前言

近日，美國出臺了一份針對關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品的出口管制提案，此舉意在保證其在科技、工程和制造領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位不受影響。該提案羅列了14類新興和基礎(chǔ)技術(shù)，3D打印技術(shù)赫然在列。作為一項(xiàng)可能改變制造業(yè)的技術(shù)，3D打印自誕生以來便受到發(fā)達(dá)國家的高度重視，紛紛將其列為國家戰(zhàn)略技術(shù)。在各國政策的支持下，3D打印產(chǎn)業(yè)化迅速推進(jìn)，尤其是2009年以后，3D打印便進(jìn)入快速通道，市場規(guī)模從2009年10.6億美元增長到2017年的73.4億美元，增長近6倍，復(fù)合增長率高達(dá)27%，成為先進(jìn)制造業(yè)中冉冉升起的新星。

2018年，全球3D打印行業(yè)仍呈現(xiàn)“二超多強(qiáng)”的競爭格局，而隨著國際科技巨頭參與競爭，多強(qiáng)的競爭將愈演愈烈。中國企業(yè)開始嶄露頭角，部分企業(yè)進(jìn)入全球十強(qiáng)，盡管如此，國內(nèi)企業(yè)和國外頭部玩家存在巨大差距，中國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展任重而道遠(yuǎn)。基于此背景，賽瑞研究整理平臺數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)地走訪和專家訪談，編制了《2018年3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，旨在厘清3D打印發(fā)展之現(xiàn)狀、把脈未來發(fā)展之趨勢，為廣大3D打印產(chǎn)業(yè)人士、投資者及政府產(chǎn)業(yè)園提供產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路。

報告詳細(xì)解構(gòu)了3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游；對3D打印整體行業(yè)、3D打印設(shè)備及3D打印材料的市場現(xiàn)狀進(jìn)行了分析并對未來市場進(jìn)行了預(yù)測；梳理了目前主流、前沿的3D打印技術(shù)，并對未來應(yīng)用市場前景進(jìn)行了分析；分析了重點(diǎn)企業(yè)發(fā)展情況并梳理出國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)園及產(chǎn)業(yè)同盟。

第一章 產(chǎn)業(yè)概述

第一節(jié) 3D打印概念
3D打印（3D printing），即快速成形技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，通常也被稱為增材制造（Additive manufacturing）。3D打印的基本原理是離散-堆積原理。

典型的3D打印流程圖

資料來源：賽瑞研究

第二節(jié) 3D打印發(fā)展歷程

3D打印的核心思想起源于19世紀(jì)末的美國，當(dāng)時美國研究出了的照相雕塑和地貌成形技術(shù),隨后產(chǎn)生了打印技術(shù)的3D打印核心制造思想。1984年，查爾斯胡爾將光學(xué)技術(shù)應(yīng)用于快速成型領(lǐng)域，并于1986年成立了世界上第一家生產(chǎn)3D打印設(shè)備的公司：3D Systems，由此拉開了3D打印的帷幕。在此后的幾十年里，各種3D打印技術(shù)在多個行業(yè)應(yīng)用并行發(fā)展。

世界3D打印發(fā)展歷程

資料來源：賽瑞研究

第三節(jié) 3D打印技術(shù)分類

3D打印發(fā)展至今，出現(xiàn)了種類繁多的成型技術(shù)。目前市場上主流的3D打印技術(shù)包括：熔融沉積成型（FDM）、光固化成型（SLA）、三維打印快速成型（3DP）、選區(qū)激光燒結(jié)成型（SLS）、激光熔覆成型（LMD）、電子束熔化成型（EBM）、聚合物噴射成型（PolyJet）。根據(jù)成型原理特點(diǎn)，本文將UV紫外線成型技術(shù)、DLP激光成型技術(shù)、發(fā)光二極管（LED）成型技術(shù)都?xì)w納為光固化成型技術(shù)。隨著技術(shù)發(fā)展，新技術(shù)也在不斷涌現(xiàn)，如連續(xù)液體界面提取技術(shù)（CLIP）、納米顆粒噴射成型（NPJ）等。

