資深3D打印大咖解析中國3D打印產(chǎn)業(yè)
中國3D打印產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展二十年左右，如今已然成為國內(nèi)各大企業(yè)爭相投資的熱點(diǎn)，在3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展如火如荼的今天，我們認(rèn)為中國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，但市場規(guī)模仍然較小，3D打印企業(yè)需要在商業(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。在這樣的背景下，把握好產(chǎn)業(yè)發(fā)展脈博、理性投資也便顯得極為關(guān)鍵。
一.中國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析
1. 中國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1、研發(fā)技術(shù)
我國已有部分技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。其中，激光直接加工金屬技術(shù)發(fā)展較快，已基本滿足特種零部件的機(jī)械性能要求，有望率先應(yīng)用于航天、航空裝備制造；生物細(xì)胞3D打印技術(shù)取得顯著進(jìn)展，已可以制造立體的模擬生物組織，為我國生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尖端科學(xué)研究提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐。
2、競爭力優(yōu)勢
目前，依托高校成果，對3D打印設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作的公司實(shí)體主要有：陜西恒通智能機(jī)器（依托西安交通大學(xué)）、湖北濱湖機(jī)電（依托華中科技大學(xué)）。這些公司都已實(shí)現(xiàn)了一定程度的產(chǎn)業(yè)化，部分公司生產(chǎn)的便攜式桌面3d打印機(jī)的價(jià)格已具備國際競爭力，成功進(jìn)入歐美市場。
3、3D打印機(jī)市場發(fā)展迅速
目前，國內(nèi)的3D打印主要集中在家電及電子消費(fèi)品、建筑、教育、模具檢測、醫(yī)療及牙科正畸、文化創(chuàng)意及文物修復(fù)、汽車及其他交通工具、航空航天等領(lǐng)域。前瞻估計(jì)，3D打印機(jī)在國內(nèi)企業(yè)裝機(jī)量在400臺左右。
打印產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模分析
目前，國內(nèi)的3D打印主要集中在家電及電子消費(fèi)品、模具檢測、醫(yī)療及牙科正畸、文化創(chuàng)意及文物修復(fù)、汽車及其他交通工具、航空航天等領(lǐng)域。2012年，中國3D打印機(jī)市場規(guī)模達(dá)到1.61億美元，至2015年，中國3D打印市場規(guī)模達(dá)到7.78億美元，復(fù)合增長率為69%。
3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)化程度分析
目前中國3D打印技術(shù)發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)，總體處于新興技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化初級階段，未來3D打印技術(shù)最有可能在美國和中國率先大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)上升為美國的國家戰(zhàn)略。中國雖然至今還沒有出臺國家戰(zhàn)略，但主管部門在積極制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)扶持政策，科技部已經(jīng)將3D打印技術(shù)納入國家863計(jì)劃。
中國3D打印處于初級階段的主要表現(xiàn)：
3D打印產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力分析
1、建立3D打印技術(shù)創(chuàng)新中心
