目前，國內的（de）3D打印主要集中在家（jiā）電及電子消費品、模具檢測、醫療及牙科（kē）正畸、文化創意及文物修（xiū）複、汽車及其他交通工具（jù）、航空航天等領域。2012年，中國3D打印機市場規模達到1.61億美元，至2015年達到7.78億美元。

 

 

 

3D打印產業在中國（guó）發展了這麽多年，對於中（zhōng）國3D打印產業發（fā）展情（qíng）況，可能我們還沒有一個全麵的了解，今天推薦的這篇文（wén）章從3D產（chǎn）業的技（jì）術、競（jìng）爭格局、上下遊需求，發展前景和趨勢等方麵進行了全麵的呈現，可以讓大家對3D打印有一個清晰的了解。

 

中國3D打印產業已經（jīng）發展二十（shí）年左右，如今已然成（chéng）為國內各大企業爭相投資（zī）的熱點，在3D產業發展如（rú）火如荼的今天，中國3D打印產業仍處（chù）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（yè）公（gōng）司需要在商業模式、產品耗材、與傳統工業結合等多個（gè）方麵，都有待進一步探索。在這樣的背景下，把握好產業發展脈博、理性投資也便顯得極為關鍵。

 

一、中國3D打印產業發展狀況分析

 

(一)中（zhōng）國3D打印產業發展現狀（zhuàng）

 

1、研發技術

 

我國已有部分技術處於世界先進水平。其中，激（jī）光直接加工金屬技術發展較快，已基本滿足特種零部件的機（jī）械性能要求（qiú），有望率先應用於航天、航空裝備製造;生物（wù）細胞（bāo）3D打印技術取得顯著進展，已可以（yǐ）製造立體的模擬生（shēng）物（wù）組織，為我國（guó）生物、醫學領域尖端（duān）科學研究提供了關鍵的技術支撐。

 

2、競爭力（lì）優勢

 

目前，依托高校成果（guǒ），對（duì）3D打印設備進行產（chǎn）業化運作的公司實體（tǐ）主要有：陝西恒通智能機器(依托西安交通大學)、湖北濱湖機電(依托華中科技大學)。這些公司都已實現了一定程度的產業化，部分公司生產（chǎn）的便攜式桌麵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（jī）市場發展（zhǎn）迅速（sù）

 

目前，國內的3D打印（yìn）主要集中在家電（diàn）及電子（zǐ）消費品、建築、教育（yù）、模具檢（jiǎn）測、醫（yī）療及牙科正畸（jī）、文（wén）化創意及文物修複、汽車及其他交通工具（jù）、航空（kōng）航天等領域（yù）。前（qián）瞻估計，3D打印機在國內企業裝機量在400台左右。

 

打印產業市（shì）場規模分析（xī）

 

目前，國（guó）內的（de）3D打印主（zhǔ）要集（jí）中在家電及電子消費品、模具檢測（cè）、醫療及牙科（kē）正畸（jī）、文化創意及文（wén）物修複、汽車及其他交通工具、航空航天等領域。2012年，中國3D打印機市場規模達（dá）到1.61億美元，至2015年，中國3D打印市場規模達到（dào）7.78億美元，複合增（zēng）長（zhǎng）率為69%。

 

 

 

3D打印產業產業化（huà）程度分析

 

目前中國3D打印技術發展麵臨諸多挑戰，總體（tǐ）處於新興技術的產（chǎn）業化初級階段，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的（de）國家（jiā）戰略（luè）。中（zhōng）國雖然至今還沒有出台國家戰略，但主管部門在積極製（zhì）定相關產業扶（fú）持政策，科技部已經將3D打印技術納入國家（jiā）863計劃。

 

中國3D打印處於初級階段的主要表現：

 

 

 

 

 

3D打印產業創（chuàng）新能力分（fèn）析

 

1、建立3D打印技術創新中心

 

截止到2014年末，中國3D打（dǎ）印技術產業聯盟表示為促進3D打印技術（shù）產業化，將首批選擇（zé）10個工（gōng）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，地方政府按照1：1配套扶（fú）持。3D產業聯盟已經與南京等城市（shì）簽署中國3D打印技（jì）術產業總部基地和中國3D打印技術產業創新中心合作協議。

 

