3D打印技術在未來10年內將有實質性突破
點擊量：398 發布時間（jiān）：2017-02-16 作者：快猫视频APP下载安装（mài）（上海）增（zēng）材製造技術有限公司
目前（qián），國內的3D打印主要集中在家（jiā）電及電子消費品、模具（jù）檢（jiǎn）測、醫療（liáo）及牙科正畸、文（wén）化創意及文物修複、汽車及（jí）其他交（jiāo）通工具、航空航天等領域。2012年，中國（guó）3D打印機市場規模達到1.61億美元，至（zhì）2015年達到7.78億美元。
3D打印產業在中國發展了這麽多年，對於中國3D打印產業發展情（qíng）況，可能我們還沒有一個全麵的了解，今天推薦的這（zhè）篇文章從3D產業的技術、競爭格局（jú）、上下遊需求（qiú），發展（zhǎn）前景和趨勢等方麵進（jìn）行了全麵的呈現，可以讓大家對3D打印有一個清晰（xī）的了解。
中國3D打印產業已（yǐ）經發展二十年左右，如今已然成為國（guó）內各（gè）大企業爭相投（tóu）資的熱點，在3D產業發展如火如荼（tú）的今天，中國3D打（dǎ）印產業仍處於產業發展的初始階段。雖然（rán）潛力巨大，但市場規模仍然較小，3D打印（yìn）企業公司需要在（zài）商業模式、產品耗材、與傳統工業結合等多個方麵，都有待進一步探索。在這樣的背（bèi）景下，把握好產業發展脈博、理性投資也便顯得極為關鍵。
一（yī）、中國3D打印產業發展狀況分析
(一)中國3D打印產業發展現狀
1、研發技術
我國已有部分技術處於世（shì）界先進水平。其中，激光直（zhí）接加工金屬技術發展較快，已基本滿足（zú）特種零（líng）部件的（de）機械（xiè）性能要求，有望率先應用於航天、航空裝備製造;生物細胞3D打印技術取得顯著進展，已可以製造立體的模擬生物組織，為我國生（shēng）物、醫學領域尖端科學研究提供了關鍵的技術（shù）支撐（chēng）。
2、競爭力優勢
目前，依托高校成（chéng）果，對3D打印設備進行產業化運作的公司實體主（zhǔ）要有：陝西恒通智能機器(依托西安交通大學)、湖北濱湖機（jī）電(依托華中科技大學)。這些公司都（dōu）已實現了一定程（chéng）度的產業化，部分（fèn）公司生產的便攜式桌麵3D打印機的價格（gé）已具（jù）備國際（jì）競（jìng）爭力，成功進入歐美市場（chǎng）。
3、3D打印機市場（chǎng）發展迅速
目前，國內的3D打印主要（yào）集中在家電及電子消費品、建築、教育、模具檢（jiǎn）測、醫療及牙科正畸、文化創意及文物修複、汽車及其他交通工具、航空航天等領域。前瞻估計（jì），3D打印機在國內企業裝機量在400台左右（yòu）。
打印產業市場規模分析
目前，國內的3D打印主要（yào）集中在家電及（jí）電子消費品（pǐn）、模具檢測、醫（yī）療及牙科正畸、文（wén）化（huà）創意及文（wén）物修複、汽（qì）車及其他（tā）交通工具、航空航天等領域（yù）。2012年，中國3D打印機市場規模達到1.61億美元（yuán），至2015年，中國3D打印市（shì）場規模達到7.78億美元，複合（hé）增長率為69%。
3D打印產業產業化程度分析
目前中國3D打印技術發展麵臨諸多挑戰，總體處於新興技術的產業化初級（jí）階段（duàn），未來3D打印技術最有可能在美國和中國率先大規模產業化。3D打印技術產業發展已經上升為美國（guó）的國家戰略。中國雖然（rán）至今還沒有出台國家戰略，但主管部門在積極製定相關產業扶持政策，科技部已經（jīng）將3D打印（yìn）技（jì）術納入國家（jiā）863計（jì）劃。
