3D打印行業(yè)生態(tài)體系加速成形分析

3D打印行業(yè)生態(tài)體系加速成形分析3D打印行業(yè)生態(tài)體系加速成形隨著行業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用的深入，圍繞增材制造設(shè)備、軟件、材料、工藝及相關(guān)方向逐步形成了行業(yè)生態(tài)體系，包含增材制造設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)，材料的研發(fā)、制備，以及去除、回收等工藝及裝備，后續(xù)加工、精加工、熱處理等后處理，與傳統(tǒng)加工技術(shù)及裝備的結(jié)合，輔助設(shè)計軟件、工程處理軟件、仿真模擬軟件、智能處理軟件、云管理平臺以及工業(yè)化生產(chǎn)和調(diào)度的制造執(zhí)行系統(tǒng)等，各方面充分協(xié)同，形成了更系統(tǒng)化的解決方案，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。全球3D打印行業(yè)分析在各國政府和市場的共同推動下，增材制造技術(shù)不斷發(fā)展，研發(fā)速度也在不斷加快。數(shù)據(jù)顯示，2020年全球3D打印市場規(guī)模達(dá)127億美元左右，2021年市場規(guī)模增長到135億美元，預(yù)計在2026年全球3D打印市場規(guī)模將達(dá)到370億美元。從全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模分布看，美國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全球比重的40%；德國僅次于美國，是全球第二大3D打印設(shè)備供應(yīng)者和3D打印材料與服務(wù)提供者，產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比23%；其次是中國、日本、英國和其他國家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比分別為19%、8%、6%和4%。從全球3D打印細(xì)分產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看，來自3D打印服務(wù)的收入約75億美元，占比接近60%；全球3D打印設(shè)備銷售額約30億美元，占比24%；全球3D打印材料銷售額約21億美元，占比17%，同比增長10%左右。使用3D打印技術(shù)最多的為汽車工業(yè)，占比約16%；其次是消費領(lǐng)域/電子領(lǐng)域和航空航天，占比分別為15．4%、15%；醫(yī)療、學(xué)術(shù)機構(gòu)、能源等領(lǐng)域占比分別為14%、12%、11．6%。隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，全球3D打印行業(yè)正在迅速發(fā)展。3D打印技術(shù)可以用于制造各種復(fù)雜的物體，從而改變了傳統(tǒng)的制造方式。3D打印技術(shù)的發(fā)展也為全球3D打印行業(yè)帶來了新的應(yīng)用趨勢。首先，3D打印技術(shù)可以用于制造復(fù)雜的零件，從而提高了制造效率。3D打印技術(shù)可以快速制造出復(fù)雜的零件，而傳統(tǒng)的制造方式需要花費大量的時間和精力。此外，3D打印技術(shù)還可以用于制造復(fù)雜的外殼，從而提高了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。其次，3D打印技術(shù)可以用于制造定制化的產(chǎn)品，從而滿足客戶的需求。3D打印技術(shù)可以根據(jù)客戶的要求快速制造出定制化的產(chǎn)品，而傳統(tǒng)的制造方式需要花費大量的時間和精力。此外，3D打印技術(shù)還可以用于制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，從而提高產(chǎn)品的使用性能。最后，3D打印技術(shù)可以用于制造環(huán)保的產(chǎn)品，從而改善環(huán)境質(zhì)量。3D打印技術(shù)可以制造出環(huán)保的產(chǎn)品，而傳統(tǒng)的制造方式可能會產(chǎn)生大量的廢棄物。此外，3D打印技術(shù)還可以用于制造可回收的產(chǎn)品，從而減少對資源的消耗?？傊?，3D打印技術(shù)的發(fā)展為全球3D打印行業(yè)帶來了新的應(yīng)用趨勢，包括提高制造效率、滿足客戶需求、提高產(chǎn)品使用性能以及改善環(huán)境質(zhì)量等。3D打印技術(shù)的發(fā)展將為全球3D打印行業(yè)帶來更多的機遇，并為消費者提供更多的選擇。