創新中心的成立將推動我國3D打印技術的迅速發展。創新中心包（bāo）含（hán）3D打印技術的（de）產品展示中心、科普和教育（yù）中（zhōng）心、加工和服務中心、研發中心。創新中心起步階段並不主張直接賣產品，而是先做（zuò）加工（gōng）服務。待時機成熟後，用戶企業（yè）已經全麵掌（zhǎng）握了3D打印（yìn）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打印技術在工藝裝備、材（cái）料研（yán）究、工（gōng）程應用（yòng）方麵還有很大的創新空間。未來國內3D打印材料創新研（yán）究方麵（miàn）將（jiāng）涉足高介（jiè）電陶瓷等（děng）超穎材（cái）料，應用領（lǐng）域將主攻航空航天製造、活性器官再造等（děng）。

 

(二)中國3D打印產業技術發展現狀

 

中（zhōng）國3D打（dǎ）印技術發展現狀（zhuàng）

 

目前，3D打（dǎ）印產業主要成形技術主要包（bāo）括立體光刻、立體光（guāng）固成型、PVC塑料燙印複膜、熔融擠出成（chéng）型、三維噴繪打印、數字光處理。自從上世紀（jì）80年代中期SLA成型（xíng）技（jì）術發展以來到90年代後期，出（chū）現（xiàn）了十幾種不同的快速（sù）成型技術，除前述幾種（zhǒng）外，典型的（de）還有（yǒu）3DP、SDM、SGC等。其中，SLA、LOM、SLS和FDM四種技術，目前仍然是3D打印技術的主流。

 

中（zhōng）國3D打印熱門技術分析

 

從我國3D打印熱門技術的專（zhuān）利技術申請分布來看，B29C67/00分布量最多，擁有1163個（gè）專利技術;其次是（shì）B22F3/115、B22F3/105，分別（bié）有241個和134個。

 

中（zhōng）國3D打印產業專利申請分析

 

從圖中可以看出，我國3D打印技術申請數量（liàng）主要集中在2014年，占2005-2013年申請數量的59%。專利公（gōng）開（kāi）數量同（tóng）樣主要集中在（zài）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（yìn）產業價（jià）格分布情況

 

3D打印機隨用途的不用價位也不同（tóng），一般商用打印機價位較高，價位為（wéi）幾萬到幾十萬不等;國內購物網站上已經可以購買到廉價的3D打印機價格在3000至5000元不等，並配有快速入門指（zhǐ）南、相應軟件下載、機器矯（jiǎo）正等介紹。隨著3D打印技術的應用越來（lái）越廣泛，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（wán）全有可能（néng）像傳統打印機一樣，成為每家每戶（hù）都（dōu）買得（dé）起、用得（dé）上的（de）設備。

 

3D打印產業企（qǐ）業競爭情況

 

國內已有的公司和產業平台，大多依托高校和科研（yán）機構，走（zǒu）“產學研”共建（jiàn）的發展模（mó）式。如武漢濱湖（hú）機（jī）電技術產業有限公司，自1991年期開始3D打印技術的研究，已獲得多項技術專利。北京太爾時代（dài）科技有限公司，前身是北京（jīng）殷華激光快速成形與模具技術有限公（gōng）司，成立於1993年。從事多種技術工藝的3D打印設備生產。2011年，公司銷售256台打印設備，是國內技術商業化較為成（chéng）功的企業。

 

3D打印產業應用領域分布

 

3D打印應（yīng）用的領（lǐng）域廣泛，3D打印在下遊應（yīng）用行業和具體用途領域的分布反映了這（zhè）一技術具（jù）有的優勢和特（tè）點，同時也反映了這一技術的局限和在發展過程中尚需完善的地方。前瞻分析認為，3D打印機需求量較大的行業（yè）包括政府、航（háng）天和國防、醫療設備、高科技、教育（yù）業以及製造業。目前（qián），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（fèn）額的31.7%、18.4%和（hé）11.2%。

 

 

 

(四)中國3D打印產業企業（yè）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（yìn）技術在國內基本都能找到對應的生產企業。部分生產企業是從90年代起，便進入這一領（lǐng）域，有一定的（de）技術和市場積累。

 

