一文深度分析3D打印行業(yè)現(xiàn)狀與未來前景趨勢

來源：智研咨詢

一,、發(fā)展背景：政策驅(qū)動3d打印行業(yè)加強技術(shù)創(chuàng)新

從全球3D打印行業(yè)規(guī)模來看,，中國由于3d打印行業(yè)處于成長早期,，相關(guān)核心技術(shù)與尖端人才不足，在全球3d打印行業(yè)規(guī)模區(qū)域結(jié)構(gòu)占比中排名第二,，所占比重為17%,。為了更好的促進3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國發(fā)布了一系列措施,，在2021年《關(guān)于促進農(nóng)產(chǎn)品加工環(huán)節(jié)減損增效的指導(dǎo)意見》中,，提出運用智能制造、生物合成,、3D打印等新技術(shù),，集成組裝一批科技含量高、應(yīng)用范圍廣,、節(jié)糧節(jié)水節(jié)能的農(nóng)產(chǎn)品加工工藝及配套裝備,，降低農(nóng)產(chǎn)品加工物耗能耗,。在2019年發(fā)布的《2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村科教環(huán)能工作要點》中，提出加快大數(shù)據(jù),、云計算,、3D打印等農(nóng)業(yè)智能技術(shù)研發(fā)，形成新興領(lǐng)域自主創(chuàng)新優(yōu)勢,。

二,、發(fā)展現(xiàn)狀：下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長

隨著上游原材料的品種的不斷豐富,，極大的推動了3D打印行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的擴大,，也促進該行業(yè)有消費級市場向高端制造市場拓展。就目前而言,，我國3D打印行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域主要包括工程機械,、航空航天、汽車,、消費&電子,、醫(yī)療&牙科、學(xué)術(shù)機構(gòu),、政府&軍隊,、建筑、其他,。在工程機械方面,。其市場規(guī)模得到進一步拓展，據(jù)統(tǒng)計,，我國3D打印行業(yè)市場規(guī)模上升趨勢明顯,，在2017年市場規(guī)模只有98億元，到了2021年3D打印市場規(guī)模達到了265億元,，增加了167億元,，預(yù)計在2022年保持增長趨勢，市場規(guī)模達到344.5億元,。

三,、企業(yè)格局：企業(yè)營收上漲，研發(fā)投入增強

從企業(yè)競爭層次分布來看,，鉑力特,、先臨三維位于第二梯隊，營業(yè)收入超過5億,，在2022年前三季度,，鉑力特的總營業(yè)收入為5.2億元；先臨三維主營業(yè)務(wù)收入達到5.48億元。其中,，鉑力特是一家專注于工業(yè)級金屬增材制造的高新技術(shù)企業(yè),，其主營業(yè)收入主要是3D行業(yè)方面產(chǎn)品，對其的研發(fā)投入也呈現(xiàn)增長趨勢,，到2021年,，公司的研發(fā)投入達到1.14億元，占總營業(yè)收入的比重為20.69%,。而先臨三維是專注基于計算機視覺的高精度 3D 數(shù)字化軟硬件技術(shù)的科技創(chuàng)新企業(yè),，3D打印是該企業(yè)的產(chǎn)品之一，在2021年3D打印產(chǎn)品營業(yè)收入占總營業(yè)收入的比重在8%左右,，公司的研發(fā)投入維1.44億元，占總營業(yè)收入的比重維25.37%,。

四,、發(fā)展趨勢：3D行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)擴大，可持續(xù)發(fā)展是行業(yè)的重中之重

未來,，全球3D打印產(chǎn)業(yè)將仍處于高速增長期,，而中國在不斷突破技術(shù)壁壘的過程中，產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長,，進入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化時期,。在航空航天、汽車,、航海,、核工業(yè)以及醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)�金�?D打印的需求旺盛，應(yīng)用端呈現(xiàn)快速擴展趨勢,。隨著國家逐漸重視對環(huán)境的保護,，行業(yè)發(fā)展順應(yīng)政策趨勢逐步做出改變。工程師和設(shè)計師將在產(chǎn)品的整個生命周期中重新思考設(shè)計,，以實現(xiàn)零件的結(jié)構(gòu)一體化,，通過生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀的輕量化零件來減少材料消耗和浪費，從而進一步減輕車輛和飛機的重量,，提高燃油效率,，從而減少溫室氣體排放和能源消耗，而且,，隨著越來越多的制造商將數(shù)字文件傳輸?shù)奖镜厣�產(chǎn),，而不是通過在遙遠的地方運輸貨物來交付，運輸將大大減少,，從而進一步降低成本,、能耗、廢物和排放,。