截止到2014年末，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟表示為促進(jìn)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，將首批選擇10個(gè)工業(yè)城市集中建設(shè)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心。計(jì)劃投資2000萬元，地方政府按照1：1配套扶持。3D產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已經(jīng)與南京等城市簽署中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)總部基地和中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心合作協(xié)議。
創(chuàng)新中心的成立將推動我國3D打印技術(shù)的迅速發(fā)展。創(chuàng)新中心包含3D打印技術(shù)的產(chǎn)品展示中心、科普和教育中心、加工和服務(wù)中心、研發(fā)中心。創(chuàng)新中心起步階段并不主張直接賣產(chǎn)品，而是先做加工服務(wù)。待時(shí)機(jī)成熟后，用戶企業(yè)已經(jīng)全面掌握了3D打印技術(shù)，再將產(chǎn)品配套給用戶。
2、3D打印應(yīng)用領(lǐng)域不斷創(chuàng)新
目前3D打印技術(shù)在工藝裝備、材料研究、工程應(yīng)用方面還有很大的創(chuàng)新空間。未來國內(nèi)3D打印材料創(chuàng)新研究方面將涉足高介電陶瓷等超穎材料，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅鞴ズ娇蘸教熘圃臁⒒钚云鞴僭僭斓取?/span>
2. 中國3D打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
中國3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
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3D打印熱門技術(shù)分析
從我國3D打印熱門技術(shù)的專利技術(shù)申請分布來看，B29C67/00分布量最多，擁有1163個(gè)專利技術(shù)；其次是B22F3/115、B22F3/105，分別有241個(gè)和134個(gè)。
中國3D打印產(chǎn)業(yè)專利申請分析
從圖中可以看出，我國3D打印技術(shù)申請數(shù)量主要集中在2014年，占2005-2013年申請數(shù)量的59%。專利公開數(shù)量同樣主要集中在2014-2015年，占全部公開數(shù)量的93%。
3. 中國3D打印產(chǎn)業(yè)市場競爭格局
3D打印產(chǎn)業(yè)價(jià)格分布情況
3D打印機(jī)隨用途的不用價(jià)位也不同，一般商用打印機(jī)價(jià)位較高，價(jià)位為幾萬到幾十萬不等；國內(nèi)購物網(wǎng)站上已經(jīng)可以購買到廉價(jià)的3D打印機(jī)價(jià)格在3000至5000元不等，并配有快速入門指南、相應(yīng)軟件下載、機(jī)器矯正等介紹。隨著3D打印技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，各種耗材、打印機(jī)的價(jià)格必將呈現(xiàn)下降趨勢，未來3D打印機(jī)完全有可能像傳統(tǒng)打印機(jī)一樣，成為每家每戶都買得起、用得上的設(shè)備。
3D打印產(chǎn)業(yè)企業(yè)競爭情況
國內(nèi)已有的公司和產(chǎn)業(yè)平臺，大多依托高校和科研機(jī)構(gòu)，走“產(chǎn)學(xué)研”共建的發(fā)展模式。如武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司，自1991年期開始3D打印技術(shù)的研究，已獲得多項(xiàng)技術(shù)專利。北京太爾時(shí)代科技有限公司，前身是北京殷華激光快速成形與模具技術(shù)有限公司，成立于1993年。從事多種技術(shù)工藝的3D打印設(shè)備生產(chǎn)。2011年，公司銷售256臺打印設(shè)備，是國內(nèi)技術(shù)商業(yè)化較為成功的企業(yè)。
3D打印產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域分布
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)展過程中尚需完善的地方。前瞻分析認(rèn)為，3D打印機(jī)需求量較大的行業(yè)包括政府、航天和國防、醫(yī)療設(shè)備、高科技、教育業(yè)以及制造業(yè)。目前，應(yīng)用領(lǐng)域排名前三的是汽車、消費(fèi)產(chǎn)品和商用機(jī)器設(shè)備，分別占市場份額的31.7%、18.4%和11.2%。
4. 中國3D打印產(chǎn)業(yè)企業(yè)競爭格局
