3D打印(增材制造)是基于三維模型數(shù)據(jù),運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,采用逐層疊加材料(逐層打印)的方式,直接制造與相應數(shù)字模型完全一致的實體或零件,主要應用于航空航天、醫(yī)療、消費電子等領域,顯著縮短研發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本,并推動個性化定制與創(chuàng)新設計,成為顛覆傳統(tǒng)制造模式的革命性技術。

全球3D打印產(chǎn)業(yè)呈多極化競爭態(tài)勢
當前,北美、歐洲和亞太地區(qū)的3D打印設備累計裝機量占到全球90%以上,基本形成美歐主導,亞太追趕的態(tài)勢,其中美國、中國、德國的累計裝機量排名分別位列前三。美國3DSystems、Stratasys憑借早期技術積累,長期壟斷高端市場;德國EOS、SLM Solutions則在金屬打印領域構建起技術圍欄。而中國正完成從技術追趕者到產(chǎn)業(yè)領跑者的角色蛻變。轉折點始于2009年——熔融沉積成型(FDM)技術專利到期,中國產(chǎn)業(yè)界抓住這一歷史機遇,開啟技術攻堅與市場突圍的雙重躍進。
2020年,中國成功完成太空3D打印實驗,標志著該技術正式邁入太空應用新紀元;2023年,消費電子領域鈦合金部件的規(guī)?;瘧?,則推動3D打印技術從專業(yè)領域走向大眾市場。這些里程碑式的突破,直接反映在出口數(shù)據(jù)上:2017年至2024年,中國3D打印機出口量從65.6萬臺激增至377.77萬臺,七年間增長476%,年均復合增長率高達28.3%,目前已占據(jù)全球94%的入門級市場,成為名副其實的“世界工廠”。
以深圳為核心引擎的大灣區(qū)內地9市成績亮眼。根據(jù)南方財經(jīng)全媒體在8月18日刊發(fā)的文章《全球“消費級3D打印第一城”,深圳何以煉成》,2025年1月-7月,大灣區(qū)內地9市出口了我國超八成的3D打印機。根據(jù)CONTEXT機構的報告顯示,2025年第一季度全球入門級3D打印機出貨量超100萬臺,較上年同期增長15%,中國供應商占據(jù)95%的市場份額,深圳的創(chuàng)想三維(Creality)以39%的市占率位居第一,拓竹科技(Bambu Lab)出貨量同比增長64%,智能派(Elegoo)也實現(xiàn)顯著增長。

深圳消費級3D打印領跑全球的突圍密碼
政策精準發(fā)力,賦能3D打印產(chǎn)業(yè)。國家和廣東省政府層面出臺多項支持3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展政策,廣東省明確到2025年產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破1800億元,建設15個以上特色產(chǎn)業(yè)園區(qū)。深圳市計劃到2025年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)增加值140億元、新增10家“單項冠軍”企業(yè),建成創(chuàng)新平臺并推動融合示范,“20+8”政策將其列為重點發(fā)展領域,對3D打印材料領域最高資助1000萬元,為3D打印產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展提高堅實的保障和基礎。
完整產(chǎn)業(yè)鏈凸顯產(chǎn)業(yè)集群效應。深圳已初步形成從建模軟件、金屬粉末到設備制造的完整鏈條。上游有光華偉業(yè)研發(fā)生物材料,中游有大族激光布局金屬3D打印設備,下游有光韻達提供航空航天零部件解決方案。依托初步形成的完整產(chǎn)鏈鏈,深圳在3D打印市場能夠快速做出反應,能夠在消費級、入門級應用場景迅速占據(jù)全球市場主導地位,主要得益于完整產(chǎn)業(yè)鏈的集群效應。

技術端突破顯著,深圳大族聚維與希禾增材研發(fā)的綠激光金屬3D打印設備,解決了銅、鋁等高反金屬的打印難題,精度達國內行業(yè)領先水平。深圳華陽新材料自主研發(fā)的超大型金屬3D打印機HY-M1500可打印直徑3米的航空航天級構件,填補了國內大尺寸金屬3D打印設備的空白。深圳先進院開發(fā)的可編程手持式生物3D打印機,通過智能手機APP控制實現(xiàn)皮膚創(chuàng)傷原位打印,融合傳統(tǒng)機械臂精度與手持靈活性。創(chuàng)想三維的“3D 打印農(nóng)場”模式通過云端接單、分布式生產(chǎn),在教育玩具、文創(chuàng)產(chǎn)品領域實現(xiàn)“零庫存”按需制造。

