2021全球3D打印發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)前景預(yù)測(cè)

• 2021年2月18日 GuoMeng來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 935 58
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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)。

2021全球3D打印發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)前景預(yù)測(cè)

3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(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)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)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(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(AEC)、汽車(chē)，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。

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)。目前，國(guó)內(nèi)從事增材制造材料生產(chǎn)的代表企業(yè)有銀禧科技(塑料)、瑞熙鈦業(yè)(鈦及鈦合金)、鉑力特(金屬)、飛而康(金屬)、華曙高科(尼龍和金屬)、聯(lián)泰科技(樹(shù)脂)、極光爾沃(PLA)、閃鑄科技(ABS和PLA)、金石三維(光敏樹(shù)脂和ABS)、盈普(高分子粉體)、中瑞科技(樹(shù)脂、金屬、尼龍、陶瓷、覆膜砂等)、迅實(shí)科技(光敏樹(shù)脂和光固化蠟)、長(zhǎng)朗科技(熱塑性塑料)等。

雖然中國(guó)的3D打印產(chǎn)業(yè)有國(guó)家政策支持而發(fā)展較快，但實(shí)際上產(chǎn)業(yè)化仍處于起步階段。中國(guó)內(nèi)3D打印應(yīng)用仍主要停留在科研階段，并未實(shí)現(xiàn)在工業(yè)及個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域大規(guī)模推廣。中國(guó)3D打印市場(chǎng)的發(fā)展布局也呈現(xiàn)地域不平衡的趨勢(shì)。自2000年中國(guó)開(kāi)始涉足3D打印領(lǐng)域，歷經(jīng)十余年產(chǎn)業(yè)的積累，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)如今逐漸形成了以沿海城市為首的華東3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，以京津?yàn)榇淼娜A北3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心和以廣東為代表的華南3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，以及華中、西南、東北、西北等零散發(fā)展區(qū)域。其中，華東、華北兩大發(fā)展中心占據(jù)國(guó)內(nèi)60%的市場(chǎng)份額，而以京津?yàn)榇淼娜A北發(fā)展中心近年呈現(xiàn)領(lǐng)跑趨勢(shì)，未來(lái)或?qū)⒅鲗?dǎo)中國(guó)3D打印市場(chǎng)。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，以至于我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)占全球的比重在不斷增加。跟據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，2019年，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為157.5億元，較2018年增加31.1%。

據(jù)中研普華研究院報(bào)告《2021-2025年中國(guó)3D打印行業(yè)全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示

全球3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析

第一節(jié) 全球3D打印發(fā)展?fàn)顩r

一、全球3D打印發(fā)展現(xiàn)狀

3D打印技術(shù)最早可以追溯到1976年噴墨打印機(jī)的發(fā)明。20世紀(jì)80年代以后，3D打印行業(yè)受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，各種3D打印技術(shù)也在多個(gè)行業(yè)應(yīng)用并發(fā)展。目前已覆蓋了制造、醫(yī)療、教育、航空航天、軍事等多個(gè)領(lǐng)域。2019年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)119.56億美元，增長(zhǎng)率為29.9%，同比增長(zhǎng)增加4.5%。

2019年美國(guó)產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全球比重40.4%，德國(guó)僅次于美國(guó)，中國(guó)位居第三。作為3D打印起步較晚的中國(guó)，近幾年，抓緊自主創(chuàng)新和研發(fā)，雖然和國(guó)外的技術(shù)還有一定差距，但也一步步朝著精細(xì)化和專(zhuān)業(yè)發(fā)展。當(dāng)然，國(guó)內(nèi)巨大的市場(chǎng)潛能，也吸引了不少國(guó)外3D打印行業(yè)巨頭的目光和投資，進(jìn)一步推動(dòng)了中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

二、全球3D打印行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模

圖表：2017-2019年全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模(單位：億美元)

數(shù)據(jù)來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，2019年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)119.56億美元，增長(zhǎng)率為29.9%，同比增長(zhǎng)增加4.5%。

三、全球3D打印競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu)