3D打印機市場發(fā)展現(xiàn)狀3D打印機，即快速成形技術(shù)的一種機器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，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(gòu)造物體的技術(shù)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。2020年世界3D打印市場規(guī)模約為154億美元，中國3D打印規(guī)模約為44億美元。預(yù)計2023年世界3D打印市場規(guī)模有望達(dá)到349億美元。作為世界3D打印發(fā)展較為迅猛的國家之一，中國3D打印設(shè)備市場占有率前五的公司分別是聯(lián)泰、Stratasys、EOS、GE、3DSystems，市場占有率均不超過20%，行業(yè)集中度并不高，行業(yè)發(fā)展大有可為。3D打印機的應(yīng)用對象可以是任何行業(yè)，只要這些行業(yè)需要模型和原型，因此其發(fā)展極為迅猛。根據(jù)中國海關(guān)數(shù)據(jù)，2021年我國3D打印機進(jìn)口數(shù)量為0．74萬臺，同比減少39．8%；出口數(shù)量為287．78萬臺，同比增加13．3%。從我國2021年3D打印機進(jìn)出口金額來看，我國3D打印機進(jìn)口金額為3802萬美元，同比減少24．6%；出口金額為58417萬美元，同比增加14．4%。我國3D打印機進(jìn)口主要源自中國臺灣、荷蘭、美國、匈牙利等國家及地區(qū)。3D打印機整體進(jìn)口數(shù)量較少。2021年中國3D打印機主要進(jìn)口省市為廣東省、上海市、北京市。其中廣東省進(jìn)口3D打印機5689臺，約占進(jìn)口3D打印機總量的77%。其次分別為上海市704臺；北京市253臺。中國3D打印機出口數(shù)量近年來屢創(chuàng)新高。出口目的地遍及全球，2021年我國3D打印機出口主要出口目的地為美國、俄羅斯、德國、英國及比利時等歐美國家。美國擁有全球最大的3D打印市場，對3D打印機的需求極為龐大，也是我國3D打印機的第一出口目的地。2021年向美國出口3D打印機約98．6萬臺，占我國3D打印機出口總量的34．3%。目前我國3D打印機出口主要省市為廣東省、浙江省、湖南省等，其中廣東省占據(jù)了我國3D打印機出口的絕大部分份額。2021年廣東省出口3D打印機約196萬臺，占我國3D打印機出口總量的68%。從2015-2021年的3D打印機進(jìn)出口均價來看，進(jìn)口價格與出口價格差距明顯。2021年我國3D打印機進(jìn)口均價約為5144美元/臺，；出口均價卻僅為203美元/臺。主要原因是進(jìn)口產(chǎn)品以高端3D打印機為主，而出口產(chǎn)品多為家用小型3D打印機。3D打印材料行業(yè)發(fā)展方向現(xiàn)今，已經(jīng)有300多種適用于3D打印的材料問世。對于3D打印的應(yīng)用前景還很依賴于3D打印材料的研發(fā)以及其市場化推廣。3D打印材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀顯示在我國，市面上相對較為流行的3D打印設(shè)備是桌面打印機，但相比國外，我國3D打印材料的科研水平還處于起步階段，有很大的發(fā)展空間。3D打印材料將更加多元化，滿足3D打印技術(shù)的發(fā)展和市場的需求。我國雖然在3D打印材料和打印技術(shù)領(lǐng)域起步較晚，但是通過科研單位和科研人員的聰明才智，我國在3D打印領(lǐng)域的發(fā)展會越來越好，更多的3D打印材料會貼上自主研發(fā)的標(biāo)簽，進(jìn)一步促進(jìn)我國3D打印市場的發(fā)展，讓3D打印產(chǎn)品走進(jìn)千家萬戶。發(fā)展現(xiàn)狀：下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長3D打印即快速成型技術(shù)的一種，又稱增材制造，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，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(gòu)造物體的技術(shù)。從3D打印行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈來看，上游行業(yè)主要包括原材料、核心硬件以及輔助工具等等；中游主要包括設(shè)備制造廠商和3D打印服務(wù)解決商；下游行業(yè)主要應(yīng)用于機械制造、航空航天、汽車、醫(yī)療、教育、文化等等，特殊應(yīng)用主要包括生物、食品、建筑、人像打印等等。3D打印材料是支撐3D打印的中游環(huán)節(jié)之一，據(jù)統(tǒng)計，3D打印材料主要分為金屬材料和非金屬材料兩大類別，其中金屬材料主要是以粉末的形式存在，而非金屬的應(yīng)用相對廣泛，主要包括工程塑料、光敏樹脂、合成橡膠、陶瓷以及其他非金屬材料。