2021年中國3D打印行業產業鏈上中下游市場分析
中商情報網訊：3D打印即快速成型技術的一種，又稱增材制造 ，它是一種以數字模型文件為基礎，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造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的，常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。
一、產業鏈
3D打印產業鏈中上游為原材料及零部件，核心硬件為主板、DLP系統、振鏡系統和激光器；中游為各技術類型的3D打印設備，主流的三大技術為FLM、SLA、SLM；下游為各應用領域，3D打印技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。
資料來源：中商產業研究院
二、上游分析
1.原材料
通常用于3D打印的金屬原材料為金屬粉末，金屬材料的純凈度、顆粒度、均勻度、球化度、含氧量等指標都對最終的打印產品性能影響極大。而獲得高品質金屬粉末材料的技術要求和成本都很高，最終導致產量不足。目前得到應用的金屬粉末主要有鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼和鋁合金等，此外還有用于打印首飾用的金、銀等貴金屬粉末材料。
數據顯示，在我國整個3D打印市場中，鈦合金、鋁合金、不銹鋼分別占20.2%、10.0%、9.1%，合計占比39.3%，其余60.6%均為非金屬材料，包括尼龍、PLA、ABS塑料、樹脂等。
數據來源：中商產業研究院整理
2.DLP系統
DLP是“Digital Light Processing”的縮寫，即為數字光處理，也就是說這種技術要先把影像信號經過數字處理，然后再把光投影出來。DLP 3D打印有一套完整的智能一體化體系，可以自動化地進行打印，并且每一個打印環節的數據都能被完整地保存下來，若出現問題，可進行追溯查找到原因。
DLP 3D打印機的工作過程是投射并聚合一整層，借助光線照射到樹脂上，整個層一次形成，這能夠顯著地提升打印速度。DLP 3D打印的打印速度更高，打印精度。DLP系統是基于其核心技術DMD芯片，從最初的投影儀發展到對光敏樹脂快速成型的3D打印這一領域，大大的縮短了打印時間，真正開啟了DLP 3D打印技術發展的大門。
3.重點企業分析
資料來源：中商產業研究院整理
三、中游分析
1.技術種類
目前工業界主流使用的3D打印技術大致可以分為三大類，即擠出成型技術、粒狀物成型技術和光聚合成型技術。擠出成型技術的代表為熔融沉積成型技術，其原理為將絲狀材料通過送絲部件送入熱熔噴頭，被加熱融化后，通過電腦控制將半流動的材料送到指定位置凝固，同時與周圍材料粘結，選擇性地逐層融化與覆蓋，最終形成成品。粒狀物成型技術則是通過激光、電子束、熱量、粘劑等，將粉末連接以逐層打印，最終形成成品。光聚合成型技術基于光敏材料會在特定光源下固化的特性，逐層加工物件的截面，最終得到成型產品。具體如下圖所示：
資料來源：中商產業研究院整理
2.市場規模
中國制造業目前處于由“中國制造“向”中國智造“過渡的轉型期，基于 3D 打印技術在制造業產品的研發和生產中具有降低成本、提高生產效率、優化質量等方面的優勢，中國制造企業積極引進 3D 打印技術，代替或改進企業原有的生產方式，提高企業生產的智能化水平，滿足政府對于中國制造產品的轉型升級需求。數據顯示，2016-2020年我國3D打印市場規模由53.8億元快速增長至203億元。中商產業研究院預測，2021年我國3D打印市場規模可達251.3億元。
數據來源：中商產業研究院整理
3.競爭格局
根據3D科學谷的市場調研，當前中國市場的主流設備品牌包括聯泰、EOS、華曙、鉑力特、3D Systems、GE、Stratasys、惠普等。數據顯示，聯泰在3D打印行業中市場占比最大達16.4%，其次為Stratasys和EOS，分別占比14.8%和13.1%。
數據來源：3D科學谷、中商產業研究院整理
4.重點企業分析
資料來源：中商產業研究院整理
四、下游分析
1.應用領域
現階段，3D打印主要應用于航空航天、醫療、汽車等領域，以制造業和醫療領域應用最為廣泛。其中機械行業產值占比為17.5%，為3D打印行業下游的主要應用領域；消費電子產值占比為16.6%，排名第二；汽車下游應用產值占比為16.1,%排名第三，僅次于消費電子的應用需求。未來，隨著電子和汽車工業的發展，兩個領域的產值規模有望進一步提升。
數據來源：中商產業研究院整理
2.工業鑄造
3D打印機以打印材料的成本計算價格的，造型復雜的產品成本不會增加，制造一個華麗的形狀復雜的模具并不比打印一個簡單的方塊消耗更多的時間、技能和成本。3D打印打破了原有的人工計價成本，讓模具的價格由自身產品質量決定。3D打印層厚都是以0.05mm的標準進行制作的，成型之后的精準度可達0.03mm。通過多射流熔融技術打印的產品，精準可以達到約40微米，可以直接滿足航空航天，精密儀器鑄造的標準，從而加以運用。具體相關企業如下圖所示：
資料來源：中商產業研究院整理
3.航空航天
在航空航天領域，3D 打印技術主要應用在無人飛行器的結構加工、特殊部件的加工及組裝、渦輪葉片、擋風窗體框架、旋流器等零部件的加工方面。3D 打印技術憑借其高柔性、高性能、靈活制造等特點，已成為提高航天設計和制造能力的關鍵技術，其在航空航天領域的應用范圍將伴隨技術的創新而不斷拓展。具體相關企業如下圖所示：
資料來源：中商產業研究院整理
4.汽車制造
在汽車制造領域，3D 打印技術主要應用在汽車設計制造的原型制造和模具開發等方面。汽車行業在安全性測試環節可以將部分非關鍵部件用 3D 打印的產品替代，加速產品概念驗證流程，有助于企業實現快速小批量工具的定制，降低成本并縮短產品上市時間。伴隨 3D 技術的創新升級，其在汽車制造領域的應用將逐漸深入。具體相關企業如下圖所示：
資料來源：中商產業研究院整理
5.生物醫療
在生物醫療領域，3D 打印技術的應用主要體現在手術規劃模型的建立、康復醫療器械的定制等方面。3D 打印技術的應用可以提升產品設計的自由度，實現復雜造型及集成的功能，從而在同一個矯形器中可以變換不同的材料厚度，達到增強特定部位的靈活性或硬度的目的。3D 打印技術在康復醫療器械定制領域的應用可以滿足部分消費者對于康復醫療器械小批量、定制化需求，如助聽器、假肢等康復醫療器械產品。具體相關企業如下圖所示：
資料來源：中商產業研究院整理