成立於2009年的杭州（zhōu）銘展（zhǎn）網絡科技（jì）公司是3D打印機的生產者和代理商。公司是3D Systems部（bù）分產品的中國（guó）區代理服務商，同時也基於開（kāi）源3D打印技術製造出（chū）了個人3D打印（yìn）機係列，目標是批量生產經濟型家用打印機，以方（fāng）便設計師、工程師、科技人員甚至（zhì）普通愛好者的使用。

 

南京寶岩自動化有限公司則自主研發了3D打印機，既有家用（yòng）型版本，可打印手機座、茶杯、梳子等生活用品;也有冰櫃大小的大型彩色3D打印機，用於打印（yìn）齒輪、螺帽、零部件等模型，市場售價在1萬-25萬元之（zhī）間。2012年，該企業（yè）計投資600萬元實現3D打印機量產。

 

3D模（mó）型軟件供應商格局

 

3D模型設計是3D打印的基礎，而模型設（shè）計工具（jù）的需求將隨著3D打印技術的推廣而大大增加。目前的3D建模軟件使用複雜、價格（gé）昂貴，普通用戶無法（fǎ）承受。因此，價廉物美、使用便捷的建模軟件（jiàn）將會在未來的3D打印市場中占據重要的地位。

 

總部位（wèi）於中國台（tái）北的軟硬件及（jí）顧問服（fú）務解決方案（àn）提供商實威國際則經營（yíng）3D打印機相關軟件，其產（chǎn）品涉及3D設計軟件、3D產品文件編寫，可（kě）以加強客戶建立2D、3D圖（tú）檔和動畫的能力。在2012年8月的中國台（tái）北國際模（mó）具暨模具製造設備展上，實（shí）威國際就展出了3D產品設計Solidworks係列軟件，協助縮短製造業研發時間。

 

3D打印材料供應商（shāng）格局

 

3D打印材料技術的發（fā）展直接決定（dìng）了3D打印機能製（zhì）造出多少種東西，以及打印出的產品能不能完全取代傳（chuán）統（tǒng）製造業的產品。更好的（de）材料質量（liàng）、與之匹配的打（dǎ）印技術、更便捷的使用方式將是材料製造商的追求目標。

 

目前3D打印可選用的材料有石膏材料、ABS材料、橡膠、PC材料、金屬等。不同材料價格差異很大。目前使用較多（duō）的（de）是ABS等容（róng）易被光固化的材料。Shapeways打印的物品已超過一（yī）百萬件，意味著目前對於材料的需求已經達到千噸的級別。未來3D打印市場對於（yú）打印材料(如ABS)的需求（qiú）可能會達到每年十萬噸的級別。與目前中國市場月（yuè）需求量相當（dāng）。

 

3D打印機服務商格局

 

中國3D打印下遊服務商有中航重機股份有限公司，南方風機股份（fèn）有限公司等上市公司。

 

二、中國3D打印產（chǎn）業下遊行業需求分析

 

(一)生物（wù）醫（yī）藥領域對3D打印的需求分析

 

生物醫藥領域發（fā）展狀況分析

 

在醫療行業，特別是修複性醫學領（lǐng）域，個性化需求十分明顯。用於治療個體的產品，基本上都是定製（zhì）化的，不存在（zài）標準的量化生產。而3D打印（yìn）技術的引入，降低了（le）定製化生產的成本。因此，近些年來，這一（yī）技術在醫療領域的使用比例持（chí）續上（shàng）升。3D打印技術在醫療領域的主要應用如下：

 

 

 

生物醫藥領域3D打印應用現狀

 

3D打印相比傳（chuán）統製造業，一個區別在（zài）於其“個（gè）性化（huà）”特征。3D打印（yìn）最適合臨床醫學，因為每個病人要用的“零部件（jiàn）”，都必須個性化定製。以牙套設計為（wéi）例，采用3D打印進（jìn）行製造的隱適美牙套，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，達到隱形的效果（guǒ）。目前Align Technology公司的營業額接近（jìn）5億美元。

 

生物醫藥領（lǐng）域3D打印應用案例

 

最近，一位83歲（suì）的老人（rén）由於患有慢性的骨（gǔ）頭感染，因此換上了由3D打（dǎ）印機“打印”出來的下顎骨，這是世（shì）界上首位使用（yòng）3D打印產品做人體骨骼的案例。

 

生物醫藥領域3D打印需求前景

 

1、3D打印在醫學領域發展仍然保持高速增長

 

