3D打印的定義及發(fā)展歷程

3D打印也稱(chēng)為增材制造技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)，通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3D打印起源于19世紀(jì)末的美國(guó)，由美國(guó)研究的照相雕塑和地貌成型技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了的3D打印核心思想，1984年，查爾斯胡爾將光學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖俪尚皖I(lǐng)域，并于1986年成立了世界上第一家生產(chǎn)3D打印設(shè)備的公司3D Systems，自此，美國(guó)開(kāi)始涌現(xiàn)出多家3D打印公司。隨后的30年里，3D打印技術(shù)不斷創(chuàng)新，應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展，3D打印產(chǎn)業(yè)逐漸成熟。

目前3D打印主要分為桌面級(jí)和工業(yè)級(jí)兩種。桌面級(jí)是3D打印技術(shù)的初級(jí)階段和入門(mén)階段，能夠很直觀地闡述3D打印技術(shù)的工藝原理。由于桌面級(jí)3D打印機(jī)價(jià)格相對(duì)便宜、攜帶方便、易于操作等，因而其應(yīng)用場(chǎng)景主要集中于家庭、辦公等場(chǎng)景。

中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)鏈處于發(fā)展初期

目前，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，發(fā)展初期的3D打印產(chǎn)業(yè)鏈主要包括最初的原材料處理、設(shè)備制造到最后的打印應(yīng)用與服務(wù)。

中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

— —產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年加速增長(zhǎng)

近年來(lái)，我國(guó)3D打印市場(chǎng)應(yīng)用程度不斷深化，在航空航天汽車(chē)、船舶、核工業(yè)、模具等領(lǐng)域均得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。2017-2019年，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年增加，增加速度要略快于全球整體增速，以致于我國(guó)3D產(chǎn)業(yè)占全球的比重在不斷增加。根據(jù)2020年3月賽迪顧問(wèn)（CCID）發(fā)布的《2019年全球及中國(guó)3D打印行業(yè)數(shù)據(jù)》，2019年，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模為打印產(chǎn)業(yè)打印產(chǎn)業(yè)157.5億元，較2018年增加31.1%。

2020年全球爆發(fā)新冠疫情，各國(guó)醫(yī)療防護(hù)設(shè)備緊缺，此時(shí)3D打印扮演了救場(chǎng)的角色。國(guó)內(nèi)最大的B2C跨境電商平臺(tái)全球速賣(mài)通上的數(shù)據(jù)顯示，疫情期間我國(guó)3D打印機(jī)銷(xiāo)售火爆，疫情以來(lái)該平臺(tái)上3D打印機(jī)的銷(xiāo)售額和2019年比已經(jīng)翻番。預(yù)計(jì)2020年我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到208億元。

— —3D打印設(shè)備規(guī)模占比最大

3D打印產(chǎn)業(yè)主要由3D打印設(shè)備、3D打印材料和3D打印服務(wù)三大細(xì)分行業(yè)構(gòu)成，2019年，中國(guó)3D打印設(shè)備產(chǎn)業(yè)規(guī)模70.86億元，占比最高，達(dá)到45%;3D打印服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模為45.67億元，占比29%;3D打印材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模40.94億元，占比26%。

— —進(jìn)口3D打印設(shè)備以高端商用產(chǎn)品為主

3D打印機(jī)隨用途的不用價(jià)位也不同，一般商用打印機(jī)價(jià)位較高，價(jià)位為幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)不等;國(guó)內(nèi)購(gòu)物網(wǎng)站上已經(jīng)可以購(gòu)買(mǎi)到廉價(jià)的3D打印機(jī)價(jià)格在3000至5000元不等，并配有快速入門(mén)指南、相應(yīng)軟件下載、機(jī)器矯正等介紹。

在3D打印設(shè)備進(jìn)出口方面，據(jù)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)，2019年5月-2020年5月中國(guó)3D打印機(jī)進(jìn)口均價(jià)呈波動(dòng)下降趨勢(shì)。2020年5月中國(guó)3D打印機(jī)進(jìn)口均價(jià)為4313.58美元/臺(tái)，環(huán)比下降20%。出口均價(jià)為186.12美元/臺(tái)，環(huán)比上升13%。可知中國(guó)3D打印機(jī)進(jìn)出口均價(jià)差距較大，進(jìn)口均價(jià)約為出口均價(jià)的23倍，進(jìn)口產(chǎn)品以高端商用產(chǎn)品為主。

— —華東地區(qū)為主要企業(yè)聚集區(qū)域

華東地區(qū)是我國(guó)3D打印企業(yè)的主要聚集區(qū)域，根據(jù)CCID公布的數(shù)據(jù)顯示，2019年華東地區(qū)3D打印企業(yè)數(shù)量占全國(guó)的比重為42.4%。中南、華北、西南等地區(qū)也有優(yōu)秀企業(yè)集聚，分別占比23.8%、13.9%和8.4%。華東地區(qū)的3D打印知名企業(yè)包括湖南華曙高科技有限責(zé)任公司、杭州先臨三維科技股份有限公司、上海光韻達(dá)三維科技有限公司、上海曼恒數(shù)字技術(shù)有限公司;中南地區(qū)的3D打印知名企業(yè)包括深圳市光華偉業(yè)實(shí)業(yè)有限公司、湖北嘉一三維高科股份有限公司等。

產(chǎn)業(yè)鏈上游金屬打印材料需求較大

3D打印的材料主要包括金屬、陶瓷、塑料、細(xì)胞組織、石膏、無(wú)機(jī)料粉、光敏樹(shù)脂等。目前，石膏、無(wú)機(jī)料粉、光敏樹(shù)脂、塑料等也許能滿足一般3D打印的需求，玩具等塑料打印制品可以直接使用。但工業(yè)級(jí)應(yīng)用的金屬粉末僅有鈦、不銹鋼、金銀等的應(yīng)用還受到技術(shù)的限制，應(yīng)用范圍相對(duì)較窄。

