3D打印行業(yè)未來(lái)發(fā)展如何？中金普華淺析

全球3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

3D打印技術(shù)最早可以追溯到1976年噴墨打印機(jī)的發(fā)明，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，拉開(kāi)了3D打印的帷幕。20世紀(jì)80年代以后，3D打印行業(yè)受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，各種3D打印技術(shù)也在多個(gè)行業(yè)應(yīng)用并發(fā)展，如今已覆蓋了制造、醫(yī)療、學(xué)術(shù)、航空航天、軍事等多個(gè)領(lǐng)域。

按照打印技術(shù)的特點(diǎn)，3D打印可分為選擇性激光熔化成型、選擇性激光燒結(jié)成型、激光直接燒結(jié) 技術(shù)、電子束熔化技術(shù)、熔融沉積式成型、選擇性熱燒結(jié)、立體平板印刷、數(shù)字光處理、三位打印技術(shù)、及細(xì)胞繪圖打印等。

目前，3D打印產(chǎn)業(yè)主要成形技術(shù)主要包括立體光刻、立體光固成型、PVC塑料燙印復(fù)膜、熔融擠出成型、三維噴繪打印、數(shù)字光處理。自從上世紀(jì)80年代中期SLA成型技術(shù)發(fā)展以來(lái)到90年代后期，出現(xiàn)了十幾種不同的快速成型技術(shù)，除前述幾種外，典型的還有3DP、SDM、SGC等。其中，SLA、LOM、SLS和FDM四種技術(shù)，目前仍然是3D打印技術(shù)的主流。

中國(guó)3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)快速成型技術(shù)的研發(fā)工作始于20世紀(jì)80年代末，在時(shí)間點(diǎn)上和國(guó)際上保持一致，至今已經(jīng)形成了北航、華中科大、西安交大、清華大學(xué)四大研發(fā)中心，在科研水平上公認(rèn)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際一流水準(zhǔn)。北航的王華明教授團(tuán)隊(duì)是目前世界上少數(shù)能實(shí)現(xiàn)激光快速成型飛機(jī)用鈦合金承力結(jié)構(gòu)件的研究機(jī)構(gòu)，并且是唯一一家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)裝機(jī)的單位;華中科大的史玉升教授團(tuán)隊(duì)在2012年研制出世界最大的激光快速成型設(shè)備(1.2x1.2m工作面SLS)。西安交大和清華大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)也掌握了SLA設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。

我國(guó)近年才引入3D打印技術(shù)，與國(guó)外相比差距非常大，主要體現(xiàn)在技術(shù)和市場(chǎng)應(yīng)用方面，研發(fā)水平不高，與市場(chǎng)銜接度較低，目前還未產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。與美國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)3D Systems和Stratasys兩大3D打印機(jī)上市公司不同，我國(guó)的3D打印技術(shù)起源于西安交大、華中科大和清華大學(xué)等高校，相關(guān)的技術(shù)轉(zhuǎn)化集中在校辦企業(yè)。

2017年中國(guó)3D打印行業(yè)發(fā)展規(guī)模

中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展二十年左右，如今已然成為國(guó)內(nèi)各大企業(yè)爭(zhēng)相投資的熱點(diǎn)，并被多家媒體和業(yè)界人士標(biāo)榜為“第三次工業(yè)革命”的領(lǐng)頭羊。然而“盛名之下，其實(shí)難副”，在3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展如火如荼的今天，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)仍處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初始階段。雖然潛力巨大，但市場(chǎng)規(guī)模仍然較小，在商業(yè)模式、產(chǎn)品耗材、與傳統(tǒng)工業(yè)結(jié)合等多個(gè)方面，都有待進(jìn)一步探索。

目前，國(guó)內(nèi)的3D打印主要集中在家電及電子消費(fèi)品、模具檢測(cè)、醫(yī)療及牙科正畸、文化創(chuàng)意及文物修復(fù)、汽車(chē)及其他交通工具、航空航天等領(lǐng)域。2012年中國(guó)3D打印機(jī)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1.61億美元，至2016年，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到11.87億美元(約80億元人民幣)，復(fù)合增長(zhǎng)率為49%。

2017年中國(guó)3D打印行業(yè)應(yīng)用情況

3D打印應(yīng)用的領(lǐng)域廣泛，3D打印在下游應(yīng)用行業(yè)和具體用途領(lǐng)域的分布反映了這一技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，同時(shí)也反映了這一技術(shù)的局限和在發(fā)展過(guò)程中尚需完善的地方。

目前，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)于3D打印技術(shù)的相應(yīng)成熟，在生物醫(yī)藥行業(yè)、航空航天行業(yè)、機(jī)械設(shè)備行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)等行業(yè)的許多應(yīng)用領(lǐng)域的對(duì)于3D打印的需求較高，就目前而言，從國(guó)內(nèi)3D打印行業(yè)行業(yè)的下游應(yīng)用情況來(lái)看，3D打印設(shè)備主要在消費(fèi)品/電子、醫(yī)療、工業(yè)設(shè)備、汽車(chē)領(lǐng)域、航天航空等行業(yè)應(yīng)用的比較廣泛。

2020年中國(guó)3D打印發(fā)展前景預(yù)測(cè)

我國(guó)對(duì)3D打印的政策支持突出：《國(guó)家增材制造發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016年)》重點(diǎn)提出形成2-3家具有較強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的增材制造企業(yè)，建立5-6家增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心，完善扶持政策，形成較為完善的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。鑒于產(chǎn)業(yè)政策與財(cái)政政策的支持，初步預(yù)計(jì)，2018年我國(guó)3D打印市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到22.5億美元，2022年達(dá)到80億美元左右。目前，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)鏈中游存在的主要企業(yè)提供包括材料供應(yīng)、設(shè)備制造和打印服務(wù)在內(nèi)的整合服務(wù)。隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生專(zhuān)業(yè)化的分離，比如演化出專(zhuān)業(yè)的材料供應(yīng)商、設(shè)備制造商和打印服務(wù)商等。而且，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上下游還處于發(fā)展、探索階段。一方面，3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上游還處于發(fā)展階段。雖然塑料、尼龍、部分金屬等可以作為打印介質(zhì)，但是打印介質(zhì)的范圍還有待進(jìn)一步擴(kuò)大;再者，3D打印技術(shù)還不是十分的成熟。另一方面，3D打印產(chǎn)業(yè)鏈下游還不是十分明確。目前3D打印已經(jīng)應(yīng)用到汽車(chē)、航空、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，但范圍還是有限。如何擴(kuò)大3D打印在日常生活的應(yīng)用領(lǐng)域，還需要更長(zhǎng)時(shí)間的探索。