2020年中國3D打印行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)分布、市場(chǎng)規(guī)模及產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景分析預(yù)測(cè)[圖]

    增材制造(又稱3D打印)是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實(shí)體物品的新興制造技術(shù)，將對(duì)傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響，是制造業(yè)有代表性的顛覆性技術(shù)。

    3D打印的工作原理是以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過軟件將其離散分解成若干層平面切片，由數(shù)控成型系統(tǒng)利用激光束、熱熔噴嘴等方式將材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，疊加成型，制造出實(shí)體產(chǎn)品。

    近年來，隨著3D打印研發(fā)技術(shù)的不斷突破，3D打印已經(jīng)成功應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)療、建筑、汽車等領(lǐng)域，并不斷取得突破性進(jìn)展。第一代高通量集成化生物3D打印機(jī)的成功研制，不僅推進(jìn)了3D打印醫(yī)療器械、人工組織器官的臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程，也為3D打印技術(shù)的深化應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。

    一、3D打印產(chǎn)業(yè)鏈分析

    3D打印行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈從上中下游來看，上游為塑料、金屬、蠟、石膏、砂等其他各種材料。中游為3D打印設(shè)備及技術(shù)，下游則為制造、醫(yī)療、建筑、軍事等應(yīng)用領(lǐng)域。

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    目前，中國的3D打印應(yīng)用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、汽車及其他交通工具、航空航天等領(lǐng)域。

    從國內(nèi)外3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域來看，近兩年國外各領(lǐng)域逐漸增強(qiáng)3D打印技術(shù)的應(yīng)用，逐漸實(shí)現(xiàn)了在航空、醫(yī)療和建筑領(lǐng)域的應(yīng)用；相比于國外3D打印技術(shù)的應(yīng)用，我國3D打印更多的實(shí)現(xiàn)了在航空和生物醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用，但是其應(yīng)用多以行業(yè)應(yīng)用的模型為主。未來，隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，各領(lǐng)域?qū)⒅饾u深化對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用，并且不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域。

    國外3D打印主要領(lǐng)域應(yīng)用

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    國內(nèi)3D打印主要領(lǐng)域應(yīng)用

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    3D打印應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，其在下游應(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)展過程中尚需完善的地方。

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中新冠肺炎疫情下金屬增材（3D打?。┬袠I(yè)影響分析及發(fā)展策略分析報(bào)告》顯示：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)域排名前三的是工業(yè)機(jī)械、航空航天和汽車，分別占市場(chǎng)份額的20.0%、16.6%和13.8%。

    3D打印產(chǎn)業(yè)應(yīng)用行業(yè)占比

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

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    3D打印機(jī)主要分為消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)。工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)速度更快、精度更高，在航空航天、汽車制造、醫(yī)療等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前，工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)在國內(nèi)3D打印市場(chǎng)結(jié)構(gòu)中，從銷售收入來看占比遠(yuǎn)超消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)。

    從銷售收入來看，工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)占總收入的80%。所以，雖然消費(fèi)級(jí)設(shè)備支撐了出貨量，但工業(yè)級(jí)設(shè)備支撐了整個(gè)行業(yè)的銷售收入，未來工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備是行業(yè)收入增長的主力軍。

    3D打印市場(chǎng)結(jié)構(gòu)（按銷售收入）

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    消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)雖然在銷售收入上的份額不及工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)，但卻占了相當(dāng)一部分市場(chǎng)出貨量。隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟，消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)逐漸被人們熟知，吸引了大量企業(yè)和消費(fèi)的關(guān)注。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2012-2018年消個(gè)人費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)市場(chǎng)規(guī)模迅速發(fā)展。預(yù)計(jì)2019年，個(gè)人消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步增長，超2億元。

    二、3D打印產(chǎn)業(yè)分布情況

    目前，國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)在北京市、浙江省、湖北省、廣東省、陜西省得到較快發(fā)展。

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    此外，3D打印行業(yè)的快速發(fā)展離不開政府的支持，在此背景下，3D打印產(chǎn)業(yè)園不斷涌出。目前，國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)園主要分布在沿海地區(qū)，而中部地區(qū)也有形成產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。此外，青島等地有3D打印產(chǎn)業(yè)園在建項(xiàng)目。

    在國內(nèi)，3D打印行業(yè)也得到了飛速發(fā)展，各類3D打印機(jī)廠家如雨后春筍。某寶上搜索3D打印機(jī)，售價(jià)幾百到幾千、幾萬、甚至上百萬，種類繁多，在各行各業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)然，應(yīng)用最多的還是用于制作手板。什么是手板？有些地方又叫做首板，即產(chǎn)品的首個(gè)樣板，當(dāng)你的產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來之后，如果直接開模制作生產(chǎn)，一旦產(chǎn)品有設(shè)計(jì)問題將全部報(bào)廢，大大浪費(fèi)人力和物力和時(shí)間；而手板只是少數(shù)的樣品，不需要開模，制作周期短，從而節(jié)省成本和時(shí)間。

