一、發(fā)展背景:政策驅動3d打印行業(yè)加強技術創(chuàng)新
從全球3D打印行業(yè)規(guī)模來看,中國由于3d打印行業(yè)處于成長早期,相關核心技術與尖端人才不足,在全球3d打印行業(yè)規(guī)模區(qū)域結構占比中排名第二,所占比重為17%。為了更好的促進3D打印產業(yè)的發(fā)展,我國發(fā)布了一系列措施,在2021年《關于促進農產品加工環(huán)節(jié)減損增效的指導意見》中,提出運用智能制造、生物合成、3D打印等新技術,集成組裝一批科技含量高、應用范圍廣、節(jié)糧節(jié)水節(jié)能的農產品加工工藝及配套裝備,降低農產品加工物耗能耗。在2019年發(fā)布的《2019年農業(yè)農村科教環(huán)能工作要點》中,提出加快大數據、云計算、3D打印等農業(yè)智能技術研發(fā),形成新興領域自主創(chuàng)新優(yōu)勢。
二、發(fā)展現狀:下游應用領域廣泛,行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長
隨著上游原材料的品種的不斷豐富,極大的推動了3D打印行業(yè)應用領域的擴大,也促進該行業(yè)有消費級市場向高端制造市場拓展。就目前而言,我國3D打印行業(yè)應用領域主要包括工程機械、航空航天、汽車、消費&電子、醫(yī)療&牙科、學術機構、政府&軍隊、建筑、其他。
在工程機械方面。其市場規(guī)模得到進一步拓展,據統(tǒng)計,我國3D打印行業(yè)市場規(guī)模上升趨勢明顯,在2017年市場規(guī)模只有98億元,到了2021年3D打印市場規(guī)模達到了265億元,增加了167億元,預計在2022年保持增長趨勢,市場規(guī)模達到344.5億元。
三、企業(yè)格局:企業(yè)營收上漲,研發(fā)投入增強
從企業(yè)競爭層次分布來看, 鉑力特、 先臨三維位于第二梯隊,營業(yè)收入超過5億,在2022年前三季度,鉑力特的總營業(yè)收入為5.2億元;先臨三維主營業(yè)務收入達到5.48億元。其中,鉑力特是一家專注于工業(yè)級金屬增材制造的高新技術企業(yè),其主營業(yè)收入主要是3D行業(yè)方面產品,對其的研發(fā)投入也呈現增長趨勢,到2021年,公司的研發(fā)投入達到1.14億元,占總營業(yè)收入的比重為20.69%。
而先臨三維是專注基于計算機視覺的高精度 3D 數字化軟硬件技術的科技創(chuàng)新企業(yè),3D打印是該企業(yè)的產品之一,在2021年3D打印產品營業(yè)收入占總營業(yè)收入的比重在8%左右,公司的研發(fā)投入維1.44億元,占總營業(yè)收入的比重維25.37%。
四、發(fā)展趨勢:3D行業(yè)應用領域持續(xù)擴大,可持續(xù)發(fā)展是行業(yè)的重中之重
未來,全球3D打印產業(yè)將仍處于高速增長期,而中國在不斷突破技術壁壘的過程中,產業(yè)持續(xù)增長,進入大規(guī)模產業(yè)化時期。在航空航天、汽車、航海、核工業(yè)以及醫(yī)療器械領域對金屬3D打印的需求旺盛,應用端呈現快速擴展趨勢。隨著國家逐漸重視對環(huán)境的保護,行業(yè)發(fā)展順應政策趨勢逐步做出改變。工程師和設計師將在產品的整個生命周期中重新思考設計,以實現零件的結構一體化,通過生產復雜幾何形狀的輕量化零件來減少材料消耗和浪費,從而進一步減輕車輛和飛機的重量,提高燃油效率,從而減少溫室氣體排放和能源消耗,而且,隨著越來越多的制造商將數字文件傳輸到本地生產,而不是通過在遙遠的地方運輸貨物來交付,運輸將大大減少,從而進一步降低成本、能耗、廢物和排放。
關鍵詞:3D打印、應用領域、企業(yè)格局、發(fā)展趨勢
一、發(fā)展背景:政策驅動3D打印行業(yè)加強技術創(chuàng)新