中（zhōng）國3D打印處於（yú）初級（jí）階段的主要表現：
3D打印產業創新能力分析
1、建立3D打印技術創新中心
截止到2014年末，中國3D打印技術產業聯盟（méng）表示為促進3D打印技術產業化，將首批選擇10個工業（yè）城市（shì）集中建設3D打印技術產（chǎn）業（yè）創新中心。計劃投資2000萬元，地方政府按照（zhào）1：1配套扶持（chí）。3D產業聯盟已經與南京等城市簽署中國3D打印技術（shù）產業總部基地和中國3D打印技術產業創新中心合作協議。
創（chuàng）新中心的成立將推動我國3D打印技術的迅（xùn）速發展。創新中心包含3D打（dǎ）印技術的產品展（zhǎn）示中心、科普和教育中心、加工和服務中心、研發中心。創新中心起步階段並不（bú）主張直接賣產（chǎn）品（pǐn），而是先做加工（gōng）服務。待時機成（chéng）熟後，用（yòng）戶企業已經全麵掌握了3D打（dǎ）印技術，再將產品配套給用戶。
2、3D打印應用領域不斷創新
目前3D打印（yìn）技術在工藝裝備、材料研究、工程應用（yòng）方麵還有（yǒu）很大的創新空間。未來國內3D打印材料創新研究方麵將涉足高介電陶瓷等超穎材料，應用領（lǐng）域將主攻航空航天製造、活性器官再造等。
(二)中（zhōng）國3D打印產業技術發展現狀
中國3D打印技術發展現狀（zhuàng）
目（mù）前，3D打印產業主要成形技術主要（yào）包括立體（tǐ）光（guāng）刻、立體光固成型、PVC塑料燙印（yìn）複膜、熔融擠出成型、三維噴繪打印、數字光處理。自從上世紀80年代中（zhōng）期SLA成型技（jì）術發（fā）展以來到90年代後（hòu）期（qī），出現了十幾種不同（tóng）的快速成型技術，除前述幾種外，典型（xíng）的還有3DP、SDM、SGC等。其中，SLA、LOM、SLS和FDM四種技（jì）術，目（mù）前仍然是3D打印技術的主流。
中國3D打印熱門技術分析
從（cóng）我國3D打印熱門技術的專利技術申請分布來看，B29C67/00分（fèn）布量最多，擁（yōng）有1163個專利（lì）技術;其次是（shì）B22F3/115、B22F3/105，分（fèn）別（bié）有241個和134個。
中國3D打印產業專利申請分析
從圖中可以看出，我國3D打印技（jì）術申請數量主要集（jí）中在2014年，占2005-2013年申請（qǐng）數量的（de）59%。專利公開數量同樣主要集（jí）中在2014-2015年，占全部公開數量的93%。
(三)中國3D打印產業市場競爭格局
3D打印產業（yè）價格分布情況
3D打印機隨用途的不用價位（wèi）也（yě）不同（tóng），一（yī）般商用打印機（jī）價位較高，價位為幾萬到（dào）幾十萬（wàn）不等;國內購物網站上已經可以購買到廉價的3D打印機價格在（zài）3000至（zhì）5000元不等，並（bìng）配有（yǒu）快速入門指南、相（xiàng）應軟件下載、機器矯正（zhèng）等介紹。隨著3D打印技術的應用（yòng）越來越（yuè）廣泛（fàn），各種耗材、打印機的價格必將呈現下降趨勢，未來3D打印機完全有可能像傳統打印機一（yī）樣，成為每家每戶都買得起、用得上的設備。
3D打印產業企業競爭情況
