2016年中國3D打印產業市場需求(qiú)與投資潛力分析
點擊量:447 發布時間:2017-02-14 作者:草莓视频ios(上(shàng)海)增材製造技術有限公司
國(guó)內的3D打印主要集中在家電及電(diàn)子消費品、模具(jù)檢測、醫療及牙科正畸、文化創(chuàng)意及(jí)文物修複、汽車及(jí)其他交通工具、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2015年,中國3D打印市場規(guī)模達到7.78億美元,複合(hé)增長率為69%。
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中國3D打印產業(yè)已(yǐ)經發展(zhǎn)二十年左右,如今已然成為國內各大企業(yè)爭相投資的熱點,在3D產(chǎn)業發展如火(huǒ)如荼的今天,中國3D打印產業仍處於產業發展的初始階段。雖然潛力巨大,但市場規模仍然較小,3d打印企業公司需要在商業模式(shì)、產(chǎn)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(zhè)樣的背景下,把(bǎ)握好產業發展脈博、理性投資也便顯(xiǎn)得極為關(guān)鍵。
一.中國3D打印產業(yè)發(fā)展狀況(kuàng)分析
(一)中國3D打(dǎ)印產業(yè)發展現狀
1、研發技術(shù)
我國已(yǐ)有部分技術處於世界先(xiān)進水(shuǐ)平。其中(zhōng),激光直接加工(gōng)金屬技術發展較快,已(yǐ)基本滿足特種零部件的機械性能要求(qiú),有望率先應用(yòng)於航天、航空裝備製(zhì)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,為我國生物、醫學領域尖端科學研究提供了關鍵的技(jì)術支撐。
2、競爭力優勢
目前,依托高校(xiào)成果,對3D打印設備進行產業化(huà)運作的公(gōng)司實體主要有(yǒu):陝西(xī)恒(héng)通智能機器(依托西安交通大學)、湖北濱湖機電(依托華中科技大學)。這些公(gōng)司都已實現了一定程度的產業化,部分公司生(shēng)產(chǎn)的便攜(xié)式桌麵(miàn)3d打印機的價格已具備國際競爭力,成功進入歐美市場。
3、3D打(dǎ)印機市場發展迅速
目前,國內的3D打印主要集中在家電及電子消費品、建築、教育(yù)、模具檢測、醫療(liáo)及牙科正畸、文化創意及文物修複(fù)、汽車及其他交通工具、航空航(háng)天等領域(yù)。前瞻估計,3D打印機在國內企業裝(zhuāng)機量在400台左右。
打印產業市場(chǎng)規(guī)模分析
目前,國內的3D打印主要集中在(zài)家電及電子消費品、模具(jù)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(háng)天等領(lǐng)域(yù)。2012年,中國3D打印機市場(chǎng)規模(mó)達到1.61億美元(yuán),至2015年,中國3D打印市場規模達(dá)到7.78億美元(yuán),複合增長率為69%。
3D打印產業產業化程度(dù)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階段,未來3D打印技術最(zuì)有可(kě)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(měi)國的國家戰略。中國雖(suī)然至今還沒有出台國家戰(zhàn)略,但主管部門在積極製定相關產業扶持政策,科技部已經將3D打印技(jì)術納入國家863計劃。
中國3D打(dǎ)印處於初級階(jiē)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(shù)創(chuàng)新中心
截止到2014年末,中國3D打印(yìn)技術產業聯盟表(biǎo)示為促進3D打印技術產業化,將首批選(xuǎn)擇10個(gè)工業城市集中建設3D打印技術(shù)產業創新中心。計劃投資2000萬元,地方政(zhèng)府按照1:1配套扶持。3D產業聯盟已經與南京等城市簽署中國3D打印技術產業總部基地和中國3D打印技(jì)術產業(yè)創新中心(xīn)合作協議。