從全球3d打印行業(yè)規(guī)模來看,2021年全球3D打印市場規(guī)模達到152.44億美元,美國占全球的比重達到了40%,是當前3d打印企業(yè)主要集中地;我國由于3d打印行業(yè)處于成長早期,相關核心技術與尖端人才不足,嚴重制約了我國當前3d打印行業(yè)的發(fā)展,在全球3d打印行業(yè)規(guī)模區(qū)域結構占比中排名第二,所占比重為17%。 在全球數字化制造的浪潮下,智能機器人、人工智能、3D打印技術得到不斷發(fā)展,雖然我國3D打印技術有所不足,產業(yè)還不成熟,但是在產品設計、復雜和特殊產品生產、個性化服務方面已顯示出其獨特的優(yōu)勢,因此,我國充分認識到智能制造、數字化制造對我國的深刻影響,加快3D打印產業(yè)的發(fā)展,推動我國由“工業(yè)大國”向“工業(yè)強國”轉變。
在2021年《關于促進農產品加工環(huán)節(jié)減損增效的指導意見》中,提出運用智能制造、生物合成、3D打印等新技術,集成組裝一批科技含量高、應用范圍廣、節(jié)糧節(jié)水節(jié)能的農產品加工工藝及配套裝備,降低農產品加工物耗能耗。在《上海市服務業(yè)擴大開放綜合試點總體方案》,我國政府為強化國家數字服務出口基地功能,鼓勵其發(fā)展集成電路、數字文化、人工智能、信息安全等主導產業(yè),積極布局3D打印、大數據等新興領域,加快集聚一批有全球影響力的數字服務企業(yè)。在2019年發(fā)布的《2019年農業(yè)農村科教環(huán)能工作要點》中,提出加快大數據、云計算、3D打印等農業(yè)智能技術研發(fā),形成新興領域自主創(chuàng)新優(yōu)勢。 二、發(fā)展現狀:下游應用領域廣泛,行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長
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。從3D打印行業(yè)產業(yè)鏈來看,上游行業(yè)主要包括原材料、核心硬件以及輔助工具等等;中游主要包括設備制造廠商和3D打印服務解決商;下游行業(yè)主要應用于機械制造、航空航天、汽車、醫(yī)療、教育、軍事、文化等等,特殊應用主要包括生物、食品、建筑、人像打印等等。 3D打印材料是支撐3D打印的中游環(huán)節(jié)之一,據統(tǒng)計,3D打印材料主要分為金屬材料和非金屬材料兩大類別,其中金屬材料主要是以粉末的形式存在,而非金屬的應用相對廣泛,主要包括工程塑料、光敏樹脂、合成橡膠、陶瓷以及其他非金屬材料。工程塑料是當前應用最為廣泛的3D打印材料,具有耐沖擊性、耐熱性、抗老化性等特點;液態(tài)的光敏樹脂因具有固化速率快、耐高溫、光敏感性等特點,在制作精度較高的零件方面應用較廣;合成橡膠具有良好的拉伸強度,主要適用于醫(yī)療設備、汽車內飾等領域;陶瓷的化學穩(wěn)定性較好且耐腐蝕性強,廣泛應用于航空航天、生物行業(yè)等領域。 隨著上游原材料的品種的不斷豐富,極大的推動了3D打印行業(yè)應用領域的擴大,也促進該行業(yè)有消費級市場向高端制造市場拓展。就目前而言,我國3D打印行業(yè)應用領域主要包括工程機械、航空航天、汽車、消費&電子、醫(yī)療&牙科、學術機構、政府&軍隊、建筑、其他。在工程機械方面,3D打印技術的應用主要體現在3D打印增材技術、與CNC技術結合、改變應機械制造格局等方面,對于提高整體的生產效率、降低生產成本有著重要作用;在航空航天方面,3D打印技術能快速制造一些復雜的零部件,并且還能快速修理現有的零部件;在汽車方面,可以應用于汽車外形設計的研發(fā),可以短時間內打印出模型,同時可以快速制作造型復雜的零部件和實現小批量定制部件。 