    3D打印現(xiàn)今還沒真正進(jìn)入普通大眾的生活，眼下3D打印服務(wù)和線下體驗(yàn)店雖然也有不少，主要用于打印人像、定制品等。但打印一個(gè)仿真的人像要1500元左右，導(dǎo)致客戶稀少。但是3D打印作為新興制造技術(shù)，不應(yīng)該只用來做那些華而不實(shí)的“奢飾品”，未來必將融入普通大眾的生活，成為人類手中得心應(yīng)手的強(qiáng)大工具。

    未來的社會(huì)，隨著老齡化的到來，勞動(dòng)力的短缺，人工成本將越來越高，或許不久之后人力資源將成為整個(gè)社會(huì)中最短缺、最昂貴的資源，這從一線城市以及西方國家的發(fā)展趨勢(shì)可見端倪。許多人將被迫成為DIY一族，而3D打印正好是DIY一族、各類發(fā)燒友的強(qiáng)大工具。

    三、美軍用3D打印自制N95口罩，3D打印市場(chǎng)規(guī)模有多大？

    面對(duì)日益嚴(yán)重的新冠肺炎疫情，美國軍隊(duì)也發(fā)揮各自的聰明才智，開始自制口罩。裝備有F-35戰(zhàn)斗機(jī)的美國空軍第388戰(zhàn)斗機(jī)聯(lián)隊(duì)就使用3D打印機(jī)自制了N95口罩。報(bào)道稱，該部隊(duì)使用了3D打印技術(shù)來制造N95口罩。他們?cè)?D打印機(jī)上使用一種合成材料（尼龍、塑料和碳纖維）來制作口罩，每個(gè)面罩由3個(gè)獨(dú)立打印而成的部分組成，分別是口罩主體、內(nèi)部網(wǎng)格和放置過濾材料的外罩。這種N95口罩可以反復(fù)多次使用，可以用酒精進(jìn)行消毒，濾芯則是從家用的空氣凈化器濾材上切割下來的，將口罩固定在臉上的繩子具有彈性，加上口罩內(nèi)部邊緣的密封條可以保證密封性能。

    自新冠肺炎疫情爆發(fā)以來，3D打印為疫情防控工作出了不少力。除了3D打印護(hù)目鏡以外，醫(yī)護(hù)人員的宿舍也有由3D技術(shù)搭建而成的。增材制造（又稱3D打?。┦且詳?shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實(shí)體物品的新興制造技術(shù)，將對(duì)傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響，是制造業(yè)有代表性的顛覆性技術(shù)。

    3D打印的工作原理是以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過軟件將其離散分解成若干層平面切片，由數(shù)控成型系統(tǒng)利用激光束、熱熔噴嘴等方式將材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，疊加成型，制造出實(shí)體產(chǎn)品。

    全球3D打印正火熱，由于中國引進(jìn)3D打印技術(shù)較晚，與國外有一定差距，但近年來也得到快速發(fā)展。目前，中國的3D打印應(yīng)用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、航空航天等領(lǐng)域，未來將向醫(yī)療、建筑等更廣的應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)展。2019年中國3D打印市場(chǎng)規(guī)模約為33.6億元。伴隨著中國3D打印技術(shù)的相應(yīng)成熟，在航天航空，汽車等行業(yè)需求將持續(xù)增加，預(yù)計(jì)2020年中國3D打印市場(chǎng)規(guī)模將近50億元。

    2015-2020年中國3D打印市場(chǎng)規(guī)模走勢(shì)預(yù)測(cè)

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    在3D打印布局領(lǐng)域延伸和資本入局的推動(dòng)下，3D打印國內(nèi)外市場(chǎng)規(guī)模不斷增加。目前，全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模由2012年的23億美元增加至2016年的60.6億美元，年均復(fù)合增長率為20.40%。預(yù)計(jì)，在市場(chǎng)需求和行業(yè)發(fā)展的需求下，2020年，全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模有望超過220億美元。

    2012-2020年全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模分析（單位：億美元）

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    四、中國3D打印產(chǎn)業(yè)前景分析

    1.產(chǎn)業(yè)將持續(xù)高速增長

    預(yù)計(jì)未來十年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)將仍處于高速增長期，預(yù)測(cè)2020年全球增材制造產(chǎn)值將達(dá)289億美元；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(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化時(shí)期。

    2.工業(yè)3D打印將成為主流方向

    在航空航天、汽車、航海、核工業(yè)以及醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)饘?D打印的需求旺盛，應(yīng)用端呈現(xiàn)快速擴(kuò)展趨勢(shì)。

    3.應(yīng)用深度和廣度持續(xù)擴(kuò)展

    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。例如在生物醫(yī)療領(lǐng)域，3D打印從"非活體"打印逐步進(jìn)階到"活體"打印。