就相關醫（yī）學領域未來發展趨勢來看，3D打印的應用仍（réng）然會保持（chí）較高增速。

 

1)隨著全球老齡化程度的提升，修複性醫學（xué）中的結構性移植器官（guān）的使用將會持續增（zēng）長，特別是牙科領（lǐng）域（yù），這一方（fāng）麵的發展已相對成熟;2)微創手術，和針對不同身體（tǐ）條件個體的手術設計在近些年來逐漸發展，對手術工具性能和複雜程度提出更高的要求（qiú）。前瞻認為，未來這一方（fāng）麵的發展仍然具（jù）備（bèi）較大空間。

 

2、未來向功能性的人體器官研（yán）究發展

 

此外，在醫療領域未來發展中，最具（jù）有想象（xiàng）空間是3D生物打印技術（shù），可以（yǐ）“打印”出功能性的人體（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，便可以生長成器官，“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（yù）領軍的Organovo公司，已經（jīng）成功研發打印（yìn）出心肌組織，肺髒，動靜脈血管等，如（rú）圖為使用生物打印技（jì）術製造培（péi）育的腎髒（zāng）內部血管（guǎn）組織（zhī）。目前這一技術的應用尚處於試驗階段（duàn），但近十年內（nèi）有望逐步應用於器官（guān）移植手（shǒu）術中（zhōng）。

 

(二（èr）)航空航天業對3D打印的需求分析

 

航空航（háng）天業（yè）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（yòng）飛機的數量為2860架，位列全球第（dì）三位，占（zhàn）全（quán）球軍用飛機總量的6%。第四代戰機、大型運輸機、航母艦載機等新機（jī）型（xíng）已成功試飛（fēi），軍用飛機未來幾年將麵臨更新換代的需求高峰期。

 

2、中國通用飛機發展狀況

 

2015年底，通用航空企業適航在冊（cè）航空器總數達到2127架。

 

 

 

航空航天業3D打印應用現狀

 

現階段，3D打印技術對航空業（yè）的貢獻，相（xiàng）對於每年約5000億美元的行業產值而言顯得微乎其微（wēi）。主要應用包括（kuò）：1)無人飛行器的結構件加工;2)生產一些的特殊的加工、組裝工具;3)渦輪葉片、擋風窗體框架、旋流器等零部件的加工。

 

航空航天業3D打印需求前景

 

3D打印技術在未來航空領域的應用得益於該行業（yè）發展的兩個趨勢（shì）特點

 

1、3D打印零部件設計需求不斷增大

 

主要包括機體結構的輕質化和基於部（bù）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長

 

通用航空和無人機製造領域的定製化需求（qiú）相對商用（yòng）領域會更多。小批量，複雜一體化的設計部件的生產會成為主流，而借助3D打印技術（shù）會更容易實現。現（xiàn）階段，波（bō）音和一些通用航空製造商，已經開始應用這一技術進行（háng）噴氣機和直升機（jī）的設計和製造。

 

(三)機器設備行業對3D打印的需求分析

 

機器設備行業發展狀況分析

 

2010-2015年，中國通用設備製造業保持穩定（dìng）的增長速度，同比增長率維持在7%左右。2015年，中國通用行業總（zǒng）資產達到（dào）4.03萬億元，同比增長7.03%。

 

 

 

機器設備行（háng）業3D打印應用現（xiàn）狀

 

中國3D打印在（zài）機器設備領域應用範圍（wéi）較廣，主要應用於機器（qì）設備的零部件打印。許多通用（yòng）機器設（shè）備的零部件複雜構造使用3D打印可以提高效率和精確度。

 

機器設備行（háng）業3D打印應用案例

 

法士（shì）特公司在2012年5月，購（gòu）買了3D打印機並開始投入使用。目前，3D打印技術（shù）主要應用在（zài）企（qǐ）業變速器關（guān）鍵零（líng）部件開發、總成可裝（zhuāng）配性驗證等領域。采用該項技術的目的是運用快速成型技術（shù）在設計早期驗證產品裝配可（kě）行（háng）性，可及時發現產品設計的差錯，快速驗（yàn）證關鍵、複雜零部件的原理及可行（háng）性。

 

機器（qì）設備行業3D打印需求前（qián）景

 