國內已有的公司和產業平（píng）台，大多依托高校和科研機構（gòu），走“產學研”共建的發展模式（shì）。如武漢濱湖（hú）機電技術產業有限公司，自1991年期開始3D打印技術的研究，已獲（huò）得多項技術專利。北（běi）京太爾時代科技有限（xiàn）公司，前身是北京殷華激光快速成形與模具（jù）技術有限公司，成立於1993年。從事多種技術（shù）工藝（yì）的3D打印設備生產。2011年，公司銷售256台（tái）打印設備，是國內（nèi）技術商業化較為成功的企業。
3D打印產業應用領域分布
3D打印應用的領域廣泛，3D打印在下遊應用行業和具體用途領域的分布反映了這一技術具有的優勢和（hé）特點，同時也反映了這一（yī）技術的局限和在發展過程中（zhōng）尚需完善的地方。前瞻分析認為，3D打印機需求量較大的行業包括政府、航天和國防（fáng）、醫療設備、高科技、教育業以及製造業。目前，應用領域排名前三的是汽車、消費產品和商用機器設備，分別占市場份額的31.7%、18.4%和11.2%。
(四)中國3D打印產業企（qǐ）業競爭格局
3D打印機設備製造商格局
現階段，主流類別的3D打印技（jì）術在國內基本都（dōu）能找到對應（yīng）的生產企業。部分生產企業是從90年代起，便進入這一（yī）領域，有一定的技術和市（shì）場積累。
成立於2009年的杭州銘展網絡科技公司是（shì）3D打印機的生產者和代理商。公司是3D Systems部分產品的中國區代理服務商，同時也（yě）基於開源（yuán）3D打印（yìn）技術製（zhì）造出了個人3D打印機係列，目標是批量生產經濟型家用打印機，以方便設計師、工程師、科技人員甚至普通愛好者的使（shǐ）用。
南京寶岩自動化有限（xiàn）公司則自主研發了3D打印機，既有家用型版本，可打印手機座（zuò）、茶杯、梳（shū）子等生活（huó）用（yòng）品;也有冰櫃大小（xiǎo）的大型（xíng）彩色3D打印機，用於打印齒輪、螺帽、零部件等模型，市場售價在1萬-25萬元之間。2012年，該企業計（jì）投資（zī）600萬元實現3D打印機量產。
3D模型軟件供應商格局
3D模型設計是3D打印的基礎，而模（mó）型設（shè）計工具的需求將隨（suí）著3D打印技術的推廣而大（dà）大增加。目前的3D建模軟件使用複雜、價格昂貴，普通用戶無法承受。因此，價廉物美、使用便捷的建（jiàn）模軟件將會在未來的3D打印市場中占據重要（yào）的地（dì）位。
總（zǒng）部位於中國台北的軟硬件及顧問（wèn）服務解決方案提供商實（shí）威（wēi）國際則經（jīng）營3D打印機相關軟件，其（qí）產品涉（shè）及3D設計軟件（jiàn）、3D產品文件編（biān）寫，可以加強客戶建立2D、3D圖檔和動畫的能力。在2012年8月的中國台北國際模具（jù）暨模具製造（zào）設備展（zhǎn）上，實威國際就展出了3D產品設計Solidworks係列軟件（jiàn），協助縮短製造業研（yán）發時間。
3D打印（yìn）材料供應商格局（jú）
3D打印材料技術（shù）的發（fā）展直接決（jué）定了3D打印（yìn）機能製造出（chū）多少種東西，以及打印出的產品能不能完全（quán）取代傳統製造業的產品。更好（hǎo）的（de）材料質量、與（yǔ）之匹配的打印技術、更便捷的使用（yòng）方式將是材料製造商（shāng）的追求目（mù）標。
目前3D打印可（kě）選用的材（cái）料有（yǒu）石膏材料、ABS材料、橡膠、PC材料、金屬等。不同材料價格差（chà）異很大。目前使用較多的是ABS等容易被光固化的（de）材料。Shapeways打（dǎ）印的（de）物品已超過一百萬件（jiàn），意味著目前對於材料的需（xū）求已經達到千噸的級（jí）別。未來3D打（dǎ）印市場（chǎng）對於打印材料(如ABS)的需求可能會達到每年十萬噸的級別。與（yǔ）目前中國市場（chǎng）月需求量相（xiàng）當。
