3D打印產(chǎn)業(yè)研究

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1、3D打印產(chǎn)業(yè)研究3D打印技術是指由計算機輔助設計模型（CAD）直接驅(qū)動的，運用金屬、塑料、陶瓷、樹脂、蠟、紙、砂等材料，在快速成形設備里分層制造任何復雜形狀的物理買體的技術。基本流程是，先用計算機軟件設計三維模型，然后把三維數(shù)字模型離散為面、線和點，再通過3D打印設備分層堆積，最后變成一個三維的實物。傳統(tǒng)制造技術是“減材制造技術”，3D打印則是“增材制造技術”，具有制造成本低、生產(chǎn)周期短等明顯優(yōu)勢，被譽為“第三次工業(yè)革命最具標志性的生產(chǎn)工具”。3D打印將多維制造變成簡單的由下而上的二維疊加，從而大大降低了設計與制造的復雜度。同時，3D打印還可以制造傳統(tǒng)方式無法加工的奇異結(jié)構(gòu)，尤其適合動力設備、

2、航空航天、汽車等高端產(chǎn)品上的關鍵零部件的制造。上一輪的工業(yè)革命中，制造業(yè)主要通過批量化的流水線制造和集約生產(chǎn)來降低生產(chǎn)成本，買現(xiàn)規(guī)模效益。原來是制造商和消費者分離，現(xiàn)在是制造商和消費者合為一體，開展自工業(yè)化。3D打印將引發(fā)真正意義上的制造業(yè)革命，產(chǎn)業(yè)組織形態(tài)和供應鏈模式都將被重新構(gòu)建，帶來無窮的創(chuàng)新空間。1?發(fā)展歷程20世紀80年代，誕生于美國，第一波小高潮；1986年，CharlesHull6創(chuàng)辦了世界上第一家3D打印技術公Hj（3DSystems公司也是目前3D市場領軍者之一）,同年發(fā)布了第一款商用3D打印機。1988年，ScottCrump發(fā)明了FDM（熱熔擠韋，｝成型）技術，并于198

3、9年成立了現(xiàn)在的另一家3D打印上市公司Stratasys（NASDAO：SSYS,該公司在1992年賣出了第一臺商用3D打印機。21世紀初，沉寂，質(zhì)疑。2008年,開源3D打印項目RepRap發(fā)布“Darwin”,3D打印機制造進入新紀元；同年，Objet推出Connex500,讓多材料3D打印成為可能。目前，在歐美3D打印技術已經(jīng)廣泛應用。冃前限制金屬材料發(fā)展的主要的問題是其成形制造效率不高，每個小時大約只有100-3000克。1?國內(nèi)發(fā)展：1991年，開始研究3D打印技術，每年只有幾十臺設備銷售，主要應用于高校教學和職業(yè)培訓。2000年以后，清華大學、華中科技大學、西安交大等高校繼續(xù)研究3

4、D打印技術。西安交大側(cè)重于應用，做一些模具和航空航天的零部件；華屮科技大學開發(fā)了不同的3D打印設備；清華大學把快速成形技術轉(zhuǎn)移到企業(yè)一一殷華（后改為太爾時代）后，把研究重點放在了生物制造領域。目前，國內(nèi)的3D打印設備和服務企業(yè)一共有二十多家，規(guī)模都較小。一類是十年前就開始技術研發(fā)和應用，如北京太爾時代、北京隆源、武漢濱湖、陜西恒通等。這些企業(yè)都有自身的核心技術。另一類是2010年左右成立的，如湖南華曙、先臨三維、紫金立德、飛爾康、峰華卓立等。而華中科技大學、西安交通大學、清華大學等高校和科研機構(gòu)是重要的3D技術培育基地。目前歐美較具規(guī)模的3D打印企業(yè)的年銷售收入一般都在10億元人民幣左右，而國

5、內(nèi)目前仍沒有一家企業(yè)收入過億，甚至超過5000萬元的企業(yè)都寥寥無幾。3.市場分析3.1市場規(guī)模：2013年，全球40億美元，增長100%；2015年，全球51.65億美元,增長25.69%o預計，2018年，全球125億美元，增長率在20%以上。（數(shù)據(jù)來源：Wholers）而向工業(yè)的3D打印機設置臺數(shù)按國家進行統(tǒng)計的話，美國占38%,位居第一，其次是日本占9.7%,第三位德國占9.4%,第四位屮國占8.7%。中國2013年3D打印市場規(guī)模約30億元人民，2016年預計過百億。中國市場制約因素：標準缺失：我國尚沒對3D打印行業(yè)建立統(tǒng)一的共性標準；原材料不足：由于增材制造技術的特殊性，耗材在整個制

6、造過程屮起到了決定性的作用。而我國3D打印耗材主要依賴于國外進口，尤其是金屬材料。過高的材料成木可能成為阻礙發(fā)展的原因之一；傳統(tǒng)制造業(yè)阻礙：國內(nèi)機械制造產(chǎn)業(yè)鏈相對比較成熟，偏低的傳統(tǒng)制造成本，會大大降低3D打印技術的性價比。在一定程度上削弱市場對此技術的重視程度。4?產(chǎn)業(yè)鏈上游領域：I-"I—沿&生II成本分布：75%上游11%中游7%下游率先在航空、軍工、核消費品和電子：21.8%交通設備：6%廠商：耳包知性產(chǎn)品：光固化：31%FDM材料擠出：22%粉末尿熔化：21%金屬材料50%+技術難度：粉末制備材料成本高：為普通材料的10倍針對大型、小批量、非標準件產(chǎn)品，尤其在試制階段的經(jīng)常進FDM和

7、SLS技術為主流大多數(shù)中小企業(yè)的產(chǎn)品集中在門檻較低的基于塑料熱熔融技術的低端設備，缺乏投資價值。在較高端的基于激光熔覆技術的髙端設備方面，某些具有核心技術和應用5?技術階段目前，3D打印是作為CNC技術的一個補充。目前3D打印仍待解決的問題包括：1）材料，開發(fā)專用材料的成本大。2）行業(yè)標準待建立。3）涉及到法律法規(guī)及倫理領域的問題。