3D打印屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),得到了國內(nèi)外政策的重點支持,市場規(guī)模也在持續(xù)快速增長。
近日,甬興證券發(fā)布題為《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),降本推動民用領(lǐng)域加速導(dǎo)入》的3D打印行業(yè)深度報告。3D打印在零件一體化制造、異型結(jié)構(gòu)件制造、變批量定制結(jié)構(gòu)件制造等方面的優(yōu)勢使得其在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,而近年來隨著3D打印成本的不斷下降,其在3C、鞋模、機器人等民用工業(yè)領(lǐng)域批量生產(chǎn)中的導(dǎo)入也值得期待。

3D打印:戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),市場規(guī)模快速增長
3D打印是以材料逐層堆積為原理的新型工藝。區(qū)別于傳統(tǒng)減材制造,3D打印通過對模型數(shù)字化立體掃描、分層處理,借助于類似打印機的數(shù)字化制造設(shè)備,將材料不斷疊加形成所需的實體模型。
3D打印在中小批量生產(chǎn)成本控制、個性化生產(chǎn)、生產(chǎn)可預(yù)測性,和材料利用率等方面與傳統(tǒng)技術(shù)相比都具有明顯優(yōu)勢。3D打印是對傳統(tǒng)制造業(yè)的補充和增強,借助3D打印技術(shù),企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計研發(fā),生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品和開展定制化等方面的能力都能夠有所提升。

3D打印工藝分為七個大類。來源:甬興證券
作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),3D打印受到各國產(chǎn)業(yè)政策的重點支持。

我國3D打印行業(yè)相關(guān)政策。來源:甬興證券
3D打印產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋上游原材料/零部件、中游3D打印設(shè)備制造以及下游3D打印應(yīng)用。

3D打印產(chǎn)業(yè)鏈。來源:艾瑞咨詢
2024年全球3D打印市場規(guī)模達到219億美元,未來有望持續(xù)快速增長。根據(jù)Wohlers Associates 數(shù)據(jù),2024年全球3D打印市場規(guī)模達到219億美元,同比增長9.1%。從收入構(gòu)成來看,材料收入為44億美元,打印設(shè)備銷售及服務(wù)收入為 60億美元,打印服務(wù)收入為101億美元,軟件收入為14億美元。
在市場預(yù)測方面,Wohlers Associates 給出了10年后市場規(guī)模的上下限預(yù)測,基于近5年較低的市場平均增長率測算得出2034年市場規(guī)模下限為839億美元,基于近10年較高的市場增長率測算得出2034年市場規(guī)模上限為1452億美元。綜合市場規(guī)模上下限,預(yù)計 2034 年全球3D打印市場規(guī)模將達到1145億美元,未來10年復(fù)合年增長率為18%,這顯示出3D打印行業(yè)有望在未來較長時間內(nèi)維持快速增長。
3D打印市場規(guī)模持續(xù)增長,航空航天占比較高。2024年全球3D打印市場規(guī)模達到 219億美元,中國3D打印市場規(guī)模超500億元。2021年全球3D打印下游應(yīng)用中占比較高的為航空航天、醫(yī)療和汽車,三者合計占比接近50%,中國工業(yè)級3D打印下游應(yīng)用中,航空航天占比高達58%。
3D打印在零件一體化制造、異型結(jié)構(gòu)件制造、變批量定制結(jié)構(gòu)件制造等方面的巨大優(yōu)勢解決了航空航天領(lǐng)域某些零組部件的生產(chǎn)制造難題,使其在該領(lǐng)域被快速運用并取得長足發(fā)展。
3D打印與航空航天契合度高,已得到廣泛應(yīng)用
航空航天與3D打印技術(shù)相契合,是3D打印的重要應(yīng)用領(lǐng)域。3D打印技術(shù)由于其特殊的生產(chǎn)制造過程,使其在零件一體化制造、異型結(jié)構(gòu)件制造、變批量定制結(jié)構(gòu)件制造等方面具有巨大的優(yōu)勢,3D打印技術(shù)的這些優(yōu)勢,恰恰就是航空航天領(lǐng)域中某些零部組件在生產(chǎn)過程中所面臨的短板,因此,3D打印技術(shù)被迅速應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,并取得了長足的發(fā)展。

3D打印在航空航天中的潛在應(yīng)用。來源:南極熊3D打印
通用電氣公司生產(chǎn)的GE9X發(fā)動機使用約300個3D打印部件,3D打印燃油噴嘴實現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)。SpaceX 新一代發(fā)動機 Raptor 3大量采用3D打印技術(shù),提高推力并實現(xiàn)輕量化。

通用電氣公司生產(chǎn)的3D打印航空發(fā)動機燃油噴嘴。來源:南極熊3D打印
持續(xù)降本推動下,3D打印向民用領(lǐng)域加速導(dǎo)入
過往3D打印在大規(guī)模生產(chǎn)中的成本劣勢使其在制造業(yè)中的應(yīng)用受限,隨著打印粉末價格、打印設(shè)備價格不斷下降,以及打印效率的不斷提高,3D打印的成本持續(xù)降低,使得該技術(shù)在民用領(lǐng)域批量化生產(chǎn)中應(yīng)用成為可能。
制造費用和材料費用在3D打印產(chǎn)品中的成本占比較高,因此3D打印降本關(guān)鍵在于降低材料和制造費用。
近年來,3D打印在3C、鞋模、機器人等領(lǐng)域的應(yīng)用案例層出不窮,印證了該技術(shù)向民用領(lǐng)域加速導(dǎo)入的趨勢。
3C:鈦合金成為3C產(chǎn)品材料新選擇,對傳統(tǒng)制造工藝提出挑戰(zhàn),3D打印得到成功應(yīng)用。榮耀 Magic V2鉸鏈的軸蓋部分首次采用鈦合金3D打印工藝,OPPO Find N5 的翼板與外轉(zhuǎn)軸中框使用3D打印技術(shù)制造。蘋果和小米發(fā)布3D打印招聘崗位,積極布局3D打印。
鞋模:使用3D打印工藝生產(chǎn)鞋模有縮短工藝流程,提升生產(chǎn)效率、減重降本改善產(chǎn)品性能以及咬花一次成型,生產(chǎn)更加環(huán)保等優(yōu)勢,在中科豐陽、正向增材等企業(yè)推動下正在得到大規(guī)模應(yīng)用。
機器人:3D打印可以實現(xiàn)機器人零部件更自由的設(shè)計以及小批量柔性化生產(chǎn),加快技術(shù)研發(fā)迭代和落地,同時實現(xiàn)輕量化。華力創(chuàng)科學(xué)將3D打印應(yīng)用于人形機器人傳感器核心結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)中并實現(xiàn)降本。



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