3D打印機服務商格局
中國3D打印下遊（yóu）服務商有中航重機股份有限公司，南方風機股份有限公司等上市公司。
二、中國3D打印產業下遊（yóu）行業需求分析
(一)生物醫藥領域對3D打印的需求分析
生物醫藥領域發展（zhǎn）狀況分析
在醫療行業，特別是修複性醫（yī）學領域，個性化需求十分明顯（xiǎn）。用於治療個體的產品，基（jī）本上（shàng）都是定製化的，不存在標準的（de）量化生（shēng）產。而（ér）3D打印技術的引入（rù），降（jiàng）低了定製化（huà）生產的成本。因此，近些年來，這一技術在醫療（liáo）領域的使用比例持續上升。3D打印技術在醫療領域的主要應（yīng）用如下：
生物醫藥領域3D打印應用現狀
3D打印相比傳統製造業，一個區別在於其“個性化”特征。3D打印最適合臨床醫學，因為每個（gè）病人要（yào）用的“零部件”，都必須個性化定（dìng）製。以（yǐ）牙套設計（jì）為例，采用3D打印進行製造的隱適美牙套，由於可按照牙（yá）齒情況進行定做，因此更加舒適（shì），且（qiě）采用透明高（gāo）分（fèn）子材料，達到隱形的效（xiào）果。目前Align Technology公司的營業額接近5億（yì）美元。
生物醫藥（yào）領域3D打印應用案例（lì）
最近，一位83歲的老（lǎo）人由於患（huàn）有慢（màn）性的骨（gǔ）頭感（gǎn）染，因此換上了由3D打印機“打印”出來的下顎骨，這是世界上首位（wèi）使用3D打印產品做人體骨骼的案（àn）例。
生（shēng）物醫藥領域3D打（dǎ）印需求（qiú）前景
1、3D打印在醫學領域發展仍然保持高速增長
就相關醫學領域未來發展（zhǎn）趨勢來（lái）看，3D打（dǎ）印的應用仍然會保持較高增速。
1)隨著（zhe）全球（qiú）老（lǎo）齡化程度的提升，修複性醫學中的結構性移植器官（guān）的使用將會持續增長，特別是牙科領域，這一方麵的發展（zhǎn）已相對成熟;2)微創手術（shù），和（hé）針對不同身（shēn）體條件個體（tǐ）的手術設計在近些（xiē）年來逐漸發展，對手術工具性能和複雜程度提（tí）出更高的要求。前瞻認為，未來這一方麵的發展仍然具備較大空間。
2、未來向功能性的人體器官研究發展
此外，在醫療領域未來發展中，最具有想象（xiàng）空間是3D生（shēng）物打印技術，可以（yǐ）“打印”出功能性的（de）人體器官。它利用幹細胞為材料，按3D成型技術進行製造。一旦細胞正確著位，便可以生長成器（qì）官，“打印”的新生組織會形成自給的血管和內部結構。在這一領域領軍的Organovo公司，已經成功研發打印出心肌組織，肺髒，動靜脈血管等，如圖為使用（yòng）生物打（dǎ）印技術製造培育的（de）腎髒內部血管組織。目前這一技術的應用尚處於試驗階段，但近十年內有望逐步應用於器官移植手術中。
(二)航空航天業（yè）對3D打印的需（xū）求分析
航空航天業發展狀（zhuàng）況（kuàng）分析
1、中國軍（jun1）用飛機發展狀況
2015年，中國現有軍用飛（fēi）機（jī）的數量為2860架，位列全（quán）球第三（sān）位，占全球軍用飛機總量的6%。第（dì）四代戰機、大型運輸機、航母艦載機等新機型已成功試飛，軍用飛機未來幾年（nián）將麵臨更新（xīn）換代的（de）需（xū）求高峰期（qī）。
2、中國通（tōng）用飛機發展狀況