隨著（zhe）3D打印技術的（de）進（jìn）一（yī）步成熟，金屬打印材料的應用，設備及（jí）打印材料的價格下降，未來幾年（nián）內，3D打印技術在通用設備零部件研發領域會得到越來越廣泛（fàn）的應用。許多企業不斷創新產品研發理念（niàn），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（kāi）始應用於（yú）重點產（chǎn）品設計研發領域，有效（xiào）縮短了關鍵零部件的研發周期，成為國內零部件行業率先（xiān）應用該（gāi）項技術（shù）的企業。

 

三、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（shì）分析

 

3D打印產業近期發展趨勢

 

1、3D打印帶來服務和影響模式的創新

 

3D打印產業鏈涉及到很多環節，包括3D打印機設（shè）備製造商、3D模型（xíng）軟（ruǎn）件供應商、3D打印機服務商和3D打印（yìn）材料的供應商（shāng）。因此圍繞3D打（dǎ）印的產業鏈（liàn）會產生很多機會。在（zài）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（fú）務的巨頭。

 

2、3D打印產業（yè）將麵臨諸（zhū）多的（de）挑戰（zhàn）

 

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，主要表現在：一是（shì）產業規模化程度不高。3D打（dǎ）印（yìn）技術大多還停留在高校及科研機構的實驗室內（nèi），企業規模普遍較小。二是技術創新體係不健全。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，尚未建立起產學研用相結合的技術創新體係。三是產業政（zhèng）策體（tǐ）係尚未完善（shàn）。缺乏前瞻性（xìng）、一致性、係統性的產業政策體係，包括發（fā）展規劃和財稅支持政策等。四是行業管理亟待加強;五是教育（yù）和（hé）培訓製度急需加（jiā）強。

 

3D打印產業（yè）長期發展趨勢

 

綜合3D打印產業的技術特點和發（fā）展（zhǎn）現狀，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（rén）製造”的興起，在個人消費領域，3D打印行業預計仍會保持相對（duì）較高的增速。

 

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（liào）的不斷（duàn）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一（yī）步深化

 

現階段，主要的3D打（dǎ）印（yìn）企（qǐ）業一般以材料（liào）供應（yīng），設備製造和打印服務的綜合形式存在。這是由產業發展初期技術推廣和市場規（guī）模的（de）限製（zhì）所致。

 

4、國內3D打印（yìn）市場前景廣闊

 

國內3D打印技（jì）術的推廣與應用尚在起（qǐ）步階段，無論是工業應（yīng）用（yòng），還是個人消費領域都存在廣闊的發展前景。

 

(二)中國3D打印產業發展（zhǎn）前景預測（cè）

 

3D打印產業市場規模預測

 

2012年，中國3D打印市場（chǎng）規模為10億元，2014年市場規模達到50億元，《國家增材製（zhì）造發展推進（jìn）計劃(2014-2020年)》重點提出至（zhì）2017年要培（péi）育（yù）5至10家年產值超過5億元、具有較強研發和應用能力的3D企業，並支持3D打印企業（yè）境內外上市（shì）。初步預計，2016年我國3D打印市場規模可達（dá）到100億（yì）元，2021年達到400億元左右，年複合增長率約為32%。

 

 

 

3D打印（yìn）與互聯網的融合前景（jǐng）

 

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（jí）未來3D打印在製造業中（zhōng）將會向哪個（gè）方向發展。

 

小編認為：以3D打印和大數（shù）據為基礎的分布式製造，這種製造模（mó）式將徹底打通互聯網也和製造業（yè），給人（rén）類（lèi）帶來深刻的社（shè）會變革。

 

3D打印在民（mín）用領域的應用前景

 

基於上文的模式，我們可以想象一下，未來（lái）的（de）服裝店，將會把顧客的身材（cái）數據掃描之後傳輸到雲端數據（jù）庫（kù），配合（hé）設計師的設計方案（àn），以最貼身、最舒服（fú）的結果，將產品打印出來。這種在家裏就（jiù）可以完成的服裝設計、生（shēng）產方式，值得各界廣泛關注和思考。

 

當然，現有的3D打印技（jì）術，特別是桌麵級的技術，還不能達到無所不能的程度，但同樣也是遵守摩爾定律的，相信在未來5至10年，3D打印技（jì）術將會有巨大的突破。