全球3D打印產(chǎn)業(yè)已基本形成了美、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)主導(dǎo)，亞洲國(guó)家和地區(qū)后起追趕的發(fā)展態(tài)勢(shì)。美國(guó)率先將3D打印產(chǎn)業(yè)上升到國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展高度，引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化。歐盟及成員國(guó)注重發(fā)展金屬3D打印技術(shù)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用走在世界前列。俄羅斯憑借在激光領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，積極發(fā)展激光3D打印技術(shù)研究和應(yīng)用。日本全力振興3D打印產(chǎn)業(yè)，借助3D打印技術(shù)重塑制造業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

圖表：全球3D打印產(chǎn)業(yè)區(qū)域分布情況(單位：%)

數(shù)據(jù)來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院

四、全球3D打印發(fā)展瓶頸

3D打印無(wú)需開(kāi)模、一體成型、生產(chǎn)周期短，特別適用于生產(chǎn)及快速交付結(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)品、小批量產(chǎn)品，因此被廣泛用于原型制作、定制生產(chǎn)以及復(fù)雜零部件制造等領(lǐng)域。不過(guò)，3D打印也存在明顯短板：3D打印機(jī)售價(jià)高、產(chǎn)品制作時(shí)間長(zhǎng)，不具備規(guī)模經(jīng)濟(jì)性，大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)成本明顯高于傳統(tǒng)加工方式;打印材料價(jià)格較高，種類(lèi)非常有限，材料強(qiáng)度、加工精度等方面與傳統(tǒng)精密加工方式仍存差距?？傮w來(lái)看，3D打印與傳統(tǒng)制造工藝各有千秋，二者不是替代關(guān)系，未來(lái)應(yīng)在各自擅長(zhǎng)的領(lǐng)域發(fā)揮作用。

五、全球3D打印前景預(yù)測(cè)

3D打印被視為引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心技術(shù)之一，發(fā)展前景廣闊。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高，消費(fèi)者更加追求個(gè)性化的需求，3D打印將與機(jī)器人、人工智能等技術(shù)一起，提高制造業(yè)生產(chǎn)線的柔性化程度，以更低成本生產(chǎn)定制產(chǎn)品，推動(dòng)制造業(yè)生產(chǎn)方式由大規(guī)模生產(chǎn)向個(gè)性化定制轉(zhuǎn)變。同時(shí)，憑借節(jié)約倉(cāng)儲(chǔ)和物流成本、快速響應(yīng)本地市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，3D打印將推動(dòng)制造業(yè)向本地制造模式發(fā)展。

此外，3D打印教育深入推廣將會(huì)推動(dòng)創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的興起，家庭打印機(jī)、小型3D打印店更加普及，人們將能夠制造自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。未來(lái)，隨著3D打印機(jī)、材料和后處理技術(shù)的發(fā)展，3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大。

第二節(jié) 美國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)與啟示

一、美國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

打印技術(shù)方面：硅谷一家創(chuàng)新公司開(kāi)發(fā)出一種全新的“連續(xù)液界面生產(chǎn)工藝”，通過(guò)操縱光和氧氣將液體媒介中的物體融合在一起，構(gòu)造出物體的3D模型，不僅能讓3D打印速度提高25到100倍，而且能制造出其他方法無(wú)法獲得的結(jié)構(gòu);普渡大學(xué)科研人員利用噴墨打印技術(shù)制造出液體合金設(shè)備，能打印用于一切彈性材料和纖維上的柔性可伸展導(dǎo)體;密歇根理工大學(xué)研發(fā)出一種小型設(shè)備，通過(guò)在“生物墨水”中添加石墨烯，打印出人工神經(jīng)組織;哈佛大學(xué)研制出一種新型多材料打印頭，能混合并打印濃縮、有粘彈性的“墨水”材料，不僅能控制幾何形狀，還能在運(yùn)行中改變材料成分;麻省理工學(xué)院研制出一種稱為“多種制造系統(tǒng)”的新型3D打印機(jī)，能一次使用10種不同材料，打印分辨率達(dá)40微米級(jí)，該校還通過(guò)3D打印技術(shù)造出精美絕倫且用途更廣的玻璃。