創新中心的成立將推動(dòng)我國3D打印技(jì)術的迅速發(fā)展。創(chuàng)新中心包含3D打印技術的產品展示中心、科普和教(jiāo)育中心、加工(gōng)和服務中(zhōng)心、研(yán)發(fā)中心(xīn)。創新中心起步階段並不主(zhǔ)張直接賣產品,而是先做加工服務。待時(shí)機(jī)成熟後,用戶企業已經全麵掌握了3D打印技術,再將產品配套給用戶。
2、3D打印應用領域不斷創新(xīn)
目前3D打印技術(shù)在工藝裝備、材(cái)料研究、工程應(yīng)用方麵還有很(hěn)大的創新空間。未(wèi)來國內3D打印(yìn)材(cái)料創新(xīn)研究方麵將涉足高介電陶瓷等超穎材料,應用領域(yù)將主攻航空航天製造(zào)、活性器官再造等。
(二(èr))中國3D打印產業技術發展現(xiàn)狀(zhuàng)
中國3D打印技術發展現狀
目(mù)前,3D打印產(chǎn)業主要成形技術主要包括立體光刻、立體光固成型、PVC塑料燙印複膜、熔融擠出成型、三維噴繪打印、數字光處(chù)理。自從上世紀80年代(dài)中期SLA成型技術發展以來到90年代後期,出現了十(shí)幾種不同(tóng)的快速成型技術,除前述幾種外,典型的(de)還(hái)有(yǒu)3DP、SDM、SGC等。其(qí)中,SLA、LOM、SLS和FDM四種技術,目前仍(réng)然(rán)是3D打印技術的主流。
中國(guó)3D打(dǎ)印(yìn)熱門(mén)技術分(fèn)析
從我國3D打印熱門技術的專利技術申請(qǐng)分布來看,B29C67/00分布量最(zuì)多,擁有1163個專利技術;其次(cì)是B22F3/115、B22F3/105,分別有241個和134個。
中國3D打印產業(yè)專利申請分析
從圖中可以看出,我國3D打印技術申請數量主要集中(zhōng)在(zài)2014年,占2005-2013年申請數量的59%。專利(lì)公開數量同(tóng)樣主要(yào)集中在2014-2015年,占全部公開(kāi)數量的93%。
(三(sān))中國3D打印產業市場競爭格局
3D打印產業價格分布情況
3D打印機隨(suí)用途的不用價位也不同,一般商用打印機價位較高,價位為幾萬到幾十萬不等;國內購物網站上(shàng)已經可以購買到廉價的(de)3D打印機價格在3000至5000元不等(děng),並配有快速入門指南、相應軟件下載、機器矯正等介紹。隨著3D打印(yìn)技術(shù)的應用(yòng)越來越廣泛(fàn),各種(zhǒng)耗材、打印機(jī)的價格必將呈現下降趨勢,未來3D打印機完(wán)全(quán)有可能像傳(chuán)統打印機一樣,成為每家每戶(hù)都買得起、用得上的(de)設備。
3D打印產業(yè)企業(yè)競爭情況
國內已有的公司和產業平台,大多依托高校和科研機(jī)構,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(yǐ)獲得多項技術專利。北(běi)京太爾時代科技有限公司,前身(shēn)是北京殷華激光快速成形與模具技術有限(xiàn)公司,成立於1993年。從事多種技術工藝的3D打印(yìn)設備(bèi)生(shēng)產。2011年,公司銷售256台打印(yìn)設備,是國內技術商業化較為成(chéng)功的企業。
3D打印(yìn)產業應用領域分布
3D打印應用的領域廣泛,3D打印在下(xià)遊應用行業(yè)和(hé)具體用途領域的分布反映了這一(yī)技術具有的優勢和特點,同時(shí)也反映了這一(yī)技(jì)術的局限和在發展過程中尚需完善的地方。前瞻分(fèn)析認為,3D打印機需求量較大(dà)的行業包括政府、航天(tiān)和國(guó)防、醫療設備(bèi)、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(jī)器設備,分別占市(shì)場份額的31.7%、18.4%和11.2%。
(四)中國3D打印產業企業競爭格局
3D打印機設備(bèi)製造商格局
現階段,主流類別的3D打印技術在國(guó)內基本都能找到對應的生產企業。部分(fèn)生(shēng)產企業是從90年代起,便進入這一領域,有一定的技術和市場積累。