2015年底，通用航空企業適航在冊航空器總數達到2127架。
航（háng）空（kōng）航天業3D打印應用現狀
現（xiàn）階段，3D打印技術對航空業的貢獻，相對（duì）於每年約5000億美元的行業產值而言顯得微乎（hū）其微。主（zhǔ）要應用包括：1)無人飛行器的結構件加工;2)生產（chǎn）一些的特殊的加（jiā）工、組裝工具（jù）;3)渦（wō）輪葉片、擋風窗體框架、旋流器等零（líng）部件的加工。
航空（kōng）航天業3D打印需（xū）求前景
3D打印技術在未來（lái）航空領域的應用得益於該行業（yè）發展的（de）兩個趨勢特點
1、3D打印零部件（jiàn）設計需求不斷（duàn）增大
主要包括機體結構的輕質化和（hé）基於部件設計對飛行性能的提高。
2、私人（rén）飛行器的設計發展和（hé）定製化需求的增（zēng）長
通用航空和無人機製造領域的定製（zhì）化需求相對商用領域會更多。小批量，複雜（zá）一體化的設計部件的生產會成為主流，而（ér）借助3D打印技術會更容易實現。現階段，波音和一些（xiē）通用航空製造商，已經（jīng）開始應用這一技術進行噴氣機（jī）和（hé）直升機的設計（jì）和製造。
(三)機器設備行（háng）業對3D打印的需求分析
機器設備行業發展狀況分析
2010-2015年，中國通用（yòng）設備製造業保持穩定的增長速度，同比增長率維持在7%左右（yòu）。2015年，中國（guó）通用行業總資產達到4.03萬億元，同比增長7.03%。
機器設備行業3D打印應用現狀
中（zhōng）國3D打印在機器設備領域應用範圍較廣，主要應用於機器設備的零部件打印。許多通用機器設（shè）備的零部件複雜構（gòu）造使用3D打印（yìn）可（kě）以提高效率和精確度。
機器設備行業3D打印應用案例
法士特公司在2012年5月（yuè），購買了3D打印機並開始投（tóu）入使用。目前，3D打（dǎ）印技術（shù）主（zhǔ）要（yào）應用在企（qǐ）業變速器關鍵零部件開發、總成可裝配性驗證等領域。采用該項技術的目（mù）的是運用快速成型技術在設計早期驗證產品（pǐn）裝配可行性，可及（jí）時發現（xiàn）產品設計的差錯，快速驗證關鍵（jiàn）、複（fù）雜零部件的原理及可行性。
機器設備行業3D打印需求前景
隨著3D打印技術的進一步成熟，金屬打印材料（liào）的應用（yòng），設備及打印材料的價格下降，未來幾年內，3D打印技（jì）術在通用設備零部件研發領域會得到越來越廣泛的應用。許多企業不斷創新產品研（yán）發理念，積極采用新工藝、新技術，率（lǜ）先在行業引進了3D打（dǎ）印技術，並開始應（yīng）用於重點產品設計研發領域（yù），有效縮（suō）短了（le）關鍵零（líng）部件的研（yán）發周（zhōu）期，成為國內零部件行業率（lǜ）先（xiān）應用該（gāi）項技（jì）術的企業。
三（sān）、中國（guó）3D打印產業發（fā）展趨（qū）勢與前景
(一)中（zhōng）國3D打印產業（yè）發展趨勢分析
3D打印（yìn）產業近期發展趨勢
1、3D打印帶（dài）來服務（wù）和影響模式的創新
3D打印產業鏈涉及到（dào）很多環節，包括3D打（dǎ）印機設備製（zhì）造（zào）商、3D模型軟件供應（yīng）商、3D打印機服務商和3D打印材料的供應商。因此圍繞3D打印的產業鏈會產生很多機會。在3D打印產業鏈裏，除了出現大品牌的生產廠商外，也有可能出現基於3D打印提供服務的巨頭。
2、3D打印產業將麵（miàn）臨諸多的挑戰