3D打印機(jī)設(shè)備制造商格局
現(xiàn)階段，主流類別的3D打印技術(shù)在國內(nèi)基本都能找到對應(yīng)的生產(chǎn)企業(yè)。部分生產(chǎn)企業(yè)是從90年代起，便進(jìn)入這一領(lǐng)域，有一定的技術(shù)和市場積累。
成立于2009年的杭州銘展網(wǎng)絡(luò)科技公司是3D打印機(jī)的生產(chǎn)者和代理商。公司是3D Systems部分產(chǎn)品的中國區(qū)代理服務(wù)商，同時(shí)也基于開源3D打印技術(shù)制造出了個(gè)人3D打印機(jī)系列，目標(biāo)是批量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型家用打印機(jī)，以方便設(shè)計(jì)師、工程師、科技人員甚至普通愛好者的使用。
南京寶巖自動化有限公司則自主研發(fā)了3D打印機(jī)，既有家用型版本，可打印手機(jī)座、茶杯、梳子等生活用品；也有冰柜大小的大型彩色3D打印機(jī)，用于打印齒輪、螺帽、零部件等模型，市場售價(jià)在1萬-25萬元之間。2012年，該企業(yè)計(jì)投資600萬元實(shí)現(xiàn)3D打印機(jī)量產(chǎn)。
3D模型軟件供應(yīng)商格局
3D 模型設(shè)計(jì)是3D打印的基礎(chǔ)，而模型設(shè)計(jì)工具的需求將隨著3D打印技術(shù)的推廣而大大增加。目前的3D建模軟件使用復(fù)雜、價(jià)格昂貴，普通用戶無法承受。因此，價(jià)廉物美、使用便捷的建模軟件將會在未來的3D打印市場中占據(jù)重要的地位。
總部位于中國臺北的軟硬件及顧問服務(wù)解決方案提供商實(shí)威國際則經(jīng)營3D打印機(jī)相關(guān)軟件，其產(chǎn)品涉及3D設(shè)計(jì)軟件、3D產(chǎn)品文件編寫，可以加強(qiáng)客戶建立2D、3D圖檔和動畫的能力。在2012年8月的中國臺北國際模具暨模具制造設(shè)備展上，實(shí)威國際就展出了3D產(chǎn)品設(shè)計(jì)Solidworks系列軟件，協(xié)助縮短制造業(yè)研發(fā)時(shí)間。
3D打印材料供應(yīng)商格局
3D打印材料技術(shù)的發(fā)展直接決定了3D打印機(jī)能制造出多少種東西，以及打印出的產(chǎn)品能不能完全取代傳統(tǒng)制造業(yè)的產(chǎn)品。更好的材料質(zhì)量、與之匹配的打印技術(shù)、更便捷的使用方式將是材料制造商的追求目標(biāo)。
目前3D打印可選用的材料有石膏材料、ABS材料、橡膠、PC材料、金屬等。不同材料價(jià)格差異很大。目前使用較多的是ABS等容易被光固化的材料。Shapeways打印的物品已超過一百萬件，意味著目前對于材料的需求已經(jīng)達(dá)到千噸的級別。未來3D打印市場對于打印材料（如ABS）的需求可能會達(dá)到每年十萬噸的級別。與目前中國市場月需求量相當(dāng)。
3D打印機(jī)服務(wù)商格局
中國3D打印下游服務(wù)商有中航重機(jī)股份有限公司，南方風(fēng)機(jī)股份有限公司等上市公司。
二.中國3D打印產(chǎn)業(yè)下游行業(yè)需求分析
1. 生物醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)?D打印的需求分析
生物醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r分析
在醫(yī)療行業(yè)，特別是修復(fù)性醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，個(gè)性化需求十分明顯。用于治療個(gè)體的產(chǎn)品，基本上都是定制化的，不存在標(biāo)準(zhǔn)的量化生產(chǎn)。而3D打印技術(shù)的引入，降低了定制化生產(chǎn)的成本。因此，近些年來，這一技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的使用比例持續(xù)上升。3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的主要應(yīng)用如下：
生物醫(yī)藥領(lǐng)域3D打印應(yīng)用現(xiàn)狀
3D打印相比傳統(tǒng)制造業(yè)，一個(gè)區(qū)別在于其“個(gè)性化”特征。3D打印最適合臨床醫(yī)學(xué)，因?yàn)槊總�(gè)病人要用的“零部件”，都必須個(gè)性化定制。以牙套設(shè)計(jì)為例，采用3D打印進(jìn)行制造的隱適美牙套，由于可按照牙齒情況進(jìn)行定做，因此更加舒適，且采用透明高分子材料，達(dá)到隱形的效果。目前Align Technology公司的營業(yè)額接近5億美元。