關(guān)鍵詞：3D打印,、應(yīng)用領(lǐng)域,、企業(yè)格局、發(fā)展趨勢

一,、發(fā)展背景：政策驅(qū)動3D打印行業(yè)加強技術(shù)創(chuàng)新

從全球3d打印行業(yè)規(guī)模來看,，2021年全球3D打印市場規(guī)模達到152.44億美元，美國占全球的比重達到了40%,，是當(dāng)前3d打印企業(yè)主要集中地,；我國由于3d打印行業(yè)處于成長早期，相關(guān)核心技術(shù)與尖端人才不足,，嚴重制約了我國當(dāng)前3d打印行業(yè)的發(fā)展,，在全球3d打印行業(yè)規(guī)模區(qū)域結(jié)構(gòu)占比中排名第二，所占比重為17%,。




在全球數(shù)字化制造的浪潮下,，智能機器人、人工智能,、3D打印技術(shù)得到不斷發(fā)展,，雖然我國3D打印技術(shù)有所不足，產(chǎn)業(yè)還不成熟,，但是在產(chǎn)品設(shè)計,、復(fù)雜和特殊產(chǎn)品生產(chǎn)、個性化服務(wù)方面已顯示出其獨特的優(yōu)勢,，因此,，我國充分認識到智能制造、數(shù)字化制造對我國的深刻影響,，加快3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，推動我國由“工業(yè)大國”向“工業(yè)強國”轉(zhuǎn)變。在2021年《關(guān)于促進農(nóng)產(chǎn)品加工環(huán)節(jié)減損增效的指導(dǎo)意見》中,，提出運用智能制造,、生物合成、3D打印等新技術(shù),，集成組裝一批科技含量高,、應(yīng)用范圍廣、節(jié)糧節(jié)水節(jié)能的農(nóng)產(chǎn)品加工工藝及配套裝備,，降低農(nóng)產(chǎn)品加工物耗能耗,。在《上海市服務(wù)業(yè)擴大開放綜合試點總體方案》，我國政府為強化國家數(shù)字服務(wù)出口基地功能,，鼓勵其發(fā)展集成電路,、數(shù)字文化、人工智能、信息安全等主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),，積極布局3D打印,、大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域，加快集聚一批有全球影響力的數(shù)字服務(wù)企業(yè),。在2019年發(fā)布的《2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村科教環(huán)能工作要點》中,，提出加快大數(shù)據(jù)、云計算,、3D打印等農(nóng)業(yè)智能技術(shù)研發(fā),，形成新興領(lǐng)域自主創(chuàng)新優(yōu)勢。



二,、發(fā)展現(xiàn)狀：下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,，行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長

3D打印即快速成型技術(shù)的一種，又稱增材制造,，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù),。從3D打印行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈來看，上游行業(yè)主要包括原材料,、核心硬件以及輔助工具等等,；中游主要包括設(shè)備制造廠商和3D打印服務(wù)解決商；下游行業(yè)主要應(yīng)用于機械制造,、航空航天,、汽車、醫(yī)療,、教育,、軍事、文化等等,，特殊應(yīng)用主要包括生物,、食品、建筑,、人像打印等等,。




3D打印材料是支撐3D打印的中游環(huán)節(jié)之一，據(jù)統(tǒng)計,，3D打印材料主要分為金屬材料和非金屬材料兩大類別,，其中金屬材料主要是以粉末的形式存在，而非金屬的應(yīng)用相對廣泛,，主要包括工程塑料,、光敏樹脂、合成橡膠、陶瓷以及其他非金屬材料,。工程塑料是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的3D打印材料,，具有耐沖擊性、耐熱性,、抗老化性等特點,；液態(tài)的光敏樹脂因具有固化速率快、耐高溫,、光敏感性等特點,，在制作精度較高的零件方面應(yīng)用較廣；合成橡膠具有良好的拉伸強度,，主要適用于醫(yī)療設(shè)備,、汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域；陶瓷的化學(xué)穩(wěn)定性較好且耐腐蝕性強,，廣泛應(yīng)用于航空航天,、生物行業(yè)等領(lǐng)域。



隨著上游原材料的品種的不斷豐富,，極大的推動了3D打印行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的擴大,，也促進該行業(yè)有消費級市場向高端制造市場拓展。就目前而言,，我國3D打印行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域主要包括工程機械,、航空航天、汽車,、消費&電子,、醫(yī)療&牙科、學(xué)術(shù)機構(gòu),、政府&軍隊,、建筑、其他,。在工程機械方面,，3D打印技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在3D打印增材技術(shù)、與CNC技術(shù)結(jié)合,、改變應(yīng)機械制造格局等方面,，對于提高整體的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有著重要作用,；在航空航天方面,，3D打印技術(shù)能快速制造一些復(fù)雜的零部件，并且還能快速修理現(xiàn)有的零部件,；在汽車方面,，可以應(yīng)用于汽車外形設(shè)計的研發(fā),，可以短時間內(nèi)打印出模型，同時可以快速制作造型復(fù)雜的零部件和實現(xiàn)小批量定制部件,。