打印產(chǎn)品方面：FDA首次批準(zhǔn)美國(guó)Aprecia制藥公司利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)癲癇病藥物(SPRITAM)，向個(gè)性化定制藥物邁出了重要一步;通用電氣公司3D打印出一臺(tái)可點(diǎn)火運(yùn)行的小型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，長(zhǎng)30厘米、高20厘米，在通油測(cè)試時(shí)每分鐘轉(zhuǎn)速可達(dá)33000轉(zhuǎn);海倫·德沃斯兒童醫(yī)院首次將兩種常見(jiàn)的成像技術(shù)(CT和3D經(jīng)食道超聲心動(dòng)圖)成功地結(jié)合在一起，打印出更精確的3D心臟模型;加州大學(xué)圣地亞哥分校利用新的3D打印技術(shù)，開(kāi)發(fā)出能夠在液體中游泳并具有多種用途的微型機(jī)器人;一名機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生用3D打印技術(shù)成功設(shè)計(jì)和制造出世界上第一把能自動(dòng)裝填的3D打印左輪手槍。

光電子制造技術(shù)方面：美國(guó)科學(xué)家利用迄今最纖薄(僅為三個(gè)原子厚)的鎢基半導(dǎo)體作為發(fā)光“增益材料”，制造出一種新型納米激光器;伊利諾伊大學(xué)香檳分校通過(guò)結(jié)合3D全息光刻和2D光刻技術(shù)，制造出一種適用于大規(guī)模集成電路的高性能3D微電池(只有指尖大小);斯坦福大學(xué)首次通過(guò)拉伸二硫化鉬的晶體點(diǎn)陣，“扯”出能隙可以變化的半導(dǎo)體，為制造高性能傳感器和太陽(yáng)能電池等奠定了基礎(chǔ);IBM研制出首個(gè)制程為7納米的測(cè)試芯片，厚度僅為頭發(fā)絲的萬(wàn)分之一，計(jì)算能力為當(dāng)前最強(qiáng)芯片的4倍，突破了半導(dǎo)體行業(yè)的瓶頸;美國(guó)科學(xué)家將石墨烯和氮化硼納米管結(jié)合，研制成全新的混合數(shù)字開(kāi)關(guān)，可作為電子產(chǎn)品中控制電流的基本元件。

此外，美國(guó)科學(xué)家還研制出全球首款全彩色柔性薄膜反射顯示屏，其通過(guò)外部施加的電壓來(lái)改變自身的顏色，不需要光源，相反它會(huì)反射周?chē)沫h(huán)境光為其所用;波音公司于2012年提出的一項(xiàng)用于飛機(jī)的激光動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)專(zhuān)利于2015年7月獲批，該技術(shù)能在放射性燃料上點(diǎn)燃高能激光，或能用來(lái)推動(dòng)火箭、導(dǎo)彈和航天器等。

2017年3月3日，《美國(guó)3D打印標(biāo)準(zhǔn)化路線圖》最終版已經(jīng)發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)行業(yè)的健康發(fā)展起到積極作用，不僅僅是可以潤(rùn)滑上下游產(chǎn)業(yè)鏈的溝通，還可以啟示企業(yè)如何錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)增材制造創(chuàng)新中心(America Makes)在積極的加速增材制造的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用轉(zhuǎn)化。這方面他們通過(guò)將整個(gè)行業(yè)的生態(tài)圈，從上游到中游，下游以及用戶端邀請(qǐng)?jiān)谝黄鹎写栊枨笈c短板，可以說(shuō)市場(chǎng)需求是制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)與政策的基礎(chǔ)。

欲了解3D打印行業(yè)具體詳情，可以點(diǎn)擊查看中研普華研究院報(bào)告《2021-2025年中國(guó)3D打印行業(yè)全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告》。

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  2021-2025年中國(guó)3D打印行業(yè)全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告

  3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(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)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模...

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