短板與挑戰(zhàn):從規(guī)模擴張到價值躍遷的陣痛
盡管深圳已初步形成建模系統(tǒng)、材料、設備、應用服務的3D打印全產(chǎn)業(yè)鏈,堪稱“消費級3D打印第一城”,但仍面臨諸多短板與挑戰(zhàn),具體而言,主要面臨以下四大問題。一是核心技術與高端材料的“卡脖子”困境,深圳工業(yè)級軟件技術薄弱,企業(yè)自主研發(fā)的軟件在復雜結構仿真、缺陷預測等方面仍與國際先進水平存在差距,高性能材料和核心零部件對外依存度較高,鈦合金粉末材料需從德國EOS、SLM Solutions采購,國內企業(yè)尚未實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn),成本高昂且受制于人。二是產(chǎn)業(yè)鏈結構失衡,深圳雖初步形成全產(chǎn)業(yè)鏈布局,但呈現(xiàn)“頭部企業(yè)壟斷+中小企業(yè)分散”的格局,創(chuàng)想三維、拓竹科技等頭部企業(yè)占據(jù)消費級市場80%份額,通過技術迭代和規(guī)模效應維持較高利潤,大多數(shù)中小企業(yè)仍陷于低價格競爭,利潤空間狹窄。三是人才結構性短缺突出,深圳3D打印產(chǎn)業(yè)人才面臨“三缺”困境,缺高端研發(fā)人才(材料科學、光學工程領域的領軍人才),缺復合型技術工人(掌握設備調試與工藝優(yōu)化的工程師),缺國際標準制定人才(參與ISO/TC261增材制造標準制定的專家)。四是應用場景面臨“低端內卷、高端失守”的隱憂,深圳3D打印企業(yè)多集中在消費級領域,工業(yè)級領域進展緩慢,與歐美企業(yè)在工業(yè)級領域的市場占有率相比,深圳3D打印企業(yè)在航空航天、汽車等領域的應用仍處于落后位置。

破局之路:從“深圳速度”到“深圳質量”
未來,深圳要率先在核心技術上攻堅克難,設立國家級3D打印創(chuàng)新中心,推動深圳市3D打印制造業(yè)創(chuàng)新中心向更高水平升級,聚焦高功率激光器、金屬粉末制備、多材料打印等“卡脖子”技術;推動產(chǎn)學研合作,借鑒大族激光與南方科技大學校企合作的經(jīng)驗,加快創(chuàng)新步伐,促進成果轉化落地。推動產(chǎn)業(yè)鏈轉型升級,建立行業(yè)聯(lián)盟,制定統(tǒng)一質量標準,淘汰低端產(chǎn)能,提升整體競爭力,培育本土核心部件和材料制備企業(yè),建立激光器、粉末材料、軟件等核心部件的本地化供應網(wǎng)絡,減少對進口依賴,提升供應鏈穩(wěn)定性,提高產(chǎn)品的盈利空間。加強專業(yè)性和復合型人才的引進與培養(yǎng),推動人才引進計劃,對高端技術人才給予個稅減免、住房補貼等優(yōu)惠政策,加強深圳3D打印企業(yè)與高校和研究機構的合作,培養(yǎng)和引進掌握增材制造核心技術的專業(yè)人才。深耕高端領域,拓寬應用市場,工業(yè)級3D打印產(chǎn)品具有更高的競爭力和利潤,推動深圳3D打印技術在航空航天、汽車、醫(yī)療、建筑等領域的深度應用,加強與中航工業(yè)、比亞迪、華為等企業(yè)合作,開發(fā)新的應用場景和解決方案,拓寬市場需求,在工業(yè)級高端市場占據(jù)更大份額,將深圳打造成“全球增材制造創(chuàng)新中心”,讓“中國智造”真正定義全球標準。



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