3D打印技術(shù)受政策影響不斷提高,，加之下游行業(yè)的快速發(fā)展，對3D打印設(shè)備的需求量激增,，進而導(dǎo)致該行業(yè)市場規(guī)模進一步拓展,。據(jù)統(tǒng)計，我國3D打印行業(yè)市場規(guī)模上升趨勢明顯,，在2017年市場規(guī)模只有98億元,，到了2021年3D打印市場規(guī)模達到了265億元，增加了167億元,，預(yù)計在2022年保持增長趨勢,，市場規(guī)模達到344.5億元。從2021年細分領(lǐng)域營收情況來看,，3D打印設(shè)備的營收占比超過50%,，位居首位，可見,，其設(shè)備是3D打印行業(yè)的主要部分,，其次，3D打印服務(wù)營收占比為21%,，材料占比為16%,。


隨著3D打印技術(shù)的不斷推廣和普及，用于個人消費的3D打印設(shè)備銷量快速增長,，根據(jù)中國海關(guān)數(shù)據(jù)，在2021年我國3D打印出口數(shù)量為287.3萬臺,，較2020年增長了13%,；2022年前三季度的出口數(shù)量為145.2萬臺，較2021年同期增長25個百分點,。從近幾年的數(shù)據(jù)來看,，中國3D打印出口數(shù)量呈現(xiàn)不斷上升的狀態(tài)，在2017-2020年間,，出口數(shù)量從65.6萬臺上升到253.9萬臺,，隨著基數(shù)的不斷增大，其增長率從2017年的85 %下降至2019年的42%,，再上升至2020年的77%,。



隨著國家政策的不斷扶持，3D打印行業(yè)技術(shù)得到持續(xù)的發(fā)展,，進而促進3D打印行業(yè)專利申請量的提高,。從3D打印專利申請量來看,，在2017-2020年間，中國3D打印專利申請量處于不斷上漲的趨勢,，從2017年的5718項增加到2020年的7501項,，到2021年專利申請量逐漸下降，降至6618項,，較2020年下降了12%,，2022年其專利申請量也處于下降趨勢，為3597項,，較2021年整年減少3021項,。


（注：2022年數(shù)據(jù)截止到2022年12月7日）

三、企業(yè)格局：企業(yè)營收上漲,，研發(fā)投入增強

在2021年中國3D打印行業(yè)營業(yè)收入過億的企業(yè)有50家,，這50家企業(yè)全年總營業(yè)收入約為110億元，而2020年營收過億的相關(guān)企業(yè)只有32家,，同比上升了56%,。從企業(yè)競爭層次分布來看，創(chuàng)想三維,、縱維立方位于第一梯隊,，其營業(yè)收入超過10億人民幣；位于第二梯隊的是鉑力特,、先臨三維,、聯(lián)泰科技，營業(yè)收入超過5億,；第三梯隊的是光華偉業(yè),、金石三維，營業(yè)收入超過2億,，可見,，頭部企業(yè)與第二第三梯隊的營業(yè)收入差距不大；威拉里,、極光科技位于第四梯隊,，營業(yè)收入超5千萬人民幣。




鉑力特是一家專注于工業(yè)級金屬增材制造的高新技術(shù)企業(yè),，整體實力在國內(nèi)外金屬增材制造領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,。公司圍繞金屬增材制造產(chǎn)業(yè)鏈，開展金屬 3D 打印設(shè)備,、金屬 3D 打印定制化產(chǎn)品及金屬 3D 打印原材料的研發(fā),、生產(chǎn)、銷售,，同時亦向客戶提供金屬 3D 打印工藝設(shè)計開發(fā)及相關(guān)技術(shù)服務(wù),。從企業(yè)總營業(yè)收入來看,，在2017-2021年間，鉑力特營業(yè)收入從2017年的2.2億元增長到2021年的5.52億元,，到2022年前三季度,，該公司的總營業(yè)收入為5.2億元。先臨三維是專注基于計算機視覺的高精度 3D 數(shù)字化軟硬件技術(shù)的科技創(chuàng)新企業(yè),，主要從事齒科數(shù)字化和專業(yè) 3D 掃描設(shè)備及軟件的研發(fā),、生產(chǎn)和銷售，總營業(yè)收入在2017-2021年間處于上升趨勢,，但是在2020年受新冠疫情影響,，主營業(yè)務(wù)收入下降，在2021年又逐漸增長至5.67億元,，到2022年前三季度,，該公司的主營業(yè)務(wù)收入達到5.48億元。在3D打印方面,，齒科 3D 打印機是公司自主研發(fā)的齒科數(shù)字化產(chǎn)品,，其營業(yè)收入從2019年的1.9億元降至2021年的0.46億元。



