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中国3D打印产业研究分析报告
中国 3D 3D打印 产业研究 分析报告 报告        2021-06-23

前  言
        所谓“3D打印”,其实是一系列快速成形技术的总称,属于制造技术的一种,与传统“打印”的概念差别较大,其基本原理都是叠层制造,由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成薄层的工件截面形状,而在Z坐标间断地作层面厚度的位移,最终各薄层叠加形成三维制件。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。
       3D打印集两大突出优势于一身。这一技术最具的革命意义优势在于:1)将复杂作业流程转化为制造程序文件,个体只需要在虚拟环境中完成设计即可实现制造。大幅降低制造业的技术门槛。2)制造几乎不受结构复杂度的限制。
      3D打印的革命意义不在于替代规模制造,而在于成就个性化的生产模式。和标准化的流水线制造相比,3D打印在一段时间内还不具备规模生产的经济性。但当这一技术将专业技术封闭的制造大门向普通个体打开时,你无法想象,它能激发出多少个性化的创意设计。而在网络交易平台和“云制造”的辅助下,这些创意转化为可以盈利的产品,或将以几何级数的速度增长。单个个性化设计产品,或许只能满足小众市场,但却是标准化生产无法胜任的。制造业的未来有望复制虚拟世界中发生的故事:市场的生产和创新主体从专业化的企业转变为小微组织,或自然个体。未来的丰田、三星与个体制造的关系或类似微软与App store中,众多的个性化软件产品研发个体一样。具有代表性的市场标签,但较低的市场份额。
(本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)

     3D打印将改变传统的制造方式。如果想制造一些物品,你只需要一个3D打印机、原材料,和控制打印机的软件。用软件画出模型,把原材料加入打印机,然后点下打印,过一会儿就可以取出新鲜出炉的物品了。这就是3D打印的惊奇之处,它是一种更加低耗能、低污染甚至无污染的生产方式。当今的世界里,大量的同质化的产品有时候不受欢迎,特别是当很多东西都可以通过3D打印量身定制,传统的制造方式将被逐步淘汰。
     未来每个家庭都有一台3D打印机的时代将不太遥远。就像电脑从学院、实验室进入到家庭一样,3D打印技术也将改变我们的生活。和任何其他技术类似,3D打印机迅速地变得越来越便宜,而功能却越来越强大,已经能打印生活中各种金属、塑料材质的日用品和纺织品,同时价格也已经为小部分人接受。
     除了进入每个家庭,3D打印也将带来工业的变革。目前建筑和金属制造的3D打印实践证明能够节省大量的原材料、人工和时间;“微型车间”的实现将颠覆现有的制造方式;而人体器官打印更是能实现人类对健康的追求,甚至对人类社会有着深远的影响。
      3D打印技术经过20余年的发展,在全球范围内已经形成了一个规模16.8亿美元的新兴产业,并以年均20-30%的速度高速成长,预计到2015年市场规模可达38亿美元。目前中国制造业的3D打印使用密度仅有美国的约20%。作为一种全球最前沿的制造技术,3D打印将是中国制造业升级的重要一环,国内3D打印产业化的空间巨大。
“个人制造”的商业模式已经拉开序幕。2011年,以3D打印服务和产品交易为主要功能的网络平台Shapeways,产品销售量实现约1000%的增长,一个“个人制造”领域的“C toC”模式似乎已跃跃欲试。由于不受制于专业制造标准的限制,这种个人生产模式的创新速度可能远高于专业制造企业。同期,全球个人3D打印设备销售量同比增长接近300%,大幅超越商用3D打印机增速。这些数据似乎在佐证个体创意通过3D打印追求自我实现的欲望正在急速膨胀。3D打印机有望重复个人电脑的道路,成为普及的大众消费品。
(本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)