工程塑料是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的3D打印材料，具有耐沖擊性、耐熱性、抗老化性等特點；液態(tài)的光敏樹脂因具有固化速率快、耐高溫、光敏感性等特點，在制作精度較高的零件方面應(yīng)用較廣；合成橡膠具有良好的拉伸強度，主要適用于醫(yī)療設(shè)備、汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域；陶瓷的化學(xué)穩(wěn)定性較好且耐腐蝕性強，廣泛應(yīng)用于航空航天、生物行業(yè)等領(lǐng)域。隨著上游原材料的品種的不斷豐富，極大的推動了3D打印行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，也促進(jìn)該行業(yè)有消費級市場向高端制造市場拓展。就目前而言，我國3D打印行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域主要包括工程機械、航空航天、汽車、消費&電子、醫(yī)療&牙科、學(xué)術(shù)機構(gòu)、政府、建筑、其他。在工程機械方面，3D打印技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在3D打印增材技術(shù)、與CNC技術(shù)結(jié)合、改變應(yīng)機械制造格局等方面，對于提高整體的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有著重要作用；在航空航天方面，3D打印技術(shù)能快速制造一些復(fù)雜的零部件，并且還能快速修理現(xiàn)有的零部件；在汽車方面，可以應(yīng)用于汽車外形設(shè)計的研發(fā)，可以短時間內(nèi)打印出模型，同時可以快速制作造型復(fù)雜的零部件和實現(xiàn)小批量定制部件。3D打印技術(shù)受政策影響不斷提高，加之下游行業(yè)的快速發(fā)展，對3D打印設(shè)備的需求量激增，進(jìn)而導(dǎo)致該行業(yè)市場規(guī)模進(jìn)一步拓展。據(jù)統(tǒng)計，我國3D打印行業(yè)市場規(guī)模上升趨勢明顯，在2017年市場規(guī)模只有98億元，到了2021年3D打印市場規(guī)模達(dá)到了265億元，增加了167億元，預(yù)計在2022年保持增長趨勢，市場規(guī)模達(dá)到344．5億元。從2021年細(xì)分領(lǐng)域營收情況來看，3D打印設(shè)備的營收占比超過50%，位居首位，可見，其設(shè)備是3D打印行業(yè)的主要部分，其次，3D打印服務(wù)營收占比為21%，材料占比為16%。隨著3D打印技術(shù)的不斷推廣和普及，用于個人消費的3D打印設(shè)備銷量快速增長，根據(jù)中國海關(guān)數(shù)據(jù)，在2021年我國3D打印出口數(shù)量為287．3萬臺，較2020年增長了13%；2022年前三季度的出口數(shù)量為145．2萬臺，較2021年同期增長25個百分點。從近幾年的數(shù)據(jù)來看，中國3D打印出口數(shù)量呈現(xiàn)不斷上升的狀態(tài)，在2017-2020年間，出口數(shù)量從65．6萬臺上升到253．9萬臺，隨著基數(shù)的不斷增大，其增長率從2017年的85%下降至2019年的42%，再上升至2020年的77%。隨著國家政策的不斷扶持，3D打印行業(yè)技術(shù)得到持續(xù)的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)3D打印行業(yè)專利申請量的提高。從3D打印專利申請量來看，在2017-2020年間，中國3D打印專利申請量處于不斷上漲的趨勢，從2017年的5718項增加到2020年的7501項，到2021年專利申請量逐漸下降，降至6618項，較2020年下降了12%，2022年其專利申請量也處于下降趨勢，為3597項，較2021年整年減少3021項。企業(yè)格局：企業(yè)營收上漲，研發(fā)投入增強在2021年中國3D打印行業(yè)營業(yè)收入過億的企業(yè)有50家，這50家企業(yè)全年總營業(yè)收入約為110億元，而2020年營收過億的相關(guān)企業(yè)只有32家，同比上升了56%。從企業(yè)競爭層次分布來看，創(chuàng)想三維、縱維立方位于第一梯隊，其營業(yè)收入超過10億人民幣；位于第二梯隊的是鉑力特、先臨三維、聯(lián)泰科技，營業(yè)收入超過5億；第三梯隊的是光華偉業(yè)、金石三維，營業(yè)收入超過2億，可見，頭部企業(yè)與第二第三梯隊的營業(yè)收入差距不大；威拉里、極光科技位于第四梯隊，營業(yè)收入超5千萬人民幣。鉑力特是一家專注于工業(yè)級金屬增材制造的高新技術(shù)企業(yè)，整體實力在國內(nèi)外金屬增材制造領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。