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增材制造未來發展方向

生活 更新时间:2024-07-19 07:18:17

增材制造未來發展方向(一文看懂增材制造行業競争格局)1

原文标題:2021年全球及中國增材制造(3D打印)行業現狀、競争格局及趨勢分析,國内廠商市占逐步提升「圖」

一、增材制造綜述

3D打印也叫增材制造,是以數字模型為基礎,将材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術。相比于傳統的減材制造方式(通過刀具去除材料的加工方式),增材制造(3D打印)具備很多優勢:1、縮短生産制造的時間,提高效率;2、提高原材料的利用效率;3、完成複雜結構的實現以提升産品性能。目前增材制造已形成基礎技術較成熟、新技術不斷創新的技術體系,材料部分的創新也層出不窮,逐漸成為航空航天、汽車、消費電子、醫療等領域的熱門技術。

從工作原理來看,3D打印是以計算機三維設計模型為藍本,通過軟件将其離散分解成若幹層平面切片,由數控成型系統利用激光束、熱熔噴嘴等方式将材料進行逐層堆積黏結,疊加成型,制造出實體産品。獨特的制造工藝,使得制造一個形狀複雜物品并不比一個簡單物品消耗更多的時間、成本或技能。原材料主要包括金屬增材制造材料、無機非金屬增材制造材料、有機高分子增材制造材料以及生物增材制造材料等幾類。

增材制造材料的類别及應用領域

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資料來源:公開資料整理

從行業發展曆程來看,增材制造技術起源于美國。1940年,Perera提出了切割硬紙闆并逐層粘結成三維地形圖的方法,直到20世紀80年代末,3D打印制造技術實現了根本性發展。1988年美國科學家Hull獲得光固化技術的發明專利,并成立了全球首家增材制造公司3D Systems。21世紀開始,随着工藝、材料和裝備的日益成熟,增材制造技術的應用範圍由模型和原型制造進入産品快速制造階段,在航空航天等高端制造領域得到規模應用。

增材制造行業發展曆程

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資料來源:公開資料整理

二、增材制造行業相關政策梳理

2016年國務院印發《“十三五”國家科技創新規劃》,提出發展增材制造等技術,次年科技部公布《“十三五”先進技術領域科技創新專項規劃》,将增材制造作為重點任務發展,3D打印成為國家重點資助領域。2018年國内擁有約90多家涉及3D打印業務的公司,近半數企業為2016年後進入市場。目前,我國在SLM等主流金屬3D打印技術和設備制造上,已經達到世界先進水平。

中國增材制造行業戰略計劃及相關資助情況梳理

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資料來源:公開資料整理

三、3D打印産業鍊

3D打印上遊主要包括3D打印所需的原材料、3D打印設備所需的軟硬件;中遊為3D打印設備及服務;下遊為打印産品的應用領域,包括航空航天、機械制造、消費電子、汽車行業、醫療行業等。

3D打印原材料主要分為金屬粉末和非金屬粉末。金屬粉末制造過程中重點關注純淨度、顆粒度、均勻度、球化度和含氧量。目前主流的金屬粉末材料包括钛合金、高溫合金、钴鉻合金、不鏽鋼和鋁合金等。非金屬粉末材料主要包括尼龍、PLA、ABS塑料、樹脂等。

3D打印産業鍊

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資料來源:公開資料整理

四、增材制造行業現狀分析

1、全球市場

從全球市場規模來看,2021年全球增材市場規模達到了152.44億美元,較2020年增長了19.49%。2015-2021年增材市場規模年複合增長率達到了19.77%。根據最新增材制造行業數據,3D打印市場在2022Q1第一季度增長到了30億美元,比去年同期增長了27%。預計2025年增材制造收入規模将達到298億美元,2021-2025年CAGR為18.24%;2030年增材制造收入規模将達到853億美元,2025-2030年CAGR為23.41%。

2015-2030年全球增材制造行業市場規模及增速

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注:2025E、2030E增速為年均複合增長速度。

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從金屬增材制造市場來看,據統計,到2019年全球金屬3D打印市場規模達到33億美元,包括3D打印設備、材料和服務,預計在2024年達到110億美元。2019-2024年CAGR達27.23%,要明顯快于全球增材市場平均增速。

2019-2024年全球金屬增材制造市場規模及增速

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資料來源:公開資料整理

從細分産品來看,3D打印原材料占比17.04%,打印裝備占比22.42%,3D打印服務占比40.09%,其他占比19.64%。3D打印服務占比遠遠超出其他細分産品。

2021年中國增材制造行業細分産品規模占比情況

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資料來源:公開資料整理

下遊應用領域來看,增材制造被廣泛用于航空航天、醫療、汽車等領域。據統計,2021年全球增材制造服務産值規模達到62.35億美元,較2020年增長18.3%。其中,航空航天占比16.8%,是3D打印産品最重要的服務領域。其他應用領域:醫療占比15.6%,汽車14.6%,消費類/電子産品占比11.8%,科研機構占比11.1%,政府/軍事占比6%,能源7%,建築4.5%,其他12.6%。航空航天領域、醫療和汽車是3D打印産品最重要的應用領域。