作為決定3D打印技術(shù)發(fā)展進(jìn)程的一項(xiàng)重要因素，3D打印材料的地位逐漸提高。隨著3D打印技術(shù)的一步步普及，對(duì)于材料的需求也在飛速上漲。根據(jù)2020年3月賽迪顧問(wèn)發(fā)布的《2019年全球及中國(guó)3D打印行業(yè)數(shù)據(jù)》，2019年，中國(guó)3D打印材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)40.94億元，比2018年增長(zhǎng)26.2%，在3D打印產(chǎn)業(yè)中占比26%。

在3D打印材料中，金屬材料占比較大，根據(jù)CCID公布的數(shù)據(jù)顯示，2019年，中國(guó)3D打印材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，非金屬材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模25.38億元，占比最高，達(dá)到62%;金屬材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模15.56億元，占比38%。

產(chǎn)業(yè)鏈下游工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用占比超60%

3D打印產(chǎn)業(yè)鏈的下游主要分為兩大類(lèi)：民用消費(fèi)領(lǐng)域，如攝影、飲食、教育等方面;工業(yè)領(lǐng)域，如傳統(tǒng)的航空、汽車(chē)、船舶、電子、家電、醫(yī)學(xué)、建筑等行業(yè)，同時(shí)還包括珠寶、時(shí)裝、食品、紡織業(yè)以及考古領(lǐng)域。

據(jù)《Wohlers Report 2020》問(wèn)卷調(diào)查顯示，目前全球3D打印工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中使用3D打印最多的行業(yè)是汽車(chē)工業(yè)，遙遙領(lǐng)先，占比為16.4%。消費(fèi)領(lǐng)域/電子領(lǐng)域和航空航天則緊隨其后，分別為15.4%和14.7%。

注：其他的領(lǐng)域是指欄目中沒(méi)有列出的較寬范圍的其他工業(yè)領(lǐng)域，如礦物加工、化工、水處理、木材/紙張以及其他目前還沒(méi)能單獨(dú)列出的行業(yè)

我國(guó)的3D打印主要集中在家電及電子消費(fèi)品、建筑、教育、模具檢測(cè)、醫(yī)療及牙科正畸、文化創(chuàng)意及文物修復(fù)、汽車(chē)及其他交通工具、航空航天等領(lǐng)域。其中，3D打印最大的三塊需求分別來(lái)自民用消費(fèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)和航天軍工。

根據(jù)CCID公布的數(shù)據(jù)顯示，2019年，中國(guó)3D打印應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模29.23億元，占比達(dá)到64%;消費(fèi)領(lǐng)域應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模16.44億元，占比36%。

中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景

— —產(chǎn)業(yè)鏈上的專(zhuān)業(yè)分工進(jìn)一步深化

現(xiàn)階段，主要的3D打印企業(yè)一般以材料供應(yīng)，設(shè)備制造和打印服務(wù)的綜合形式存在。這是由產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期技術(shù)推廣和市場(chǎng)規(guī)模的限制所致。而從長(zhǎng)期來(lái)看，3D產(chǎn)業(yè)鏈上的專(zhuān)業(yè)分工會(huì)進(jìn)一步深化，專(zhuān)業(yè)材料供應(yīng)商和專(zhuān)業(yè)打印企業(yè)會(huì)出現(xiàn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)會(huì)獨(dú)立或向下游消費(fèi)企業(yè)轉(zhuǎn)移。同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)為3D打印產(chǎn)業(yè)提供支持服務(wù)的第三方檢測(cè)驗(yàn)證、金融、電子商務(wù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等服務(wù)平臺(tái)。在產(chǎn)業(yè)成熟期，一個(gè)完整的3D打印產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)該包括：1）上游：專(zhuān)業(yè)材料供應(yīng)商、3D打印設(shè)備制造商、軟件開(kāi)發(fā)商、數(shù)字化技術(shù)提供商、耗材提供商、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、3D打印設(shè)備經(jīng)銷(xiāo)商、3D打印服務(wù)等;2）下游：民用消費(fèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)和航天軍工、服裝公司、汽車(chē)公司、船舶公司、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域;3）服務(wù)支持平臺(tái)：第三方檢測(cè)驗(yàn)證支持、金融支持、電子商務(wù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等支持平臺(tái)。

— —行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)

近年來(lái)，我國(guó)高度重視3D打印市場(chǎng)的發(fā)展，國(guó)家也不斷出臺(tái)政策進(jìn)行產(chǎn)業(yè)扶持，2020年2月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、工信部、科技部、教育部等六部門(mén)日前印發(fā)《增材制造標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)航行動(dòng)計(jì)劃（2020-2022年）》，提出到2022年，立足國(guó)情、對(duì)接國(guó)際的增材制造新型標(biāo)準(zhǔn)體系基本建立。此外，推動(dòng)2-3項(xiàng)我國(guó)優(yōu)勢(shì)增材制造技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，增材制造國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%，增材制造標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不斷提升?！缎袆?dòng)計(jì)劃》對(duì)我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)，預(yù)計(jì)3D打印產(chǎn)業(yè)年均增速在25%以上，2020年增材制造產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售收入超過(guò)200億元。結(jié)合國(guó)家層面政策指導(dǎo)以及國(guó)內(nèi)近6年3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，前瞻預(yù)測(cè)2025年，我國(guó)3D打印市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)630億元。

以下附3D打印產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)：

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