大到火箭、飛機、汽車、國之重器,小到食物、玩具、球鞋、細胞……3D打印(也稱“增材製造”)技術正在不斷拓展人類的想象邊界。
當前,3D打印產(chan) 業(ye) 擴張勢頭正勁。國家統計局數據顯示,今年以來截至第三季度末,我國3D打印設備產(chan) 量實現同比兩(liang) 位數增長。另據中商產(chan) 業(ye) 研究院發布的報告,預計到2025年,中國3D打印市場規模將超過630億(yi) 元,在過去的10年裏,實現了30倍增長。同時,3D打印的應用場景也不斷拓展深化,持續賦能實體(ti) 經濟與(yu) 數字經濟高質量融合,成為(wei) 我國培育新質生產(chan) 力的重要推動力之一。
我國製造技術如何從(cong) 傳(chuan) 統的鍛造切削,發展到如今的萬(wan) 物皆可“打印”?近日,記者深入調研了多家產(chan) 業(ye) 鏈企業(ye) ,以探尋3D打印技術的進化之路。
呈現三大新特征
3D打印技術是依據三維建模,通過逐層添加材料的方式製造實體(ti) 零件的技術,是高端製造的重要組成部分。
我國一直高度重視3D打印行業(ye) 的發展,推動產(chan) 業(ye) 走深向實。2015年,工業(ye) 和信息化部等三部委印發的《國家增材製造產(chan) 業(ye) 發展推進計劃(2015—2016年)》提出,加快增材製造技術發展,盡快形成產(chan) 業(ye) 規模,對於(yu) 推進我國製造業(ye) 轉型升級具有重要意義(yi) 。2024年2月1日起施行的《產(chan) 業(ye) 結構調整指導目錄(2024年本)》明確,鼓勵發展增材製造裝備和專(zhuan) 用材料。
同時,全國標準信息公共服務平台數據顯示,2025年1月1日,將有4項增材製造國家標準生效。
今年以來,我國3D打印產(chan) 業(ye) 相關(guan) 產(chan) 銷數據保持強勢增長。國家統計局數據顯示,我國3D打印設備產(chan) 品產(chan) 量在2024年前三季度同比增長25.4%。據海關(guan) 總署統計,2024年前三季度,我國3D打印機出口總金額達63.3億(yi) 元(不含零部件),已超越去年全年總金額。
目前,我國已在連續纖維3D打印、多材料打印、納米級打印等技術方麵實現重大突破,達到世界先進水平,且專(zhuan) 為(wei) 3D打印量身定製的新材料也在加速開發和認證中。
“與(yu) 模具成形等傳(chuan) 統製造技術相比,3D打印簡化了生產(chan) 流程,可以實現複雜結構的一步成型,大幅節約製造時間和所需原料。”灼識企業(ye) 管理谘詢(上海)有限公司谘詢總監陳一心表示,當前,我國3D打印技術與(yu) 國際領先技術相比已經沒有代差。
隨著技術不斷更迭,3D打印應用“全麵開花”,越來越多的創意從(cong) 圖紙走向現實。例如,在航空航天等高端製造領域,3D打印技術已經從(cong) “可選項”過渡到了“必選項”。
2023年,世界首枚“3D打印火箭”點火發射,其85%的材料由3D打印完成。看似難以想象,實則我國早已在踐行。中研普華產(chan) 業(ye) 研究院數據顯示,中國是全球航天航空3D打印市場主要集中地之一。航空航天3D打印技術正在向天空探索、衛星通信、無人機等細分領域拓展。
聚焦航空製造的深圳光韻達光電科技股份有限公司(以下簡稱“光韻達”)董事會(hui) 秘書(shu) 張洪宇表示,3D打印航空零部件的設計靈活度高,對於(yu) 複雜結構製造能力強,能夠直接製造出傳(chuan) 統加工方法難以實現的複雜形狀或具備複雜內(nei) 部結構的零部件,同時,還可以實現輕量化設計。
航天航空之外,3D打印在汽車製造、生物醫療等領域亦有很多應用場景,並通過與(yu) 人工智能融合,實現“落地”生產(chan) 端。
“3D打印技術已經可以實現鏤空一體(ti) 化打印。例如,在汽車製造行業(ye) ,零部件精密的底盤,在建模中可以實現微調並批量化生產(chan) ,大幅降低成本。”廣州搞搞鎮文化科技有限公司創始人兼首席執行官崔健南表示。
而在再生醫療領域,小小個(ge) 頭的3D打印機甚至可以製造出“細胞”。深圳市西格諾生物科技有限公司相關(guan) 負責人劉誌遠向記者透露,相關(guan) 搭載公司技術的類器官3D打印設備已投入實驗室試用,未來有望在藥物篩選和器官修複等方麵發揮巨大作用。
“當前,我國3D打印產(chan) 業(ye) 發展呈現出三大新特性,即技術突破快、應用廣、融合強。”北京斯克萊特科技有限公司創始人許方雷在接受采訪時表示,市場對高性能、快速原型製作的需求與(yu) 日俱增,這將帶來巨大的產(chan) 業(ye) 發展空間,吸引更多“玩家”入局。
可以說,我國3D打印產(chan) 業(ye) 已進入快速成長期,一場製造業(ye) 的“蛻變”正在展開。
產(chan) 業(ye) 鏈融資擴產(chan) 忙
隨著鈦合金等金屬3D打印技術快速應用到消費電子等領域,國內(nei) 3D打印產(chan) 業(ye) 頭部企業(ye) 也迎來了訂單上升的“春天”。