      我国从3D打印供给端看,国内北航、华中科大、西安交大、清华四大研发中心在3D打印方面积累了国际一流的技术储备,在航空结构件锻造等领域甚至实现了世界首次突破。从需求端看,未来几年内航天军工、民用消费、模具设计三驾马车将驱动3D打印需求超越式增长。其中,国产四代战斗机的批量生产、国产大飞机项目的实现有望为3D打印创造出一个20亿元的“大市场”。综合来看,我国3D打印产业化的条件已经成熟,未来3年将是市场急剧膨胀的“成长期”。
     3D打印技术快速成型的特点,在产品研发中的作用已经无可置疑。而在直接制造领域,技术的可行性和经济性饱受市场质疑。长期来看,以设备折旧和材料主要构成的制造成本,存在大幅下降的空间。近十年,设备平均售价已下降近84%,材料则保持60%以上的毛利率,亦有很大下降空间。
从国外3D打印产业发展经验来看,全价值链模式是最优选择。世界3D打印行业的两大巨头——3D Systems和Stratasys近十年的发展历程表明,材料+设备+服务的全价值链模式是3D打印企业的最佳盈利模式。同时,3D打印是一个个性化、分散的市场,需要针对不同需求客户开发出全方位解决方案、拥有最完整的产品谱系。
      北京经纬万方信息咨询有限公司推出的《中国3D打印产业研究分析报告》正是针对上述3D打印产业链特征,参考3D打印产业相关专家意见、依据国家统计局、国家发改委及海外相关专题报告基础信息,经我公司对3D打印产业链上、下游生产布局、供需现状、竞争格局情况进行了详细阐述与分析,对未来行业发展现状、投机风险及未来发展趋势作出分析预测,并重点分析了业内核心企业技术、生产与市场特点,是3D打印产业链相关企业生产、投资及科研等专业人员了解目前行业发展动态、把握企业定位和决策投资发展方向有意义的参考资料。
 (本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)

报告目录
第一章 3D打印概述
第一节 “3D打印”概念
1.1.1 3D打印原理
1.1.2 3D打印技术及发展历程简述
1.1.3 3D打印机及3D打印过程
第二节 3D打印技术应用情况介绍
第二章 3D打印技术经济分析
第一节 3D打印技术类别及比较分析
第二节 3D打印技术特点分析
2.2.1 3D打印是一种全新的制造方式
2.2.2 3D打印使制造的自由度大幅提高
2.2.3 3D打印简化作业流程分析提高数字化程度
2.2.4 3D打印提高原料利用率减少生产废料
第三节 3D打印经济性解析
2.3.1 技术的可实现性:应用材料的扩展和制造精度的提高
2.3.2 技术的经济性:设备与材料成本仍有很大下降空间
2.3.3 3D打印优化设计性能来提升产品使用的经济性
第四节 激光快速成形促进3D打印工业化进程
2.4.1 激光快速成形是较为成熟的先进制造方式
2.4.2 激光快速成形在航空航天、汽车、船舶制造领域优势巨大
第三章 美国3D打印产业化经验介绍
第一节 从工用到民用产品系列逐步完善
第二节 全价值链模式创造价值
第三节 3D打印行业发展提速
第四章 3D打印生产属性分析
第一节 “柔性”生产与“创客”时代的开启
4.1.1 “自由格式制造”将给企业生产柔性带来新的飞跃
4.1.2 3D打印提高生产柔性,打造自由格式制造
第二节 3D打印或引发个体创新浪潮成就新的制造业模式
第五章 3D打印消费应用领域分析
第一节 3D打印广泛应用于个人消费和工业生产两大市场
5.1.1 每个家庭都可以自己打印个人消费品
5.1.2 3D打印在工业生产中实现省时、省力、省电
第二节 3D打印市场规模速增及应用方向解析
5.2.1 3D打印市场规模增长迅速
5.2.2 3D打印应用前景广阔
5.2.3 3D打印代表全球制造业一种发展方向
第三节 3D打印设备个人应用普及及消费分析
5.3.1 3D打印个人应用在普及中
5.3.2 免费开源系统出现加速3D打印产品普及
5.3.3 3D打印:从工业级普通家庭的普及过程及案例分析
5.3.4 3D打印设备个人消费潜力分析
第四节 3D打印应用个案介绍
5.4.1 3D打印应用:助听器、牙齿打印已逐渐实现商业化
5.4.2 3D打印应用:复杂首饰的加工难度将大幅下降
5.4.3 3D打印应用:可用沙子“打印”出固体建筑
5.4.4 3D打印应用:打印金属的3D打印机
5.4.5 3D打印应用:3D生物打印机问世
第六章 3D打印产业链分析
第一节 3D打印产业链梳理
第二节 3D打印完整加工流程梳理
第七章 我国3D打印发展现状分析
第一节 3D打印技术是我国制造业升级的重要一环
7.1.1 我国3D打印尚处于试验阶段,规模化应用尚需时日
7.1.2 我国重型金属构件电熔精密成型技术已进入产业化发展阶段
第二节 我国3D打印供需市场分析
7.2.1 供给端分析
7.2.2 需求端分析
第三节 3D打印产业链现状分析
7.3.1 我国与3D打印产业链相关企业情况介绍
7.3.2 军工应用、中下游厂商率先受益
第八章 3D打印产业趋势及机会风险分析
第一节 3D打印产业发展趋势分析
第二节 我国3D打印产业机会与风险分析
8.2.1 机会分析
8.2.2 风险分析
 (本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)