◆ 成立於2009年的杭州銘展網絡科技公司是3D打印機的生產者和代理商。公司是3D Systems部分產品的中(zhōng)國(guó)區代理服(fú)務商,同時也基(jī)於開源3D打印技術製造出了個人3D打印機係列,目標是批量生產經濟(jì)型家(jiā)用打印機,以方便設計師、工(gōng)程(chéng)師、科技(jì)人員(yuán)甚至(zhì)普(pǔ)通愛好者的使用。
◆ 南京寶岩自(zì)動化(huà)有限公司則自主研發了3D打印機,既有家用型版本,可打印手機座(zuò)、茶杯、梳子等生活用品;也有冰櫃大小的大型彩(cǎi)色3D打印機,用於打印齒輪、螺帽(mào)、零部件等(děng)模型,市場售價在1萬-25萬元之間。2012年(nián),該企業計投資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(ér)模型設計工(gōng)具的需求將隨著3D打印技術的推廣而大大增加。目前的3D建(jiàn)模軟件使用複雜、價格昂(áng)貴,普通用戶(hù)無法承受。因此(cǐ),價廉物美、使用便捷的建模軟件將會在未來的3D打印市(shì)場中占據(jù)重要的地位。
總(zǒng)部位於中國(guó)台北的軟硬件及顧問服務(wù)解決方案提供商實威國際則經營3D打印機相關軟件(jiàn),其(qí)產品涉及3D設計軟件、3D產品文件(jiàn)編寫,可以加強客戶建立2D、3D圖檔和動(dòng)畫(huà)的能力。在2012年8月的(de)中國台北國際模具(jù)暨模(mó)具(jù)製造設備展上,實威國際就展出了3D產品設計Solidworks係列軟件,協助縮(suō)短製造業研發時間。
3D打印材料供應商格局
3D打印材料技術的(de)發展直(zhí)接決定了3D打(dǎ)印機(jī)能製造出多(duō)少(shǎo)種東西,以及打印出的產品能不能完全取代傳統製造業(yè)的產品。更(gèng)好的材料質量、與之匹配的(de)打印技術、更(gèng)便捷的使用方式將是材料製造商的追求目標。
目前3D打印(yìn)可選用的材料有石膏材料、ABS材料、橡膠、PC材料、金屬等。不同(tóng)材料(liào)價格差異很大。目(mù)前使用較多的是ABS等容易(yì)被光固化的材料。Shapeways打印的(de)物品已超過一百(bǎi)萬件,意味著目前對(duì)於材料的需求已經達到千噸的級別。未來3D打印(yìn)市場對於打印材料(如ABS)的需求可能會達到每年十萬噸的級別。與目前中(zhōng)國市場月需(xū)求量相當。
3D打印(yìn)機(jī)服務商格局
中國3D打印下遊服務商有中航重機股份有(yǒu)限公司,南方風機股份有限公司(sī)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
生物醫藥領域發展狀況分析
在醫療行業,特別是(shì)修複性醫學領域,個性化需求十分明顯。用於(yú)治(zhì)療個體(tǐ)的產品,基本上都是定(dìng)製(zhì)化的,不存在標準的量化生產。而(ér)3D打印(yìn)技術的引入,降低了定製化生產的(de)成本。因此,近些年來,這一技術在醫療領域的使用比(bǐ)例持續上升(shēng)。3D打印技術在醫療領域的主要應用如下:
生物醫(yī)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(zài)於(yú)其“個性化”特征。3D打印最適合臨床醫學,因為每個病人要用的“零部件”,都必須個性(xìng)化定製。以牙套設計為例,采(cǎi)用3D打印進行(háng)製造的隱適美牙套,由於可按照牙齒情況進行定做,因此更加舒適,且采用透明高分子材料,達到隱形的(de)效(xiào)果。目前Align Technology公司的營(yíng)業額接近5億美元。
生物醫(yī)藥領域3D打印應用案例
最近,一位83歲的老人由於患(huàn)有慢性的骨(gǔ)頭感染,因此換上了由(yóu)3D打印機“打印(yìn)”出來的下顎骨,這(zhè)是世界上首位使用3D打印(yìn)產品做人體骨骼的案例。