今年以來,國內(nei) 3D打印產(chan) 業(ye) 頭部企業(ye) 如湖南華曙高科技股份有限公司(以下簡稱“華曙高科”)、西安鉑力特增材技術股份有限公司(以下簡稱“鉑力特”)等公司的產(chan) 品訂單量激增。同時,記者也在調研中了解到,多家企業(ye) 表示對2025年行業(ye) 前景保持樂(le) 觀。
鉑力特董事會(hui) 秘書(shu) 崔靜姝表示,當前公司訂單充足,生產(chan) 經營有序開展,正全力推進項目交付。預計明年產(chan) 業(ye) 鏈下遊需求將持續放量。
隨著上遊材料和設備,以及下遊應用的持續增長,多家3D打印頭部企業(ye) 也把擴充產(chan) 能視為(wei) 首要任務。其中,鉑力特正在金屬3D打印定製化產(chan) 品生產(chan) 線上大幅擴產(chan) ;華曙高科增材製造設備擴產(chan) 建設項目也已正式啟動,一期投資約6億(yi) 元。
“公司正不斷提升算法,滿足行業(ye) 對高精度批量生產(chan) 的需求,並以自主的工業(ye) 級增材製造設備為(wei) 硬核,持續進行關(guan) 鍵技術攻堅。”華曙高科董事會(hui) 秘書(shu) 劉一展表示。
從(cong) 行業(ye) 發展態勢來看,3D打印技術已經邁過“0-1”的階段,進入高速發展期,在國產(chan) 化與(yu) 滲透率方麵仍有巨大空間。一旦在新的領域實現量產(chan) ,將有望進一步打破行業(ye) 天花板。
據深圳市中研普華產(chan) 業(ye) 研究院有限公司預測,2024年中國3D打印市場規模將達到415億(yi) 元。與(yu) 此同時,我國3D打印設備正在加速“出海”。
產(chan) 業(ye) 鏈的蓬勃發展,亦吸引了眾(zhong) 多資本的青睞。今年以來截至目前,我國3D打印領域投融資規模總額已超過15億(yi) 元,同比增長40%,多家企業(ye) 市值屢創新高。其中,行業(ye) 一級股權投融資熱度高漲。小米科技有限責任公司、華為(wei) 技術有限公司等紛紛選擇進軍(jun) 3D打印產(chan) 業(ye) 。
記者進一步梳理3D打印板塊上市公司公告發現,三成以上公司正處於(yu) 擴張階段。在融資事件中,A輪事件數量占比約40%,天使輪/種子輪融資事件占比約為(wei) 32%。同時,多家企業(ye) 在發展壯大後,積極加入資本化“隊列”進行融資擴產(chan) ,行業(ye) 整體(ti) 進入產(chan) 融規模化階段。
直麵成長的煩惱
風光無限的背後,3D打印行業(ye) 也麵臨(lin) 著成長的煩惱。材料限製、打印速度慢、成本高、質量與(yu) 強度難把控、行業(ye) 標準與(yu) 認證不健全等正成為(wei) 行業(ye) 發展的瓶頸。
許方雷表示,目前可用於(yu) 3D打印的高性能材料種類相對有限,且打印速度相對較慢,打印成本較高,限製了其在大規模生產(chan) 中的應用。同時,該技術在航空航天和醫療等領域的應用,尚缺乏統一的行業(ye) 標準和認證體(ti) 係。
此外,由於(yu) 技術門檻高、資金投入大等原因,我國3D打印行業(ye) 集中度長期偏低。前瞻產(chan) 業(ye) 研究院數據顯示,我國3D打印產(chan) 業(ye) 規模以上企業(ye) 有近200家,但其中多為(wei) 中小企業(ye) ,研發能力相對較弱。
中國社會(hui) 科學院工業(ye) 經濟研究所研究員李鋼坦言:“要加強統籌規劃和政策牽引,打造3D打印骨幹企業(ye) ,並扶持中小企業(ye) ,不斷加強企業(ye) 自主創新,構建以企業(ye) 為(wei) 主體(ti) 的技術創新體(ti) 係。同時,還應強鏈補鏈,培育產(chan) 業(ye) 集群。”
麵對挑戰,產(chan) 業(ye) 鏈正在積極“闖關(guan) ”。以電子領域企業(ye) 深圳嘉立創科技集團股份有限公司為(wei) 例,公司正精進多種主流3D成型技術,並布局精磨等表麵處理工序,以確保高質量產(chan) 出。
“鉑力特正通過優(you) 化打印算法、開發新型材料、提高模具的生產(chan) 效率等方式,降低成本和提高效率。”崔靜姝說。
值得一提的是,國內(nei) 已有多地將加碼發展3D打印產(chan) 業(ye) 。例如,今年4月份印發的《陝西省培育千億(yi) 級增材製造產(chan) 業(ye) 創新集群行動計劃》,進一步明確了全省增材製造產(chan) 業(ye) 鏈發展的“路線圖”。
對於(yu) 產(chan) 業(ye) 未來,中國聯合國采購促進會(hui) 副秘書(shu) 長宋嘉在接受采訪時坦言:“政策、資本、應用共振,將進一步確保3D打印質量和安全,助力整個(ge) 產(chan) 業(ye) 向規範化、專(zhuan) 業(ye) 化邁進,並在全球占據‘創新高地’,走出中國智造‘新未來’。”
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