近年來，增材製造產(chan) 業(ye) 在“中國製造”引導下迎來高速發展契機。我國高度重視增材製造產(chan) 業(ye) ，將其作為(wei) 《中國製造2025》的發展重點之一。2020年國家標準委製定了《增材製造標準領航行動計劃(2020-2022 年)》，明確“到2022年，增材製造專(zhuan) 用材料、工藝、設備、軟件、測試方法、服務等領域領航”標準數量達到80-100項，形成一大批具有競爭(zheng) 力、引領性的團體(ti) 標準。推動2-3項我國優(you) 勢增材製造技術和標準製定為(wei) 國際標準，增材製造國際標準轉化率達到90%。

在各國政府和市場的共同推動下，增材製造熱點應用爭(zheng) 相出現、前沿技術研發速度不斷加快。我國一係列產(chan) 業(ye) 政策描繪了增材製造行業(ye) 的發展路線圖，並在各個(ge) 地區相繼成立了基於(yu) 企業(ye) 、科研機構及高等院校合作的研究中心和技術聯盟，有力地促進了這一技術在各領域的應用。

由於(yu) 增材製造技術能快速製造出各種形態的結構，對傳(chuan) 統的產(chan) 品設計、工藝流程、生產(chan) 線、工廠模式、產(chan) 業(ye) 鏈組合產(chan) 生深刻影響，成為(wei) 了製造業(ye) 最具代表性和最受關(guan) 注的顛覆性技術之一。#3D打印#

什麽(me) 3D打印？

增材製造（Additive Manufacturing, AM）又稱3D打印，是一種通過簡單的二維逐層增加材料的方式直接成型三維複雜結構的數字製造技術。將對傳(chuan) 統的工藝流程、生產(chan) 線、工廠模式、產(chan) 業(ye) 鏈組合產(chan) 生深刻影響，是製造業(ye) 有代表性的顛覆性技術，集合了信息網絡技術、先進材料技術與(yu) 數字製造技術，是先進製造業(ye) 的重要組成部分。

3D打印本質是增材製造（AM）技術，依托計算機輔助設計（CAD）、大數據、雲(yun) 計算、計算機輔助製造（CAM）、物聯網、虛擬現實（VR）等技術支撐，將數字化或電腦模型，通過逐層堆積的方式而直接形成3D物體(ti) 的製造工藝。

與(yu) 傳(chuan) 統製造技術（減材製造、等材製造）相比，3D打印（增材製造）不需要事先製造模具，不必在製造過程中去除大量的材料，也不必通過複雜的鍛造工藝就可以得到最終產(chan) 品，具有“去模具、減廢料、降庫存”的特點。在生產(chan) 上可以優(you) 化結構、節約材料和節省能源，極大地提升了製造效率，同時實現“設計引導製造”理念。

傳(chuan) 統的減材製造是通過車床、銑床等各種加工設備從(cong) 一塊材料上去除所有不需要的部分，直至所需的零件成型，而增材製造則是從(cong) 零開始，通過一層層材料的疊加，最終堆疊出完整的零件。

該技術適用於(yu) 新產(chan) 品開發、快速單件及小批量零件製造、複雜形狀零件的製造、模具的設計與(yu) 製造等，同時也適用於(yu) 難加工材料的製造、外形設計檢查、裝配檢驗和快速反求工程。

國際標準化組織轄下增材製造技術委員會(hui) 發布ISO/ASTM 52900：2015標準將增材技術分為(wei) 7大類，分別是：立體(ti) 光固化（SLA）、粘結劑噴射(3DP)、定向能量沉積(DED)、薄材疊層（LOM）、材料擠出(FDM)、材料噴射（PloyJet）、粉末床熔融（SLM、SLS、EBM）。

目前3D打印技術已經廣泛應用到航空航天、醫療器械、建築、汽車、能源、珠寶設計等領域，英國《經濟學人》雜誌認為(wei) 它將“與(yu) 其他數字化生產(chan) 模式一起推動實現第三次工業(ye) 革命”，改變未來生產(chan) 與(yu) 生活模式，改變製造商品的方式，並改變世界的經濟格局，進而改變人類的生活。

3D打印曆史沿革

3D打印技術應用最早可追溯到1986年由美國Charles Hull開發的立體(ti) 光固化(SLA)技術。隨後又發展出選擇性激光燒結（SLS）、選擇性激光熔化（SLM）、微噴射粘結技術（3DP）等技術。