生物醫藥領域3D打印需求前(qián)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)趨勢來看,3D打印的應用仍(réng)然會(huì)保持較高(gāo)增速(sù)。1)隨著全球老齡化程度的提升,修複性醫學中的結構性(xìng)移植器官的使用將會持續(xù)增長,特別是牙科領域,這一方麵的發展已相對成熟;2)微創手術,和針對不同身體條件個體的手術設計在近些年來逐漸發展,對手術工(gōng)具性能和複(fù)雜程度提出更高的要求。前(qián)瞻認(rèn)為,未來這一方麵的發展仍(réng)然具備較大空間。
2、未來(lái)向功能性的人體器官研究發展
此外,在醫(yī)療領域未來發展(zhǎn)中(zhōng),最具(jù)有想象(xiàng)空間是3D生物打印技術,可以“打印”出功(gōng)能性的(de)人體(tǐ)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(zhǎng)成器官,“打印”的新生組(zǔ)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(xīn)肌組織,肺髒,動靜脈血管等,如圖為使用生物打印技術製造培育的腎髒內部血(xuè)管組織。目前這一技術的應(yīng)用尚(shàng)處於試驗階段,但近十年內有望逐步應(yīng)用於器(qì)官(guān)移植手術中。
(二)航空航天業對3D打(dǎ)印的需求分析
航空航天業發展狀況分析
1、中國軍用飛機發展狀況
2015年,中國現有軍用飛機的數量(liàng)為2860架,位列全球第三位(wèi),占全球軍用飛機總量的6%。第四代戰機、大型(xíng)運輸機、航母艦載機等新機型已成功試飛,軍用飛機未來幾年將麵臨更新換代的需求高峰期(qī)。
2、中國通用飛機發展狀況
2015年底,通用航(háng)空企業適航在冊航空器總數達到2127架。
航空航天業3D打印應用(yòng)現(xiàn)狀
現(xiàn)階段,3D打印(yìn)技術對航空業的貢獻,相對於每年約(yuē)5000億美元的行業產值而言顯得微乎其微。主要應用包括:1)無人飛行器的結構件加工;2)生產一些的特殊(shū)的加工、組裝工具;3)渦(wō)輪(lún)葉片、擋風窗體框架、旋流器等零部件的加工(gōng)。
航空航天業3D打印需求前景
3D打(dǎ)印技術在未(wèi)來航空領域的應用得益於(yú)該(gāi)行業發(fā)展的兩個趨勢特點:
1、3D打印零部件設計需求不(bú)斷增大
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(néng)的提高。
2、私人飛行器(qì)的設計發展和定製化需求的增(zēng)長
通用航空和無人機製造領域的定製化需求相對商用領域會(huì)更多。小批量,複雜一(yī)體化的設計部件的生產會成為主流,而借(jiè)助3D打印(yìn)技術會更容易實現。現階段,波音和一(yī)些通用(yòng)航空製造商,已經(jīng)開始應(yīng)用這一技術進行噴氣機(jī)和直升機的設計和製(zhì)造。
(三)機器設(shè)備行業對3D打印的需求分析
機器設備行(háng)業發展狀況分析
2010-2015年,中國通用設備製造業(yè)保持穩定(dìng)的增長速度,同比增長率維持在7%左右。2015年,中國(guó)通用行業(yè)總資產達(dá)到4.03萬億元,同比增長7.03%。
機(jī)器設備行業3D打印(yìn)應用現狀
中國3D打印在機器設備領(lǐng)域應用範圍較(jiào)廣,主要(yào)應用於機器(qì)設(shè)備(bèi)的零部件打印。許多通用機器設備的零部件複(fù)雜構造(zào)使用3D打印可以提高效率和精確度。
機器設備(bèi)行業3D打印應用案例
法士特公司在2012年5月,購買(mǎi)了3D打(dǎ)印機並開始投入使用。目前,3D打印技術主要應用在企業變速器關鍵零部件開發、總成(chéng)可裝配性驗證等領域。采用(yòng)該項技術的目的是(shì)運用快速成型技術在設計早期驗(yàn)證產品裝配(pèi)可行性,可及(jí)時發現(xiàn)產品設計的差錯,快速驗證關鍵、複雜零部(bù)件(jiàn)的原理及可行性。
機器設備(bèi)行業3D打印需求前(qián)景(jǐng)
