2021年3D打印行業發展研究報告
時間：2021-10-02 20:24 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
第一章 行業發展概況
3D打印即增材制造，是一種集合了機械、電子、軟件、材料等多個學科的制造技術，通過三維CAD設計數據，將離散材料（液體、粉末、絲等）逐層累加以實現實體制造，類似于數學上的積分過程。之所以稱其為“打印”，是因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似，都由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質構成。
目前市面上主流的3D打印工藝主要分為七大類，其中國內以FDM、SLA、SLS、SLM、3DP等技術工藝應用最為廣泛。3D打印的工藝流程一般分為三步，即三維建模、產品成型和最終成品。其中，產品成型過程就是3D打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體的過程。
近年來，3D 打印技術受到國際社會的廣泛關注，3D 打印技術已成為美國增長最快的工業之一。造就如此現狀的原因正是西方發達國家在 3D 打印技術上投入大量的人力、物力和財力，研發出更加豐富的打印原料，促使這一技術日趨成熟，精度不斷提高，而且成本越來越低。隨著這一技術在國外的大熱，我國也開始重視 3D 打印技術的研發，并在不斷研發中取得了可喜的成就。
目前，中國3D打印市場進入快速發展期，3D打印技術正在產業化應用。據《Wohlers Report 2021》報告，2020年全球3D打印市場規模達到127.58億美元，過去四年的平均增長率為20.8%，因受疫情影響，發展雖然放緩，但仍然保持了正向增長。未來10年，3D打印行業的市場規模依然存在10倍的上升空間。隨著3D打印技術規模產業化，正在從“星星之火”發展為“燎原之勢”，從作為傳統制造工藝的補充到替代一部分甚至完全替代。傳統的工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合都將面臨深度調整。
第二章 商業模式和收入模式
2.1 產業鏈價值鏈商業模式
2.1.1 產業鏈價值鏈
3D打印上游產業鏈主要是基礎配件，大致可以分為打印耗材和輔助設備和系統，中游產業鏈主要是3D設備，包括3D打印機和3D掃描儀，下游產業鏈主要是3D打印服務，包括3D打印件。
我國3D打印行業具有的特征性如下：
- 增材制造技術發揮的主要空間是個性化定制產品的小批量生產，或者是生產對于傳統制造技術來說非常復雜的產品。
- 制造企業是否采用 3D 打印技術，還需要綜合考慮產品在整個生命周期的價值傳遞作用，這種作用在航天航空工業中體現的比較明顯。
- 我國工業級增材制造裝備核心器件嚴重依賴進口的問題依然較為突出。
- 由于3D 打印定制化產品和 3D 打印自研設備生產周期的特殊性，產品交付集中在每年的下半年。
中國增材制造技術在經歷了初期產業鏈分離、原材料不成熟、技術標準不統一與不完善、以及成本昂貴等問題后，在增材制造技術方面與國際持平，增材制造裝備甚至某些方面性能優于國外水平，但依然面臨增材制造專用粉末材料不成體系，增材制造標準缺乏，增材制造裝備及產品應用推廣難度大等問題。總體來說，我國增材制造產業化存在規模小、應用程度不高的問題。
2.1.2 商業模式
西安鉑力特是一家專注于工業級金屬增材制造（3D 打印）的高新技術企業，為客戶提供金屬增材制造與再制造技術全套解決方案，業務涵蓋金屬3D打印設備的研發及生產、金屬 3D 打印定制化產品服務、金屬 3D 打印原材料的研發及生產、金屬 3D 打印結構優化設計開發及工藝技術服務（含金屬 3D 打印定制化工程軟件的開發等），構建了較為完整的金屬 3D 打印產業生態鏈，整體實力在國內外金屬增材制造領域處于領先地位，其主營業務成本分析對于整體行業成本分析具有借鑒意義。
考慮到公司2020年度11月授予限制性股票的股份支付費用導致管理費用大幅上升，較上年同期增長8,703.74萬元，增幅554.77%，鉑力特的研發費用占主營業務成本的比例相對較多。
2.2 技術發展
日本、美國、德國、法國、英國和韓國占3D打印、納米技術和機器人工程學領域中全部專利申請總數的四分之三或更多，其中日本在機器人創新領域處于領先地位，美國則占據了大部分的納米技術專利申請以及很大一部分的3D打印專利申請。