3D打印技術受政策影響不斷提高,加之下游行業(yè)的快速發(fā)展,對3D打印設備的需求量激增,進而導致該行業(yè)市場規(guī)模進一步拓展。據統(tǒng)計,我國3D打印行業(yè)市場規(guī)模上升趨勢明顯,在2017年市場規(guī)模只有98億元,到了2021年3D打印市場規(guī)模達到了265億元,增加了167億元,預計在2022年保持增長趨勢,市場規(guī)模達到344.5億元。從2021年細分領域營收情況來看,3D打印設備的營收占比超過50%,位居首位,可見,其設備是3D打印行業(yè)的主要部分,其次,3D打印服務營收占比為21%,材料占比為16%。 隨著3D打印技術的不斷推廣和普及,用于個人消費的3D打印設備銷量快速增長,根據中國海關數據,在2021年我國3D打印出口數量為287.3萬臺,較2020年增長了13%;2022年前三季度的出口數量為145.2萬臺,較2021年同期增長25個百分點。從近幾年的數據來看,中國3D打印出口數量呈現不斷上升的狀態(tài),在2017-2020年間,出口數量從65.6萬臺上升到253.9萬臺,隨著基數的不斷增大,其增長率從2017年的85 %下降至2019年的42%,再上升至2020年的77%。 隨著國家政策的不斷扶持,3D打印行業(yè)技術得到持續(xù)的發(fā)展,進而促進3D打印行業(yè)專利申請量的提高。從3D打印專利申請量來看,在2017-2020年間,中國3D打印專利申請量處于不斷上漲的趨勢,從2017年的5718項增加到2020年的7501項,到2021年專利申請量逐漸下降,降至6618項,較2020年下降了12%,2022年其專利申請量也處于下降趨勢,為3597項,較2021年整年減少3021項。 (注:2022年數據截止到2022年12月7日)
三、企業(yè)格局:企業(yè)營收上漲,研發(fā)投入增強
在2021年中國3D打印行業(yè)營業(yè)收入過億的企業(yè)有50家,這50家企業(yè)全年總營業(yè)收入約為110億元,而2020年營收過億的相關企業(yè)只有32家,同比上升了56%。從企業(yè)競爭層次分布來看, 創(chuàng)想三維、 縱維立方位于第一梯隊,其營業(yè)收入超過10億人民幣;位于第二梯隊的是鉑力特、先臨三維、 聯泰科技,營業(yè)收入超過5億;第三梯隊的是 光華偉業(yè)、 金石三維,營業(yè)收入超過2億,可見,頭部企業(yè)與第二第三梯隊的營業(yè)收入差距不大; 威拉里、極光科技位于第四梯隊,營業(yè)收入超5千萬人民幣。 鉑力特是一家專注于工業(yè)級金屬增材制造的高新技術企業(yè),整體實力在國內外金屬增材制造領域處于領先地位。公司圍繞金屬增材制造產業(yè)鏈,開展金屬 3D 打印設備、金屬 3D 打印定制化產品及金屬 3D 打印原材料的研發(fā)、生產、銷售,同時亦向客戶提供金屬 3D 打印工藝設計開發(fā)及相關技術服務。從企業(yè)總營業(yè)收入來看,在2017-2021年間,鉑力特營業(yè)收入從2017年的2.2億元增長到2021年的5.52億元,到2022年前三季度,該公司的總營業(yè)收入為5.2億元。
先臨三維是專注基于計算機視覺的高精度 3D 數字化軟硬件技術的科技創(chuàng)新企業(yè),主要從事齒科數字化和專業(yè) 3D 掃描設備及軟件的研發(fā)、生產和銷售,總營業(yè)收入在2017-2021年間處于上升趨勢,但是在2020年受新冠疫情影響,主營業(yè)務收入下降,在2021年又逐漸增長至5.67億元,到2022年前三季度,該公司的主營業(yè)務收入達到5.48億元。在3D打印方面,齒科 3D 打印機是公司自主研發(fā)的齒科數字化產品,其營業(yè)收入從2019年的1.9億元降至2021年的0.46億元。 