經曆30多年的發展，立體(ti) 光固化(SLA)、選擇性激光燒結（SLS）等技術已經相對成熟。在高溫金屬材料、設備研發製造方麵相對完善。

進入21世紀以來，3D打印技術有了新的突破與(yu) 發展，在大類技術的細分下催生出許多滿足特定行業(ye) 需求的小類技術。如SLA技術：數字光處理（DLP）、多頭噴射技術(PloyJet)，SLM技術：直接金屬激光燒結（DMLS）。

3D打印技術自上個(ge) 世紀九十年代傳(chuan) 入我國，首先在各高校、科研機構展開初步研究。清華大學激光快速成形中心、西安交通大學先進製造技術研究所、華中科技大學快速製造中心等科研機構在增材製造技術的成型設備、工藝原理、數據處理軟件、分層算法、掃描路徑及加工材料等方麵取得了重大進展。

進入2000年，我國自研3D打印技術相對成熟後，初步實現3D打印設備的工業(ye) 化。在國家和地方的支持下，全國建立了20多個(ge) 增材製造服務中心。

3D打印各技術發明時間及主要使用公司：

資料來源：3D Hubs

3D打印市場規模：千億(yi) 藍海市場空間巨大

據Wohlers Report 2021的統計，受全球疫情影響，2020年3D打印市場發展雖然放緩，但仍然保持了正向的小幅增長，全球3D打印市場規模達到127.58億(yi) 美元，比2019年增長了7.5%,與(yu) 之前十年27.4%的平均增速相比，2020年增速有所下滑主要是受席卷全球的新冠疫情影響。

長期來看行業(ye) 高增長的趨勢並沒有改變，預計到2029年全球3D打印行業(ye) 規模將達到1175億(yi) 美元。

3D打印產(chan) 業(ye) 鏈解析

3D打印產(chan) 業(ye) 主要由3D打印設備、3D打印材料和3D打印服務三大細分行業(ye) 構成。根據沃勒斯全球3D打印細分產(chan) 業(ye) 調查結果顯示，3D打印設備占比最高，達到44.3%；3D打印服務占比31.6%；3D打印材料占比24.1%。

從(cong) 產(chan) 業(ye) 鏈整體(ti) 來看，3D打印上遊涵蓋激光器、振鏡、三維掃描設備、3D打印軟件、粉末原材料等；中遊以3D打印設備生產(chan) 廠商為(wei) 主，部分也同時提供打印服務及原材料供應，在整個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈中占據主導地位；下遊行業(ye) 應用已覆蓋航天航空、汽車工業(ye) 、船舶製造、能源動力、軌道交通、電子工業(ye) 、模具製造、醫療健康、文化創意、建築等各領域。

資料來源：中航證券

3D打印產(chan) 業(ye) 鏈上遊：原材料

3D打印產(chan) 業(ye) 鏈上遊主要包括原材料和3D建模工具。

原材料

增材製造原材料主要包括金屬增材製造材料、無機非金屬增材製造材料、有機高分子增材製造材料以及生物增材製造材料四大類。專(zhuan) 用材料的品類和品質決(jue) 定增材製造產(chan) 品及服務的質量。

金屬增材製造技術一般運用在航天航空領域，而非金屬增材製造技術用途更加廣泛，主要運用在工業(ye) 工藝設計的其他領域：如汽車家電、醫學器械、文創用品等。

3D打印技術分類：

資料來源：鉑力特招股書(shu) , 德邦研究所

目前，全球增材製造專(zhuan) 用材料已達幾百種，Stratasys、3DSystems、EOS、惠普等行業(ye) 領軍(jun) 企業(ye) 以及巴斯夫、杜邦等材料企業(ye) 紛紛布局專(zhuan) 用材料領域，研發生產(chan) 出新型高分子複合材料、高性能合金材料、生物活性材料、陶瓷材料等專(zhuan) 用材料。

SLM作為(wei) 當今應用最為(wei) 廣泛的金屬3D打印技術，製件尺寸精度較高，可以打印傳(chuan) 統技術無法製造的複雜結構，但其也存在打印效率稍低、難以打印大尺寸（米級）零件等缺點。