一、熔融沉積成型（FDM）

熔融層積技術(shù)（Fused Deposition Modeling, FDM），即利用高溫將材料熔化，通過打印頭擠出成細(xì)絲，在構(gòu)件平臺堆積成型。FDM是最簡單也是最常見的3D打印技術(shù)，通常應(yīng)用于桌面級3D打印設(shè)備。使用FDM技術(shù)的3D打印機(jī)通過將熱塑性材料加熱到半液體狀態(tài)并沿計算器控制的路線進(jìn)行擠壓逐層構(gòu)造零件。FDM使用兩種材料來執(zhí)行打印作業(yè)：用于構(gòu)成成品的建模材料和用作支架的支撐材料。材料絲從3D打印機(jī)的材料倉送入在X和Y坐標(biāo)上移動的打印頭，材料打印完一層后，通過基板下移或者打印頭上移的方式開始下一層的打印。完成模型構(gòu)建后，用戶可剝除支撐材料或用特殊溶液將它溶解，然后即可使用該零件。

第二章 3D打印產(chǎn)業(yè)鏈分析

第一節(jié) 3D打印產(chǎn)業(yè)鏈介紹

3D打印產(chǎn)業(yè)上游：主要包括原材料及前端設(shè)計。3D打印材料是產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，材料制備技術(shù)是否能夠滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要3D打印材料和打印機(jī)生產(chǎn)的先前條件。前端設(shè)計是3D打印的重要基礎(chǔ)，通過模型、軟件提供逆向工程所需的數(shù)據(jù)。

3D打印產(chǎn)業(yè)中游：中游主要為設(shè)備及制造服務(wù)，參與者包括3D打印機(jī)設(shè)備商和3D打印制造服務(wù)商，這個階段將3D打印產(chǎn)品生產(chǎn)出來。

3D打印產(chǎn)業(yè)下游：終端應(yīng)用領(lǐng)域。主流應(yīng)用包括航空航天、汽車、醫(yī)療、文化創(chuàng)意等領(lǐng)域，也有一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，目前發(fā)展尚處于幾部階段，包括人像打印、食品打印、建筑打印等領(lǐng)域。

3D打印產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

資料來源：賽瑞研究

第二節(jié) 上游原材料

材料技術(shù)是3D打印技術(shù)的核心之一，從某種程度上直接制約了3D打印的發(fā)展進(jìn)程。從3D打印技術(shù)的發(fā)展歷程可以看出，一種新的打印技術(shù)出現(xiàn)，必須依賴材料的固有特性。由于材料在物理形態(tài)，化學(xué)性能等方面的千差萬別，才形成了今天3D打印材料的多品種和3D打印的不同成型方法。比如：SLA技術(shù)依賴樹脂光固化特性，SLS依賴可燒結(jié)粉末材料性能，FDM依賴塑料的熱流動性等。

比起傳統(tǒng)的制造業(yè)，用于三維打印的材料選擇是有限的。一方面，3D打印材料需要匹配不同的打印技術(shù)要求，能有利于快速、精確地加工原型零件；另一方面，3D打印零件應(yīng)當(dāng)接近最終要求，盡量滿足對強(qiáng)度、剛度、耐潮濕性、熱穩(wěn)定性能等的要求。具體到細(xì)分類型，不同的成型原理對材料基本性能的要求也不同。本節(jié)主要介紹3D打印中常用的四大類材料，即金屬粉末、光固化樹脂、塑料、陶瓷。

第三節(jié) 中游設(shè)備

3D打印設(shè)備是整個產(chǎn)業(yè)中最重要的一環(huán)。首先，設(shè)備商是3D打印技術(shù)的推動者，要實(shí)現(xiàn)3D打印，首先要完成設(shè)備的制造，每一種新的3D打印設(shè)備出現(xiàn)，都意味著一種新的3D打印技術(shù)出現(xiàn)；其次，每一臺3D打印設(shè)備就是一個加工制造中心，設(shè)備商掌握整個3D打印過程的核心技術(shù)，因此，在3D打印領(lǐng)域，設(shè)備商往往同時扮演者3D打印加工制造服務(wù)的角色；再次，設(shè)備商是3D打印技術(shù)應(yīng)用的推廣者，可以直接為終端用戶提供綜合解決方案。