生物醫(yī)藥領(lǐng)域3D打印應(yīng)用案例
最近，一位83歲的老人由于患有慢性的骨頭感染，因此換上了由3D打印機(jī)“打印”出來的下顎骨，這是世界上首位使用3D打印產(chǎn)品做人體骨骼的案例。
生物醫(yī)藥領(lǐng)域3D打印需求前景
1、3D打印在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展仍然保持高速增長
就相關(guān)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域未來發(fā)展趨勢來看，3D打印的應(yīng)用仍然會保持較高增速。1）隨著全球老齡化程度的提升，修復(fù)性醫(yī)學(xué)中的結(jié)構(gòu)性移植器官的使用將會持續(xù)增長，特別是牙科領(lǐng)域，這一方面的發(fā)展已相對成熟；2）微創(chuàng)手術(shù)，和針對不同身體條件個(gè)體的手術(shù)設(shè)計(jì)在近些年來逐漸發(fā)展，對手術(shù)工具性能和復(fù)雜程度提出更高的要求。前瞻認(rèn)為，未來這一方面的發(fā)展仍然具備較大空間。
2、未來向功能性的人體器官研究發(fā)展
此外，在醫(yī)療領(lǐng)域未來發(fā)展中，最具有想象空間是3D生物打印技術(shù)，可以“打印”出功能性的人體器官。它利用干細(xì)胞為材料，按3D成型技術(shù)進(jìn)行制造。一旦細(xì)胞正確著位，便可以生長成器官，“打印”的新生組織會形成自給的血管和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在這一領(lǐng)域領(lǐng)軍的Organovo公司，已經(jīng)成功研發(fā)打印出心肌組織，肺臟，動靜脈血管等，如圖為使用生物打印技術(shù)制造培育的腎臟內(nèi)部血管組織。目前這一技術(shù)的應(yīng)用尚處于試驗(yàn)階段，但近十年內(nèi)有望逐步應(yīng)用于器官移植手術(shù)中。
2. 航空航天業(yè)對3D打印的需求分析
航空航天業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析
1、中國軍用飛機(jī)發(fā)展?fàn)顩r
2015年，中國現(xiàn)有軍用飛機(jī)的數(shù)量為2860架，位列全球第三位，占全球軍用飛機(jī)總量的6%。第四代戰(zhàn)機(jī)、大型運(yùn)輸機(jī)、航母艦載機(jī)等新機(jī)型已成功試飛，軍用飛機(jī)未來幾年將面臨更新?lián)Q代的需求高峰期。
2、中國通用飛機(jī)發(fā)展?fàn)顩r
2015年底，通用航空企業(yè)適航在冊航空器總數(shù)達(dá)到2127架。
航空航天業(yè)3D打印應(yīng)用現(xiàn)狀
現(xiàn)階段，3D打印技術(shù)對航空業(yè)的貢獻(xiàn)，相對于每年約5000億美元的行業(yè)產(chǎn)值而言顯得微乎其微。主要應(yīng)用包括：1）無人飛行器的結(jié)構(gòu)件加工；2）生產(chǎn)一些的特殊的加工、組裝工具；3）渦輪葉片、擋風(fēng)窗體框架、旋流器等零部件的加工。
航空航天業(yè)3D打印需求前景
3D打印技術(shù)在未來航空領(lǐng)域的應(yīng)用得益于該行業(yè)發(fā)展的兩個(gè)趨勢特點(diǎn)：
1、3D打印零部件設(shè)計(jì)需求不斷增大
主要包括機(jī)體結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化和基于部件設(shè)計(jì)對飛行性能的提高。
2、私人飛行器的設(shè)計(jì)發(fā)展和定制化需求的增長
通用航空和無人機(jī)制造領(lǐng)域的定制化需求相對商用領(lǐng)域會更多。小批量，復(fù)雜一體化的設(shè)計(jì)部件的生產(chǎn)會成為主流，而借助3D打印技術(shù)會更容易實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)階段，波音和一些通用航空制造商，已經(jīng)開始應(yīng)用這一技術(shù)進(jìn)行噴氣機(jī)和直升機(jī)的設(shè)計(jì)和制造。
3. 機(jī)器設(shè)備行業(yè)對3D打印的需求分析
機(jī)器設(shè)備行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析
2010-2015年，中國通用設(shè)備制造業(yè)保持穩(wěn)定的增長速度，同比增長率維持在7%左右。2015年，中國通用行業(yè)總資產(chǎn)達(dá)到4.03萬億元，同比增長7.03%。
(責(zé)任編輯：admin)
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