隨著3D打(dǎ)印技術的進一步成熟,金屬打印材料(liào)的(de)應用,設備及打印材料的(de)價格下降(jiàng),未來幾年內,3D打印技術在通用設備(bèi)零部件研發(fā)領域會得到越來越廣泛的應用。許多企業不斷創新產(chǎn)品研發理(lǐ)念,積極采用新工藝、新技術,率先在行業引進了3D打印技術,並開始應用於重點產品(pǐn)設計研發領域,有效縮短了關(guān)鍵(jiàn)零部件的研發周期,成為(wéi)國內零部件行業率先應用該項技術的企業。
四.中國3D打印產業發展趨勢與前景
(一)中國3D打印產業發展趨勢分析
3D打印產業近期發展趨勢
1、3D打印帶來服務和影(yǐng)響模式的(de)創新
3D打印產業鏈涉及到很多環節,包括3D打印機設備製造商、3D模型軟件供應商、3D打印機服務(wù)商和3D打印材(cái)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(liàn)裏,除了出(chū)現大品牌的生產廠(chǎng)商外,也有可能出現基於3D打印提(tí)供服務的巨頭。
2、3D打印產業將麵臨諸多的挑戰
目前中國3D打印技術發展麵臨諸多挑戰,總體處(chù)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不高。3D打印技術大多還停留在高校及科研機構的實(shí)驗室內,企業規模普遍(biàn)較小。二是技術創新(xīn)體係不(bú)健全。創新資源相對分割(gē),標準、試驗檢測、研發等公共服務平台(tái)缺乏,尚未建立起產學研用相結合的技術(shù)創新體係。三是產業政(zhèng)策體係尚未完善。缺乏前瞻性、一致性、係統性的產業政策體係(xì),包括發展規劃和財稅支持(chí)政策等。四是行業(yè)管理亟待加強;五是教(jiāo)育和培訓製度急需加強。
3D打印產業長期發展趨勢
綜合3D打印(yìn)產業的技術特點和發展現(xiàn)狀,我們認為未來行業發展存在以下趨勢特點:
1、3D打印個人消費保持高速增長
隨著“個人製造”的興起,在(zài)個人消(xiāo)費領域,3D打印行業預計仍會保持相對較高的(de)增速。
2、3D打印金屬材料應用程度不斷加深
在工業消費領域,由於3D打印金屬材料的不斷發展,以及金屬(shǔ)本身在工業製造中的廣泛應用(yòng)。
3、產業鏈上的專業分工會進一步深化
現(xiàn)階段,主要(yào)的3D打印企業(yè)一般以材料供應,設備製造和打印服務的綜合形(xíng)式存(cún)在(zài)。這是由產業發展初期技術推(tuī)廣和市場規模的限製所致。
4、國內3D打印市場前景廣闊
國內3D打印技術的推廣與應用尚在起步階段,無論是工業應用,還是個人消費領域都存在(zài)廣闊的發展前(qián)景。
(二)中國3D打印產業發展前(qián)景預測
3D打印產業(yè)市場(chǎng)規模預測
2012年,中國3D打印市場規模為10億元(yuán),2014年市場規模(mó)達到50億元,《國家(jiā)增材製造(zào)發展推進計劃(2014-2020年)》重點提出至2017年要培育5至10家年產值超過5億(yì)元、具有較強研發和應(yīng)用能力的3D企(qǐ)業,並支持3D打印企業境內外上市。初步(bù)預計,2016年我國3D打印市(shì)場規模可達到100億元,2021年達到400億元左右,年複合增長率約為32%。
3D打印與互聯網的(de)融合前景
3D打印與互聯網融合(hé)的提出,就必須(xū)先要弄清楚,3D打印在製造(zào)業中所處的位置,以及未來3D打印在製造業中將會向哪個方向發展。
前瞻認為:以3D打印和大數據為(wéi)基礎的分布式製造,這種製造模式將徹底打通互聯網也和製造業,給(gěi)人類帶來深(shēn)刻(kè)的社會變革。
3D打印在民用領(lǐng)域的應用前景
基於上文的模式,我們可以(yǐ)想象一下,未(wèi)來的服裝店,將(jiāng)會把顧客的身材數據掃(sǎo)描之(zhī)後傳輸到雲端(duān)數據庫,配合設計(jì)師的設計方案,以最(zuì)貼身、最舒服的結果,將產品打印出來。這種在家裏就可以完成的服裝設計、生產方式,值得各界廣泛關注和思考。
當然,現有的3D打印(yìn)技術,特(tè)別是桌麵級的技術,還不能達到無所不能的程度,但同樣也是遵守摩爾(ěr)定律的,相信在未來5至10年,3D打印(yìn)技術將會有巨大的突破。
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