使用SLM技術的代表公司包括德國EOS公司、美國GE增材、德國SLM solutions、鉑力特、華曙高科等。

根據下遊領域製件品的特性，金屬、複合材料需求空間大，有望成為(wei) 3D打印材料的“引爆點”。但是隨著金屬3D打印零件生產(chan) 量的增加，市場上金屬粉末材料種類偏少、專(zhuan) 用化程度不夠、供給不足的弊端也日益顯現，其潛在的缺乏高品質、無缺陷的金屬粉末問題也更加突出。

3D打印產(chan) 業(ye) 鏈全景梳理：

資料來源：浙商證券

工業(ye) 級3D打印設備占據主導

根據應用場景不同，可以分為(wei) 工業(ye) 級和桌麵級（消費級）兩(liang) 類。

由於(yu) 桌麵級3D打印設備技術門檻不高，競爭(zheng) 激烈且毛利率水平較低，鉑力特等國內(nei) 3D打印巨頭大都專(zhuan) 注於(yu) 金屬工業(ye) 級3D打印應用。

另外，隨著國外桌麵級打印機相關(guan) 專(zhuan) 利保護到期，技術壁壘下降，國內(nei) 桌麵級打印機廠家數量急劇增長，新進企業(ye) 增多，加大了國內(nei) 桌麵級增材製造市場的競爭(zheng) 程度。

與(yu) 桌麵級打印機市場相比，工業(ye) 級打印機技術壁壘高，資本投入大，一直以來發展較為(wei) 緩慢，但當前工業(ye) 級增材製造產(chan) 業(ye) 受到國家政策大力支持，整個(ge) 市場目前已開始呈現快速增長形勢。

3D建模工具

3D建模工具包括3D建模軟件、3D建模掃描儀(yi) 和3D模型數據平台。與(yu) 此相對應，聚集在產(chan) 業(ye) 鏈上遊的企業(ye) 包括三維軟件開發商以及耗材生產(chan) 商等。

3D打印中遊：增材製造設備是核心領域

從(cong) 產(chan) 業(ye) 細分結構來看，根據CCID數據顯示，我國的3D打印設備市場規模最大，2020年產(chan) 值達到92.54億(yi) 元，這主要是因為(wei) 設備單價(jia) 高、部分依賴進口導致。

由於(yu) 大部分工業(ye) 零部件存在唯一適配性，許多公司為(wei) 客戶提供定製化服務。

目前規模第二大的是3D打印服務市場，2020年的產(chan) 值為(wei) 64.46億(yi) 元。而由於(yu) 我國對3D打印材料研發水平較為(wei) 局限，加上3D打印材料整體(ti) 單價(jia) 相對較低，因此目前規模最小、增速最慢，在2020年總產(chan) 值為(wei) 50.59億(yi) 元。

目前3D打印行業(ye) 內(nei) 部的競爭(zheng) 主要集中在設備廠商之間，這些設備廠商同時也提供3D打印的相關(guan) 服務。

在2019年，Stratasys、Markforged、3DSystem三家公司所占市場份額近40%，Stratasys銷售了3660台工業(ye) 3D打印機，占比為(wei) 16.6%；值得注意的，“其他”的占比從(cong) 2018年的30.3%上升到34.3%，這表明有更多的公司進入到這個(ge) 領域。

3D打印產(chan) 業(ye) 鏈下遊：航天航空有望成為(wei) 最重要應用

從(cong) 下遊應用行業(ye) 來看，目前工業(ye) 中使用3D打印最多的行業(ye) 是汽車工業(ye) ，占比為(wei) 16.4%。消費領域/電子領域和航空航天則緊隨其後，分別為(wei) 15.4%和14.7%。

航天航空有望成為(wei) 金屬3D打印應用的重要領域。“輕量化”、“高強度”、“高性能”及“複雜零件集成化”一直是航空航天零部件製造和研發的主要目標。3D打印技術所製造出來的零件能夠很好的迎合這些要求，具有不可替代的應用優(you) 勢。

值得注意的是，當前航空航天零部件產(chan) 業(ye) 產(chan) 值規模超過1500億(yi) 美元，但3D打印應用在其中的份額尚不足1%，未來市場空間廣闊。