目前中國3D打印技術發展麵（miàn）臨諸多挑戰，總體處於新興技術的產業化初級階段，主要表現在：一是產業規模化程度（dù）不高。3D打印技（jì）術大多還停留在高校及科研機構的實（shí）驗室內，企（qǐ）業規模普（pǔ）遍較小。二是技術創新體係（xì）不健全。創新資源相對分割，標準、試驗檢測、研發等公共服務平台缺乏，尚未（wèi）建立起產學研用相結合的技術創新體係。三是產業政策體係尚未完善。缺乏前瞻性、一致性、係統性的產業（yè）政策體係，包括發展（zhǎn）規劃和財稅（shuì）支持（chí）政策等。四（sì）是行業管理亟待加強;五是教育和培訓製（zhì）度急需加強。
3D打印產（chǎn）業（yè）長期發展趨（qū）勢
綜合3D打印產業的技（jì）術特點（diǎn）和發展現狀，我們認為未來行業發展存在以下趨勢特點（diǎn）：
1、3D打（dǎ）印個人消費保持高速增（zēng）長
隨著“個人製造”的興起，在個人消費領域，3D打（dǎ）印行業預計仍會保持相對較高的增速。
2、3D打印金屬材料應用程度不（bú）斷加深
在（zài）工業（yè）消費領域，由於3D打印金屬材料的不斷發展，以及金屬本身在工業製造中的廣泛應用。
3、產業鏈上的專業分工會進（jìn）一步深化
現階段，主要的3D打印企業一般以材料供應，設備製造和打（dǎ）印服務的綜（zōng）合形式存在。這是由產業發展初期技（jì）術推廣和市場規（guī）模的限製所致。
4、國內3D打印市場前景廣闊
國內（nèi）3D打印技術（shù）的推廣與應用尚（shàng）在起步階段，無論是工業（yè）應用，還是個人消費領域都存在廣（guǎng）闊的發展前景。
(二)中國3D打印產（chǎn）業發展（zhǎn）前景預測（cè）
3D打印產業市場規（guī）模預測
2012年，中國（guó）3D打印市場規（guī）模為10億元（yuán），2014年市場規（guī）模達到50億元，《國家增（zēng）材製（zhì）造發展（zhǎn）推進計劃(2014-2020年)》重點提出至2017年要培育5至10家年（nián）產值超過5億元、具有較強研發和應用能力的（de）3D企業，並支持3D打印企業境內外上市。初步預計，2016年我國（guó）3D打印市場規模（mó）可達到100億元，2021年達到400億元左（zuǒ）右，年複合增長（zhǎng）率約為32%。
3D打印與（yǔ）互聯網的（de）融合前景
3D打印與互聯網融合的提出，就必須先要弄清楚，3D打印在製造業中所處的位置，以（yǐ）及未來3D打印在製造業中（zhōng）將會向哪個方向發展。
小（xiǎo）編認為：以3D打印和大數據為基（jī）礎的分布式製造，這種（zhǒng）製造模式將徹底（dǐ）打通互聯網也和製造業，給人類帶來深刻的社會變革。
3D打印在民用（yòng）領域的應用前景
基於上文的模式，我們可以想象一下，未（wèi）來的服裝店，將會把顧客的身材數據掃描之後（hòu）傳輸到（dào）雲端數據庫，配合設計師的設（shè）計方案，以最貼身、最舒（shū）服（fú）的結果，將產品打印出（chū）來。這種在家裏就可以完成的服裝（zhuāng）設計、生產（chǎn）方式，值得各界廣泛關注和思考。
當然，現有的3D打印技術，特別（bié）是桌麵級的技術，還不能達到無所不能（néng）的程度，但同樣也是遵守摩爾（ěr）定律的，相信（xìn）在（zài）未來5至10年，3D打印技術將會（huì）有巨大（dà）的（de）突破。
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