 图表目录
图1-1 3D打印工作原理
图2-1 3D打印制造示意图
图2-2 3D打印制造的首饰制品
图2-3 传统机加工与3D打印制造部件对比
图2-4 ZCorp公司3D打印设备作业流程图
图2-5 使用3D打印加工成型的手柄
图2-6 3D打印制造的飞机发动机零部件
图2-7 3D打印设备价格长期呈现下降趋势
图2-8 3D打印主要设备供应商毛利率保持稳定
图2-9 3D打印使用的树脂和塑料材料利润空间较大
图2-10 EOS使用DMLS技术制造的注塑模具
图2-11 EOS的注塑模具设计
图2-12 NorthropGrumman设计的航空用ECS零部件
图2-13 激光快速成形原理图   34
图4-1 欠柔性生产条件下企业综合成本的增加
图4-2 福特标准化生产与精益化生产示意比较
图4-3 长尾效应模型
图4-4 基于3D技术和网络平台的新的制造业模式
图4-5 Shapeways网站提供3D打印服务和交易平台
图4-6 Kickstarter网站为创意提供融资平台
图4-7 StanfordCDR提供的3D打印技术服务中介平台
图5-1 已经在市场上销售的3D打印机图示
图5-2 可打印固体建筑的3D打印机
图5-3 使用细胞进行3D打印逐渐组成人体器官示意图
图5-4 3D打印市场规模保持较快增长
图5-5 3D打印设备下游应用行业分布
图5-6 3D打印设备下游用途分布
图5-7 Local Motors是一家创意汽车的设计平台
图5-8 Local Motors制造的Rally Fighter
图5-9 个人3D打印设备消费迅速膨胀
图5-10 3D打印用于直接制造的比例逐步提升
图5-11 能打印人体器官的3D打印机
图6-1 3D打印产业链框架图示
图6-2 Shapeways提供3D打印服务
图6-3 3D扫描仪图示
图6-4 CAD辅助3D模型设计图示
图6-5 小型精密步进电机图示
图6-6 光固化3D打印机
图7-1 中国国防预算开支快速上涨
图7-2 中国现役主要战斗机保有量
图7-3 2013-2015年中国核电装机容量趋势图
图8-1 现阶段不同3D打印设备使用比例
图8-2 打印商未来最想购买的3D打印设备的结构比例
图52:全球3D打印设备保有量区域分布
图8-3 全球3D打印设备累计销售量区域分布
图8-4 全球3D打印设备销售量区域分布(2011)
 (本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)
表1-1 主流快速成型设备研发时间表
表2-1 3D打印技术与所用材料
表2-2 不同类型3D打印技术比较
图2-3 3D打印技术的演进历史
表2-5 3D打印制造成本核算的参数假设
表2-6 3D打印直接成本结构
表2-7 用于3D打印的金属材料价格远超普通金属
表2-8 传统锻造方法制造大型结构件
表3-1 2011年以来美国3D打印行业发展时间表
表4-1 三种生产方式的比较
表5-1 3D打印技术的优、劣势比较
表5-2 3D打印技术的优势和缺陷对下游行业的影响
表5-3 现阶段3D打印技术对行业不同环节的价值增值的影响
表5-4 3D打印与传统加工方式比较
表5-5 主流激光快速成型设备性能、应用领域一览
表5-6 3D打印行业应用示例图
表5-7 Shapeways模式与传统工业设计生产模式比较
表5-8 3D打印下游具体应用领域分布(2011)
表6-1 可被3D打印替代的部分行业产值
表6-2 传统喷墨打印机与3D打印机比较
表6-3 3D打印市场扩大对于材料需求的影响
表7-1 世界快速成型设备保有量区域分布情况表
表7-2 制造业快速成型设备使用密度的国际比较情况表
表7-3 重型金属构件电熔精密成型技术与传统锻造技术比较
表7-4 我国各大装备领域大型铸锻件市场需求
表7-5 国内主流3D打印技术研发中心及产业化平台一览
表7-6 2011年全球个人3D打印机销量猛增
表7-7 3D打印技术帮助全球汽车厂商缩短车身模具的平均研发时间
表7-8 波音预测2009-2029年中国民用飞机需求将达3710架(>100座)
表7-9 3D打印产业链相关业务梳理
表7-10 国内外3D打印公司业务比较
表7-11 3D打印产业链相关受益公司情况
表7-12 3D打印产业链公司受益弹性对比
表8-1 国内主要3D打印设备公司产业平台状况
表8-2 国内主要3D打印相关公司情况表
 (本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)

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