2021年增材制造的重要應用領域及其市場份額占比

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資料來源:公開資料整理

2021年增材制造材料産業規模達到25.98億美元,較2020年增長23.4%。其中,金屬原材料占比18.2%,光敏樹脂占比25.2%,聚合物絲材占比19.9%,聚合物粉材占比34.7%。2021年增材制造裝備銷售總額達到34.17美元,較2020年增長13.4%。其中,金屬打印機市場份額為36.1%,非金屬打印機市場份額為63.9%。

2021年全球增材制造行業原材料種類及占比情況

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資料來源:公開資料整理

2、中國市場

從國内市場規模來看,據統計,國内增材市場規模在2021年達到了262億元,較2020年增長了34.1%。預計2024年市場規模将達到500億元,2021-2024年年均複合增速為24.12%。

2017-2024年中國增材制造行業市場規模及增速

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資料來源:公開資料整理

五、增材制造行業競争格局

1、整體市場競争格局

從全球增材制造市場競争格局來看,根據Xignite在2021年發布了全球3D打印排名前25的企業排名情況,其中位居前三的企業分别為泰國的Cal-Comp Electronics、日本的Mitsubishi Paper Mills和美國的3D Systems。其中進入排行榜的中國企業有5個,分别是西安鉑力特、永盛新材料、實威國際、武漢金運激光與力新國際。

從營收規模來看:營收超過10億美元的廠家僅有Cal-Comp Electronics和Mitsubishi Paper Mills。營收在1億美元-10億元美元之間的廠家有4家,分别為3D Systems、Stratasys、Proto Labs、Group Gorge SA。剩餘20家企業的營收均不足一億美元;從企業分布區域來看:25家企業中中美企業數量占比達到了40%,中國和美國是3D打印産業規模全球領先的地區。

全球主要3D打印産家營收規模情況

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2、細分市場-設備端

金屬3D打印設備的主要競争對手包括EOS、SLM Solutions、3D Systems、鉑力特、華曙高科。德國EOS成立于1989年,專注于金屬和高分子工業增材制造技術(SLM、SLS)的研發、生産和銷售,EOS公司是目前全球最大的金屬增材制造設備提供商。其他企業情況如下:

金屬3D打印設備主要公司及營收規模情況

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資料來源:公開資料整理

3、細分市場-打印産品端

當前國内金屬增材産品服務的廠家主要有鉑力特、鑫金合、頂維科技等。以南極熊在2021年7月發布的數據來看,鉑力特以150餘台金屬3D打印設備規模居行業第一。而至2021年底,鉑力特擁有的金屬3D打印設備已到了240台,是國内最大的金屬3D打印工廠,在打印産品領域有着突出的規模優勢。

國内金屬3D打印産品服務領域主要競争者

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資料來源:南極熊,華經産業研究院整理

3、細分市場-材料端

金屬3D打印材料制造難度大,對國外廠家的依賴度較高。金屬3D打印應用領域對粉末的要求很高,尤其是航空航天和醫療等高端應用領域。國内生産3D打印金屬粉末的廠家多集中在低端應用領域,能夠自主生産3D打印用高品質金屬粉末的制造商數量不多。

金屬3D打印原材料主要公司介紹

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資料來源:公開資料整理

六、增材制造行業未來發展趨勢

1、金屬 3D 打印技術在我國的快速發展,國内設備廠商在 3D 打印設備所需的專用材料、工藝裝備、關鍵零部件、軟件系統等實現了技術突破和工藝經驗積累,具有了一定的批産能力,帶動整個産業的競争力明顯提升。目前,我國的熔融沉積成形、光固化成形、激光選區燒結/熔化等一大批工藝裝備實現産業化,部分增材制造工藝裝備已經達到國際先進水平。

2、且随着“工業4.0”不斷推進,3D打印也被用在了汽車制造領域。相比傳統汽車制造工業,3D 打印技術無需模具、能夠減少廢料、可随時打印維修部件而減少零件庫存,得到了汽車制造領域的重視, 3D打印技術在汽車零部件領域更廣泛地應用已成大勢所趨。

3、從原材料端來看,國内 3D 打印行業發展迅速,推動國産金屬粉末技術和産能提升。随着金屬 3D 打印技術在航空航天、醫療等領域的快速滲透,市場對高端 3D 打印金屬粉末需求旺盛,國内 3D 打印金屬粉末廠家都在積極地進行粉末産品研制和相關生産線建設,未來國内3D打印金屬粉末制品廠家的市占率也有望逐步提升。

原文标題:2021年全球及中國增材制造(3D打印)行業現狀、競争格局及趨勢分析,國内廠商市占逐步提升「圖」

華經産業研究院對中國增材制造行業發展現狀、行業上下遊産業鍊、競争格局及重點企業等進行了深入剖析,最大限度地降低企業投資風險與經營成本,提高企業競争力;并運用多種數據分析技術,對行業發展趨勢進行預測,以便企業能及時搶占市場先機;更多詳細内容,請關注華經産業研究院出版的《2022-2027年中國增材制造市場前景預測及行業投資潛力預測報告》。

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