2020年增材制造行业市场现状及竞争力分析
增材制造,俗称3D打印,由于其能快速制造出各种形态的结构组织,对传统的产品设计、工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响,成为了制造业最具代表性和最受关注的颠覆性技术之一。上游涵盖三维扫描设备、三维软件、增材制造原材料类及3D打印设备零部件制造等企业,中游以3D打印设备生产厂商为主,大多亦提供打印服务业务及原材料供应,在整个产业链中占据主导地位,下游行业应用已覆盖航天航空、汽车工业、船舶制造、能源动力、轨道交通、电子工业、模具制造、医疗健康、文化创意、建筑等各领域。增材制造经过三十多年的发展,已经形成了一条完整的产业链。
增材制造技术起源于美国。1940 年,Perera 提出了切割硬纸板并逐层粘结成三维地形图的方法,直到 20 世纪 80 年代末,3D 打印制造技术实现了根本性发展。1988年美国科学家 Hull 获得光固化技术的发明专利,并成立了全球首家增材制造公司3D Systems。21 世纪开始,随着工艺、材料和装备的日益成熟,增材制造技术的应用范围由模型和原型制造进入产品快速制造阶段,在航空航天等高端制造领域得到规模应用。 增材制造技术的下游应用以航空航天、军工、船舶工业、核工业、汽车工业、轨道交通及医疗为主。目前该技术在下游行业的应用方式主要分为直接制造、设计验证和原型制造。直接制造是根据三维模型,直接用增材制造技术生产最终产品,具有产品定制性强与产品精度/硬度高的特点,是未来增材制造技术的主要发展趋势。与传统制造相比,采用增材制造技术进行设计验证及原型制造可节约时间与经济成本。此外,增材制造在维修领域也具有市场,使用增材制造技术不仅能简化维修程序,还可实现传统工艺无法实现的高还原度与制造材料原型匹配的功能。目前,国内从事增材制造材料生产的代表企业有银禧科技(塑料)、瑞熙钛业(钛及钛合金)、铂力特(金属)、飞而康(金属)、华曙高科(尼龙和金属)、联泰科技(树脂)、极光尔沃(PLA)、闪铸科技(ABS和PLA)、金石三维(光敏树脂和ABS)、盈普(高分子粉体)、中瑞科技(树脂、金属、尼龙、陶瓷、覆膜砂等)、迅实科技(光敏树脂和光固化蜡)、长朗科技(热塑性塑料)、敬业增材(金属粉末)、赛隆金属(金属粉末及粉末冶金制品)、光华伟业(PLA)、万华化学(光敏树脂和TPU)、捷诺飞(生物材料)等。 全球增材制造产业已基本形成了美、欧等发达国家和地区主导,亚洲国家和地区后起追赶的发展态势。美国率先将增材制造产业上升到国家战略发展高度,引领技术创新和产业化。欧盟及成员国注重发展金属增材制造技术,产业发展和技术应用走在世界前列。俄罗斯凭借在激光领域的技术优势,积极发展激光增材制造技术研究和应用。日本全力振兴增材制造产业,借助增材制造技术重塑制造业国际竞争力。据中金企信国际咨询公布的《2020-2026年中国增材制造市场运营格局及投资潜力研究预测报告》 统计数据显示:2018年中国增材制造产业增速维持在25%以上,同时提供增材制造服务的企业数量已经超过500家。与发达国家相比,我国的增材制造生态链建设在材料、软件、成型技术、服务等指标上还有很大差距。全球增材制造产值从 2012 年的 22.8 亿美元增长到 2017 年的 73.36 亿美元,年复合增长率高达 26.20%。2019 年全球增材制造产值将达到 158 亿美元,2017-2019 年的年复合增长率为 46.72%;2022 年产值将达到 239 亿美元,2019-2022 年的年复合增长率为 14.79%;2024 年产值将达到 356 亿美元,2022-2024 年的年复合增长率为 22.05%。 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。目前国内尚未建立起涵盖设计、材料、工艺设备、产品性能、认证检测等在内的完整的增材制造标准体系,行业标准的缺失,一定程度上制约了增材制造技术成果的累积、固化和推广应用,未能架起技术和产业衔接的桥梁,减缓了产业发展进程。好在政府已经意识到,2019年3月1日,由国家增材制造产品质量监督检验中心(江苏)牵头制定的《增材制造主要特性和测试方法零件和粉末原材料》已正式发布并实施,这标志着中国增材制造行业的标准化,正在与国际接轨,将有助于增材制造市场的进一步做大。
我国增材制造技术的规模化应用,还有很长的路要走。围绕增材制造技术的生态链,接下来几年会有更多的企业通过不断攻克新技术、建立新的合作伙伴关系,引导增材制造技术进一步向生产制造方向演化。同时,随着物联网、机器学习和人工智能等技术的发展,未来增材制造有望真正以附加值创造的方式与传统制造业深度结合,重塑企业的竞争力。