一、3D打印行业概况

1.定义

3D打印也叫增材制造，是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术。它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。相比于传统的减材制造方式（通过刀具去除材料的加工方式），增材制造（3D打印）具备很多优势：1、缩短生产制造的时间，提高效率；2、提高原材料的利用效率；3、完成复杂结构的实现以提升产品性能。目前增材制造已形成基础技术较成熟、新技术不断创新的技术体系，材料部分的创新也层出不穷。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

2.发展历程

未来，3D打印技术的应用已经从简单的概念模型向功能部件直接制造方向发展。例如在生物医疗领域，3D打印从“非活体”打印逐步进阶到“活体”打印。

二、产业链

3D打印产业链的上游为原材料及基础配件，原材料分为金属专用材料及非金属专用材料两大类，是基础配件及3D打印耗材的原材料。基础配件包括核心零部件(主板、振镜系统、芯片、电子束枪、激光器、DLP光引擎等)和辅助运行系统(三维扫描仪、三维建模软件、打印控制软件及切片软件等);中游为3D打印耗材(金属粉末、光敏树脂、工程塑料、陶瓷材料、生物材料等)及3D打印设备的研发制造;下游为3D打印服务及应用，3D打印主要应用场景于航空航天、模具铸造、生物医疗、汽车、军工等领域。

三、上游分析

通常用于3D打印的金属原材料为金属粉末，金属材料的纯净度、颗粒度、均匀度、球化度、含氧量等指标都对最终的打印产品性能影响极大。目前得到应用的金属粉末主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金等，此外还有用于打印首饰用的金、银等贵金属粉末材料。

数据显示，在我国整个3D打印市场中，钛合金、铝合金、不锈钢分别占20.2%、10.0%、9.1%，合计占比39.3%，其余60.6%均为非金属材料，包括尼龙、PLA、ABS塑料、树脂等。

四、行业发展现状

从全球市场规模来看，2021年全球增材市场规模达到了152.44亿美元，较2020年增长了19.49%。2015-2021年增材市场规模年复合增长率达到了19.77%。根据最新增材制造行业数据，3D打印市场在2022Q1第一季度增长到了30亿美元，比去年同期增长了27%。预计2025年增材制造收入规模将达到298亿美元，2021-2025年CAGR为18.24%；2030年增材制造收入规模将达到853亿美元，2025-2030年CAGR为23.41%。

近年来，中国制造企业积极引进3D打印技术，代替或改进企业原有的生产方式，提高企业生产的智能化水平，满足政府对于中国制造产品的转型升级需求。2019年3D打印产业规模157.5亿元，2021年增至261.5亿元。2022年产业规模将达到330.0亿元，2024年突破500亿元。

中国增材制造行业相对欧美国家起步较晚，在经历了初期产业链分离、原材料不成熟、技术标准不统一与不完善及成本昂贵等问题后，当前中国增材制造已日趋成熟，市场呈现快速增长趋势，随着我国3D打印市场的高速发展，吸引了一大批投资者的青睐，2021年我国3D打印市场共发生46起投融资事件，投融资金额完成60.4亿元，2022年1-11月我国3D打印市场共发生35起投融资事件，投融资金额完成72.98亿元。

目前，中国市场的主流设备品牌包括联泰、EOS、华曙、铂力特、3DSystems、GE、Stratasys、惠普等。数据显示，联泰在3D打印行业中市场占比最大达16.4%，其次为Stratasys和EOS，分别占比14.8%和13.1%。

随着上游原材料的品种的不断丰富，极大的推动了3D打印行业应用领域的扩大，也促进该行业有消费级市场向高端制造市场拓展。3D打印目前已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域，并逐渐被尝试应用于更多的领域中。航空航天占比最多，达16.72%。医疗、汽车领域、消费及电子产品、学术科研占比分别为15.45%、14.52%、11.85%、11.19%。在航空航天方面，3D打印技术能快速制造一些复杂的零部件，并且还能快速修理现有的零部件；在汽车方面，可以应用于汽车外形设计的研发，可以短时间内打印出模型，同时可以快速制作造型复杂的零部件和实现小批量定制部件。

近年来，增材制造的应用已在航空航天、汽车、医疗、模具等多个行业领域内取得了重大进展，并逐步扩展到个性化穿戴等与个体联系紧密的领域。相对传统制造业庞大的应用场景，增材制造的应用场景仍有很大潜力待挖掘，未来随着增材制造在更多领域进行推广并在各行业领域内进一步深度普及，增材制造将获得更广阔的增量市场。

近年来，国家逐渐重视对环境的保护，行业发展顺应政策趋势逐步做出改变。此前，传统的制造工艺在设计时很少考虑到环境问题，大约有三分之一的碳排放都与产品的生产和物流有关。而3D打印能很好的减少制造行业所生产的废弃物、二氧化碳等排放，加之当前轻量化的推出，有利于3D行业在汽车、飞机等方面的应用。工程师和设计师将在产品的整个生命周期中重新思考设计，以实现零件的结构一体化，通过生产复杂几何形状的轻量化零件来减少材料消耗和浪费，从而进一步减轻车辆和飞机的重量，提高燃油效率，从而减少温室气体排放和能源消耗，而且，随着越来越多的制造商将数字文件传输到本地生产，而不是通过在遥远的地方运输货物来交付，运输将大大减少，从而进一步降低成本、能耗、废物和排放。