從企業(yè)毛利率來看,鉑力特和先臨三維兩家企業(yè)毛利率整體呈上升趨勢,其中鉑力特毛利率從2017增長至2020年,在2020年達到近幾年的最高,為52.72%,到2021年毛利率逐漸下滑,降至48.23%。先臨三維毛利率在2019年下降,從2018年的51.98%下降到2019年49.17%,在此之后,毛利率逐漸增長,到2021年先臨三維毛利率增長至59.87%,較2020年毛利率上升了10.20%。 從企業(yè)研發(fā)投入來看,鉑力特堅持產學研融合的戰(zhàn)略方向,當前在多方面競爭優(yōu)勢顯著,在2017-2021年間,鉑力特的研發(fā)投入一直處于增長狀態(tài),到2021年,公司的研發(fā)投入達到1.14億元,占總營業(yè)收入的比重為20.69%。先臨三維通過自主研發(fā),可以提高3D打印設備的延展性和穩(wěn)定性,利于后續(xù)研發(fā)能力的提升,并且便于上下游原材料、軟件的對接,以及軟件、產品升級換代,其研發(fā)投入在2020年受疫情影響下降,到2021年有上升至1.44億元,占總營業(yè)收入的比重為25.37%。 相關報告:智研咨詢發(fā)布的《2023-2029年中國3D打印行業(yè)發(fā)展模式分析及未來前景規(guī)劃報告》
四、發(fā)展趨勢:3D行業(yè)應用領域持續(xù)擴大,可持續(xù)發(fā)展是行業(yè)的重中之重
1、需求持續(xù)擴容,未來3D打印行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?/strong>
眾所周知,科技創(chuàng)新在各行各業(yè)的發(fā)展中都起到至關重要的作用,3D打印行業(yè)也是如此。隨著全球3D技術的發(fā)展和推廣,對3D打印材料行業(yè)的需求不斷增加,3D打印行業(yè)技術的特殊性對材料行業(yè)的依賴性較大,使得3D打印材料行業(yè)的市場參與者逐漸增多,行業(yè)利潤有所增加,3D打印材料的技術壁壘也將進一步增加,可見,行業(yè)仍需加大研發(fā)投入力度,以擴大3D打印行業(yè)的應用領域。
預計未來十年,全球3D打印產業(yè)將仍處于高速增長期,而中國在不斷突破技術壁壘的過程中,產業(yè)持續(xù)增長,進入大規(guī)模產業(yè)化時期。在航空航天、汽車、航海、核工業(yè)以及醫(yī)療器械領域對金屬3D打印的需求旺盛,應用端呈現快速擴展趨勢。未來,3D打印技術的應用已經從簡單的概念模型向功能部件直接制造方向發(fā)展,行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/div>
2、可持續(xù)生產是3D行業(yè)重要的發(fā)展方向
近年來,國家逐漸重視對環(huán)境的保護,行業(yè)發(fā)展順應政策趨勢逐步做出改變。此前,傳統(tǒng)的制造工藝在設計時很少考慮到環(huán)境問題,大約有三分之一的碳排放都與產品的生產和物流有關。而3D打印能很好的減少制造行業(yè)所生產的廢棄物、二氧化碳等排放,加之當前輕量化的推出,有利于3D行業(yè)在汽車、飛機等方面的應用。
工程師和設計師將在產品的整個生命周期中重新思考設計,以實現零件的結構一體化,通過生產復雜幾何形狀的輕量化零件來減少材料消耗和浪費,從而進一步減輕車輛和飛機的重量,提高燃油效率,從而減少溫室氣體排放和能源消耗,而且,隨著越來越多的制造商將數字文件傳輸到本地生產,而不是通過在遙遠的地方運輸貨物來交付,運輸將大大減少,從而進一步降低成本、能耗、廢物和排放。
以上數據及信息可參考智研咨詢發(fā)布的《2023-2029年中國3D打印行業(yè)發(fā)展模式分析及未來前景規(guī)劃報告》。
來源:智研咨詢
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