3D打印在航空航天的當前應用水平與(yu) 未來可能性均較高：

資料來源：EY

從(cong) 汽車工業(ye) 領域來看，3D打印不僅(jin) 可以直接製造汽車零部件，甚至可以顛覆傳(chuan) 統的整車設計理念和製造方式，用於(yu) 整車製造。

目前已有大量體(ti) 內(nei) 外實驗證實3D打印金屬基生物材料在實踐應用中的可行性，為(wei) 推進個(ge) 性化醫學提供了前所未有的可能性。目前，3D打印金屬基生物材料主要用於(yu) 口腔科、組織修複、骨科植入及心血管設備的應用。聯泰科技SLA技術的隱形正畸市場已經占據30%以上市場應用份額，DLP技術也占到市場的近20%。

3D打印市場格局

近年來，3D打印行業(ye) 整合加劇，通過並購3D打印軟件公司、材料公司、服務提供商等，設備生產(chan) 企業(ye) 轉變為(wei) 綜合方案提供商，加強了對產(chan) 業(ye) 鏈的整體(ti) 掌控能力。

3D打印的核心專(zhuan) 利大多被設備廠商掌握，因此在整個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈中占據主導地位，這些設備生產(chan) 廠商大多也提供打印服務業(ye) 務。

當前，全球3D打印市場主要集中在北美、歐洲和亞(ya) 太地區三個(ge) 地區。全球3D打印產(chan) 業(ye) 區域結構占比顯示，目前美國以40.40%的比例占據3D打印行業(ye) 的主導地位，第二位為(wei) 德國，占22.5%的市場份額。中國在全球3D打印產(chan) 業(ye) 中占18.6%，大約是美國的一半。日本和英國占據全球3D打印市場的比例大於(yu) 5%，位居中國之後。

我國的增材技術標準建立起步較晚，主要是在《十三五規劃》的推動下，於(yu) 2016年4月成立全國增材製造標準化技術委員會(hui) (SAC/TC 562)，隨後由該組織逐步建立和完善的相關(guan) 標準體(ti) 係。

截至目前，關(guan) 於(yu) 增材製造的標準（含起草、批準和已發布）共計50餘(yu) 項，現行標準共計15項，主要是從(cong) 技術、原材料、專(zhuan) 業(ye) 術語層麵進行基本規範。

中國3D打印市場AMC模型：

資料來源：易觀智庫

隨著國內(nei) 3D打印企業(ye) 技術的不斷積累，與(yu) 國外先進水平的差距快速縮小，在大尺寸成型等部分領域甚至實現了反超，優(you) 秀企業(ye) 不斷湧現，以鉑力特、華曙高科、聯泰科技等為(wei) 代表，綜合實力雄厚，屬於(yu) 行業(ye) 領軍(jun) 企業(ye) 。

國內(nei) 3D打印產(chan) 業(ye) 鏈重點企業(ye) 梳理：

資料來源：德邦研究所

從(cong) 技術的角度來看，3D打印經曆過產(chan) 品新、質量差，專(zhuan) 攻研發與(yu) 技術改進的“負盈利”導入期，目前部分技術較為(wei) 成熟、銷量開始攀升、市場份額不斷擴大、競爭(zheng) 者不斷湧入。

當前行業(ye) 收購對象涵蓋包括服務商、軟件公司、材料和設備廠商在內(nei) 的3D打印生產(chan) 鏈企業(ye) 。

在中國，資本主要流向金屬3D打印技術，對微米級電板3D打印、生物醫療3D打印的投資也比較多。

在國外，化工材料巨頭加大對3D打印複合材料的投資；此外還有一些創新性的3D打印技術得到種子輪、A輪資本支持；針對3D打印的生產(chan) 管理、後處理等產(chan) 業(ye) 配套方向，逐漸成長出優(you) 質創業(ye) 公司。

2020年中國3D打印收購、大型融資事件：

隨著3D打印行業(ye) 從(cong) 導入期逐漸過渡至成長初期，資源搶占、行業(ye) 整合加劇，最終將過渡到成熟期，達到最高的產(chan) 值和利潤總量。

中國是全球最大的工業(ye) 生產(chan) 國，未來3D打印將在中國工業(ye) 生產(chan) 製造中扮演重要角色。隨著國家政策的扶持和企業(ye) 需求的擴大，隨著政策的持續引導以及行業(ye) 標準製定工作的進一步推進，3D打印在我國應用的廣度和深度將加速拓展。