3D打印設(shè)備可以分為兩大類型：一類是生產(chǎn)價格在數(shù)萬美元到數(shù)十萬美元之間的設(shè)備，主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，通常稱其為工業(yè)級設(shè)備；另一類是主要針對個人消費(fèi)者的設(shè)備，這類設(shè)備價格低廉，售價通常在數(shù)千美元甚至是數(shù)百美元，通常稱其為桌面級設(shè)備。

一、工業(yè)級設(shè)備

工業(yè)級打印機(jī)價格昂貴，主要用于加工大尺寸的產(chǎn)品，一般使用SLS/SLM、3DP、EBM、SLA、PolyJet、FDM等技術(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域主要有汽車、國防航空航天、工業(yè)機(jī)械、消費(fèi)品、家電等工業(yè)領(lǐng)域。國際上工業(yè)級打印機(jī)巨頭3D systems、Stratasys、EOS等在近30年里不斷推出適用于不同領(lǐng)域的新產(chǎn)品，將3D打印植入工業(yè)化制造中，使3D打印成功成為推動國際工業(yè)化的重要力量。

SLA設(shè)備方面。3D systems公司是該領(lǐng)域的鼻祖，其推出的Figure 4設(shè)備具備可擴(kuò)展、全集成式、可用于直接生產(chǎn)的功能，其最大特點(diǎn)在于3D生產(chǎn)模塊可以按需擴(kuò)展，大幅提高3D打印的生產(chǎn)效率、降低3D 打印機(jī)的成本。

3D systems公司Figure 4設(shè)備

資料來源：3DS，賽瑞研究

二、桌面級設(shè)備

桌面級3D打印機(jī)在市面上種類繁多，但其基本的工作原理相似，采用FDM技術(shù)（技術(shù)原理見第一章）。桌面級3D打印設(shè)備最初由Stratasys公司于2002年推出，2008年，第一款開源的桌面級3D打印機(jī)RepRap發(fā)布，此后涌現(xiàn)出各類桌面3D打印設(shè)備商。

隨著競爭加劇，桌面打印機(jī)價格逐步下降，國外眾籌創(chuàng)業(yè)平臺已經(jīng)出現(xiàn)了3000元人民幣左右的3D打印機(jī)。性能指標(biāo)及外觀方面，桌面機(jī)也在不斷完善，甚至部分桌面3D打印設(shè)備開始向工業(yè)級打印機(jī)看齊，大型工業(yè)級打印機(jī)生產(chǎn)公司也逐步涉入桌面領(lǐng)域。

RepRaP開源設(shè)備（左）和Stratasys公司uPrint SE Plus設(shè)備（右）

圖片來源：RepRap, 3DS，賽瑞研究

第四節(jié) 下游應(yīng)用

3D打印已在航空航天、汽車、機(jī)械制造、軍事、建筑、影視、家電輕工、醫(yī)學(xué)、考古、文化藝術(shù)、雕刻、珠寶等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，并且隨著這一技術(shù)本身的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣埂１竟?jié)主要分析四大主流應(yīng)用：航空航天、汽車、醫(yī)療、文化創(chuàng)意。

3D打印產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

資料來源：賽瑞研究

第三章 3D打印產(chǎn)業(yè)市場分析

第一節(jié) 3D打印市場概況及產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)

過去26年間，全球所有3D打印產(chǎn)品和服務(wù)收入的年復(fù)合增長率為27.3%。近五年，隨著3D打印服務(wù)的不斷滲透，3D打印產(chǎn)業(yè)呈迅速增長。2017年，全球所有3D打印產(chǎn)品和服務(wù)組成的3D打印市場增長21%，達(dá)到73.36億美元，相比2016年增長17.4%，預(yù)計未來5年，全球3D打印市場還將保持高速增長，到2022年，市場達(dá)220億美元，5年復(fù)合增長率達(dá)24.5%。

2003-2022年全球3D打印市場規(guī)模、增速及預(yù)測（億美元，%）

資料來源：Wohlers，賽瑞研究

作者：BEN LEE

以上內(nèi)容均源自于《2018年3D打印行業(yè)研究報告》，報告全篇文字38000+，數(shù)據(jù)圖表60+，內(nèi)容涵蓋全面的3D打印技術(shù)梳理、專業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈解析、詳實(shí)的行業(yè)數(shù)據(jù)分析及深入的企業(yè)分析。