從企業(yè)毛利率來看,，鉑力特和先臨三維兩家企業(yè)毛利率整體呈上升趨勢,，其中鉑力特毛利率從2017增長至2020年，在2020年達到近幾年的最高,，為52.72%,，到2021年毛利率逐漸下滑，降至48.23%,。先臨三維毛利率在2019年下降,，從2018年的51.98%下降到2019年49.17%，在此之后,，毛利率逐漸增長,，到2021年先臨三維毛利率增長至59.87%，較2020年毛利率上升了10.20%,。



從企業(yè)研發(fā)投入來看，鉑力特堅持產(chǎn)學(xué)研融合的戰(zhàn)略方向,，當(dāng)前在多方面競爭優(yōu)勢顯著,，在2017-2021年間，鉑力特的研發(fā)投入一直處于增長狀態(tài),，到2021年,，公司的研發(fā)投入達到1.14億元，占總營業(yè)收入的比重為20.69%,。先臨三維通過自主研發(fā),，可以提高3D打印設(shè)備的延展性和穩(wěn)定性,，利于后續(xù)研發(fā)能力的提升，并且便于上下游原材料,、軟件的對接,，以及軟件、產(chǎn)品升級換代,，其研發(fā)投入在2020年受疫情影響下降,，到2021年有上升至1.44億元，占總營業(yè)收入的比重為25.37%,。



相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2023-2029年中國3D打印行業(yè)發(fā)展模式分析及未來前景規(guī)劃報告》

四,、發(fā)展趨勢：3D行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)擴大，可持續(xù)發(fā)展是行業(yè)的重中之重

1,、需求持續(xù)擴容,，未來3D打印行業(yè)發(fā)展?jié)摿�巨�?br />
眾所周知，科技創(chuàng)新在各行各業(yè)的發(fā)展中都起到至關(guān)重要的作用,，3D打印行業(yè)也是如此,。隨著全球3D技術(shù)的發(fā)展和推廣，對3D打印材料行業(yè)的需求不斷增加,，3D打印行業(yè)技術(shù)的特殊性對材料行業(yè)的依賴性較大,，使得3D打印材料行業(yè)的市場參與者逐漸增多，行業(yè)利潤有所增加,，3D打印材料的技術(shù)壁壘也將進一步增加,，可見，行業(yè)仍需加大研發(fā)投入力度,，以擴大3D打印行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域,。預(yù)計未來十年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)將仍處于高速增長期,，而中國在不斷突破技術(shù)壁壘的過程中,，產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長，進入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化時期,。在航空航天,、汽車、航海,、核工業(yè)以及醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)�金�?D打印的需求旺盛,，應(yīng)用端呈現(xiàn)快速擴展趨勢。未來,，3D打印技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)從簡單的概念模型向功能部件直接制造方向發(fā)展,，行業(yè)發(fā)展?jié)摿�巨大�?br />
2、可持續(xù)生產(chǎn)是3D行業(yè)重要的發(fā)展方向

近年來,，國家逐漸重視對環(huán)境的保護,，行業(yè)發(fā)展順應(yīng)政策趨勢逐步做出改變,。此前，傳統(tǒng)的制造工藝在設(shè)計時很少考慮到環(huán)境問題,，大約有三分之一的碳排放都與產(chǎn)品的生產(chǎn)和物流有關(guān),。而3D打印能很好的減少制造行業(yè)所生產(chǎn)的廢棄物、二氧化碳等排放,，加之當(dāng)前輕量化的推出,，有利于3D行業(yè)在汽車、飛機等方面的應(yīng)用,。工程師和設(shè)計師將在產(chǎn)品的整個生命周期中重新思考設(shè)計,，以實現(xiàn)零件的結(jié)構(gòu)一體化，通過生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀的輕量化零件來減少材料消耗和浪費,，從而進一步減輕車輛和飛機的重量,，提高燃油效率，從而減少溫室氣體排放和能源消耗,，而且,，隨著越來越多的制造商將數(shù)字文件傳輸?shù)奖镜厣�產(chǎn)，而不是通過在遙遠的地方運輸貨物來交付,，運輸將大大減少,，從而進一步降低成本、能耗,、廢物和排放,。