公司圍繞金屬增材制造產(chǎn)業(yè)鏈，開展金屬3D打印設(shè)備、金屬3D打印定制化產(chǎn)品及金屬3D打印原材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，同時亦向客戶提供金屬3D打印工藝設(shè)計開發(fā)及相關(guān)技術(shù)服務(wù)。從企業(yè)總營業(yè)收入來看，在2017-2021年間，鉑力特營業(yè)收入從2017年的2．2億元增長到2021年的5．52億元，到2022年前三季度，該公司的總營業(yè)收入為5．2億元。先臨三維是專注基于計算機視覺的高精度3D數(shù)字化軟硬件技術(shù)的科技創(chuàng)新企業(yè)，主要從事齒科數(shù)字化和專業(yè)3D掃描設(shè)備及軟件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，總營業(yè)收入在2017-2021年間處于上升趨勢，但是在2020年受新冠疫情影響，主營業(yè)務(wù)收入下降，在2021年又逐漸增長至5．67億元，到2022年前三季度，該公司的主營業(yè)務(wù)收入達(dá)到5．48億元。在3D打印方面，齒科3D打印機是公司自主研發(fā)的齒科數(shù)字化產(chǎn)品，其營業(yè)收入從2019年的1．9億元降至2021年的0．46億元。從企業(yè)毛利率來看，鉑力特和先臨三維兩家企業(yè)毛利率整體呈上升趨勢，其中鉑力特毛利率從2017增長至2020年，在2020年達(dá)到近幾年的最高，為52．72%，到2021年毛利率逐漸下滑，降至48．23%。先臨三維毛利率在2019年下降，從2018年的51．98%下降到2019年49．17%，在此之后，毛利率逐漸增長，到2021年先臨三維毛利率增長至59．87%，較2020年毛利率上升了10．20%。從企業(yè)研發(fā)投入來看，鉑力特堅持產(chǎn)學(xué)研融合的戰(zhàn)略方向，當(dāng)前在多方面競爭優(yōu)勢顯著，在2017-2021年間，鉑力特的研發(fā)投入一直處于增長狀態(tài)，到2021年，公司的研發(fā)投入達(dá)到1．14億元，占總營業(yè)收入的比重為20．69%。先臨三維通過自主研發(fā)，可以提高3D打印設(shè)備的延展性和穩(wěn)定性，利于后續(xù)研發(fā)能力的提升，并且便于上下游原材料、軟件的對接，以及軟件、產(chǎn)品升級換代，其研發(fā)投入在2020年受疫情影響下降，到2021年有上升至1．44億元，占總營業(yè)收入的比重為25．37%。需求持續(xù)擴容，未來3D打印行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟊娝苤?，科技?chuàng)新在各行各業(yè)的發(fā)展中都起到至關(guān)重要的作用，3D打印行業(yè)也是如此。隨著全球3D技術(shù)的發(fā)展和推廣，對3D打印材料行業(yè)的需求不斷增加，3D打印行業(yè)技術(shù)的特殊性對材料行業(yè)的依賴性較大，使得3D打印材料行業(yè)的市場參與者逐漸增多，行業(yè)利潤有所增加，3D打印材料的技術(shù)壁壘也將進(jìn)一步增加，可見，行業(yè)仍需加大研發(fā)投入力度，以擴大3D打印行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域。預(yù)計未來十年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)將仍處于高速增長期，而中國在不斷突破技術(shù)壁壘的過程中，產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長，進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化時期。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)快速擴展趨勢。未來，3D打印技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)從簡單的概念模型向功能部件直接制造方向發(fā)展，行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?D打印行業(yè)概述3D打印是快速成型技術(shù)的一種，又稱增材制造，它是一種以數(shù)字模型wenjian為基礎(chǔ)，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(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)的，常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車、航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上游為激光器、振鏡、三維掃描設(shè)備、3D打印軟件、粉末原料等；中游為3D打印設(shè)備生產(chǎn)廠商，其中部分也提供打印服務(wù)