3D打印產(chǎn)業(yè)研究

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1、3D打印產(chǎn)業(yè)研究3D打印技術(shù)是指由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型（CAD）直接驅(qū)動(dòng)的，運(yùn)用金屬、塑料、陶瓷、樹脂、蠟、紙、砂等材料，在快速成形設(shè)備里分層制造任何復(fù)雜形狀的物理買體的技術(shù)。基本流程是，先用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)三維模型，然后把三維數(shù)字模型離散為面、線和點(diǎn)，再通過3D打印設(shè)備分層堆積，最后變成一個(gè)三維的實(shí)物。傳統(tǒng)制造技術(shù)是“減材制造技術(shù)”，3D打印則是“增材制造技術(shù)”，具有制造成本低、生產(chǎn)周期短等明顯優(yōu)勢(shì)，被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”。3D打印將多維制造變成簡(jiǎn)單的由下而上的二維疊加，從而大大降低了設(shè)計(jì)與制造的復(fù)雜度。同時(shí)，3D打印還可以制造傳統(tǒng)方式無法加工的奇異結(jié)構(gòu)，尤其適合動(dòng)力設(shè)備、

2、航空航天、汽車等高端產(chǎn)品上的關(guān)鍵零部件的制造。上一輪的工業(yè)革命中，制造業(yè)主要通過批量化的流水線制造和集約生產(chǎn)來降低生產(chǎn)成本，買現(xiàn)規(guī)模效益。原來是制造商和消費(fèi)者分離，現(xiàn)在是制造商和消費(fèi)者合為一體，開展自工業(yè)化。3D打印將引發(fā)真正意義上的制造業(yè)革命，產(chǎn)業(yè)組織形態(tài)和供應(yīng)鏈模式都將被重新構(gòu)建，帶來無窮的創(chuàng)新空間。1?發(fā)展歷程20世紀(jì)80年代，誕生于美國(guó)，第一波小高潮；1986年，CharlesHull6創(chuàng)辦了世界上第一家3D打印技術(shù)公Hj（3DSystems公司也是目前3D市場(chǎng)領(lǐng)軍者之一）,同年發(fā)布了第一款商用3D打印機(jī)。1988年，ScottCrump發(fā)明了FDM（熱熔擠韋，｝成型）技術(shù)，并于198

3、9年成立了現(xiàn)在的另一家3D打印上市公司Stratasys（NASDAO：SSYS,該公司在1992年賣出了第一臺(tái)商用3D打印機(jī)。21世紀(jì)初，沉寂，質(zhì)疑。2008年,開源3D打印項(xiàng)目RepRap發(fā)布“Darwin”,3D打印機(jī)制造進(jìn)入新紀(jì)元；同年，Objet推出Connex500,讓多材料3D打印成為可能。目前，在歐美3D打印技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用。冃前限制金屬材料發(fā)展的主要的問題是其成形制造效率不高，每個(gè)小時(shí)大約只有100-3000克。1?國(guó)內(nèi)發(fā)展：1991年，開始研究3D打印技術(shù)，每年只有幾十臺(tái)設(shè)備銷售，主要應(yīng)用于高校教學(xué)和職業(yè)培訓(xùn)。2000年以后，清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交大等高校繼續(xù)研究3

4、D打印技術(shù)。西安交大側(cè)重于應(yīng)用，做一些模具和航空航天的零部件；華屮科技大學(xué)開發(fā)了不同的3D打印設(shè)備；清華大學(xué)把快速成形技術(shù)轉(zhuǎn)移到企業(yè)一一殷華（后改為太爾時(shí)代）后，把研究重點(diǎn)放在了生物制造領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)的3D打印設(shè)備和服務(wù)企業(yè)一共有二十多家，規(guī)模都較小。一類是十年前就開始技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，如北京太爾時(shí)代、北京隆源、武漢濱湖、陜西恒通等。這些企業(yè)都有自身的核心技術(shù)。另一類是2010年左右成立的，如湖南華曙、先臨三維、紫金立德、飛爾康、峰華卓立等。而華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、清華大學(xué)等高校和科研機(jī)構(gòu)是重要的3D技術(shù)培育基地。目前歐美較具規(guī)模的3D打印企業(yè)的年銷售收入一般都在10億元人民幣左右，而國(guó)

5、內(nèi)目前仍沒有一家企業(yè)收入過億，甚至超過5000萬元的企業(yè)都寥寥無幾。3.市場(chǎng)分析3.1市場(chǎng)規(guī)模：2013年，全球40億美元，增長(zhǎng)100%；2015年，全球51.65億美元,增長(zhǎng)25.69%o預(yù)計(jì)，2018年，全球125億美元，增長(zhǎng)率在20%以上。（數(shù)據(jù)來源：Wholers）而向工業(yè)的3D打印機(jī)設(shè)置臺(tái)數(shù)按國(guó)家進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的話，美國(guó)占38%,位居第一，其次是日本占9.7%,第三位德國(guó)占9.4%,第四位屮國(guó)占8.7%。中國(guó)2013年3D打印市場(chǎng)規(guī)模約30億元人民，2016年預(yù)計(jì)過百億。中國(guó)市場(chǎng)制約因素：標(biāo)準(zhǔn)缺失：我國(guó)尚沒對(duì)3D打印行業(yè)建立統(tǒng)一的共性標(biāo)準(zhǔn)；原材料不足：由于增材制造技術(shù)的特殊性，耗材在整個(gè)制

6、造過程屮起到了決定性的作用。而我國(guó)3D打印耗材主要依賴于國(guó)外進(jìn)口，尤其是金屬材料。過高的材料成木可能成為阻礙發(fā)展的原因之一；傳統(tǒng)制造業(yè)阻礙：國(guó)內(nèi)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)比較成熟，偏低的傳統(tǒng)制造成本，會(huì)大大降低3D打印技術(shù)的性價(jià)比。在一定程度上削弱市場(chǎng)對(duì)此技術(shù)的重視程度。4?產(chǎn)業(yè)鏈上游領(lǐng)域：I-"I—沿&生II成本分布：75%上游11%中游7%下游率先在航空、軍工、核消費(fèi)品和電子：21.8%交通設(shè)備：6%廠商：耳包知性產(chǎn)品：光固化：31%FDM材料擠出：22%粉末尿熔化：21%金屬材料50%+技術(shù)難度：粉末制備材料成本高：為普通材料的10倍針對(duì)大型、小批量、非標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品，尤其在試制階段的經(jīng)常進(jìn)FDM和

7、SLS技術(shù)為主流大多數(shù)中小企業(yè)的產(chǎn)品集中在門檻較低的基于塑料熱熔融技術(shù)的低端設(shè)備，缺乏投資價(jià)值。在較高端的基于激光熔覆技術(shù)的髙端設(shè)備方面，某些具有核心技術(shù)和應(yīng)用5?技術(shù)階段目前，3D打印是作為CNC技術(shù)的一個(gè)補(bǔ)充。目前3D打印仍待解決的問題包括：1）材料，開發(fā)專用材料的成本大。2）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)待建立。3）涉及到法律法規(guī)及倫理領(lǐng)域的問題。