerojetＲocketdyne)完成首批“獵戶座”載人飛船12個噴管擴(kuò)張段的3D打印任務(wù)使為期3周的制造時間比傳統(tǒng)制造工藝技術(shù)縮短了約40%。法國泰勒斯·阿萊尼亞航天公司將歐洲最大的3D打印零件(遙測和指揮天線支撐構(gòu)造，尺寸約45cm×40cm×21cm)用于Koreasat5A和Koreasat7遠(yuǎn)程通信衛(wèi)星，通過3D打印實現(xiàn)了質(zhì)量減輕22301–2個月。俄羅斯托木斯克理工大學(xué)(TPU)設(shè)計并制造的首枚外殼由3D打印的CubeSat納米衛(wèi)星Tomsk-TPU-120于2023年3月底搭載進(jìn)步MS-02太空貨運飛船被送往國際空間站。、汽車工業(yè)：3D汽車零部件：3D打印可以制造很多傳統(tǒng)工藝無法實現(xiàn)的簡潔構(gòu)造零件，例如點陣構(gòu)造、一體化構(gòu)造、異形拓?fù)鋬?yōu)化構(gòu)造等，這些簡潔構(gòu)造不僅降低零件的質(zhì)量，還能發(fā)揮其他功能性的作用。美國加利福尼亞州的FIT公司通過選擇性激光熔化3D打印技術(shù)制造布滿點陣構(gòu)造的仿生發(fā)動機(jī)氣缸蓋，該氣缸蓋質(zhì)量削減了66%，外外表積從823平方厘米增加到6052平方厘米，顯著提高了氣缸蓋668賽車應(yīng)用了3D可以削減材料的使用，減輕零件質(zhì)量，又可以保證高沖擊區(qū)域的強(qiáng)度，使發(fā)動機(jī)實現(xiàn)更充分地燃燒。關(guān)的，3DFractal的純電動概念車，該車的內(nèi)飾件外表具有凹凸不平的構(gòu)造，這些構(gòu)造是將白色尼龍粉末通過選擇性激光燒結(jié)3D打印方式制成，這種內(nèi)飾不僅可以削減聲波和噪聲水平，而且會使聲波從一個外表反射到另一個外表，從而實現(xiàn)對聲音環(huán)境的調(diào)整。/r