國外增材制造裝備與技術對中國進行技術封鎖，部分核心器件對國外品牌存在一定的依賴性。增材制造金屬粉末材料，目前常用材料基本實現國產化，但缺乏增材制造工藝適應性驗證，以及零部件應用考核，因此需要大量試驗累積數據，來促進應用推廣。但是新型、高品質粉末材料如耐更高溫度高溫合金粉末、輕質高強鋁合金、鎂合金等還依賴進口，甚至某些先進材料國外對我國進行技術封鎖、禁運等。因此，自主創新、獨立研發依舊是增材制造技術發展的核心。
總體上國內已實現裝備整機層面國產化，與國外同類型裝備對比，成形尺寸、精度等優于國外裝備，但是整體穩定性還有不足，專業軟件、激光器、振鏡等核心器件等實現國產，但性能與國外一流供應商還存在差距，需要進行長時間考核、迭代提升，因此仍未完全實現國產化替代。
2.3 政策和監管
3D打印即增材制造，是一種集合了機械、電子、軟件、材料等多個學科的制造技術，通過三維CAD設計數據，將離散材料（液體、粉末、絲等）逐層累加以實現實體制造，類似于數學上的積分過程。之所以稱其為“打印”，是因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似，都由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質構成。
目前市面上主流的3D打印工藝主要分為七大類，其中國內以FDM、SLA、SLS、SLM、3DP等技術工藝應用最為廣泛。3D打印的工藝流程一般分為三步，即三維建模、產品成型和最終成品。其中，產品成型過程就是3D打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體的過程。
圖 3D打印產業鏈全景圖
資料來源：千際投行 資產信息網 iFind產業鏈中心
3D 打印被視為引領新一輪科技革命和產業變革的核心技術之一，發展前景廣闊。隨著經濟發展和生活水平提高，消費者更加追求個性化的需求，3D
打印將與機器人、人工智能等技術一起，提高制造業生產線的柔性化程度，以更低成本生產定制產品，推動制造業生產方式由大規模生產向個性化定制轉變。近年來，3D 打印技術受到國際社會的廣泛關注，3D 打印技術已成為美國增長最快的工業之一。造就如此現狀的原因正是西方發達國家在 3D 打印技術上投入大量的人力、物力和財力，研發出更加豐富的打印原料，促使這一技術日趨成熟，精度不斷提高，而且成本越來越低。隨著這一技術在國外的大熱，我國也開始重視 3D 打印技術的研發，并在不斷研發中取得了可喜的成就。
圖 3D打印產業鏈流程圖
資料來源：資產信息網 千際投行 iFind產業鏈中心
目前，中國3D打印市場進入快速發展期，3D打印技術正在產業化應用。據《Wohlers Report 2021》報告，2020年全球3D打印市場規模達到127.58億美元，過去四年的平均增長率為20.8%，因受疫情影響，發展雖然放緩，但仍然保持了正向增長。未來10年，3D打印行業的市場規模依然存在10倍的上升空間。隨著3D打印技術規模產業化，正在從“星星之火”發展為“燎原之勢”，從作為傳統制造工藝的補充到替代一部分甚至完全替代。傳統的工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合都將面臨深度調整。
圖 3D打印全球市場規模
資料來源：資產信息網 千際投行 iFind 南極熊3D打印
第二章 商業模式和收入模式
2.1 產業鏈價值鏈商業模式
2.1.1 產業鏈價值鏈
圖 3D打印細分產業鏈
資料來源：資產信息網 千際投行 中商情報網
3D打印上游產業鏈主要是基礎配件，大致可以分為打印耗材和輔助設備和系統，中游產業鏈主要是3D設備，包括3D打印機和3D掃描儀，下游產業鏈主要是3D打印服務，包括3D打印件。
我國3D打印行業具有的特征性如下：
- 增材制造技術發揮的主要空間是個性化定制產品的小批量生產，或者是生產對于傳統制造技術來說非常復雜的產品。
- 制造企業是否采用 3D 打印技術，還需要綜合考慮產品在整個生命周期的價值傳遞作用，這種作用在航天航空工業中體現的比較明顯。
- 我國工業級增材制造裝備核心器件嚴重依賴進口的問題依然較為突出。
- 由于3D 打印定制化產品和 3D 打印自研設備生產周期的特殊性，產品交付集中在每年的下半年。
中國增材制造技術在經歷了初期產業鏈分離、原材料不成熟、技術標準不統一與不完善、以及成本昂貴等問題后，在增材制造技術方面與國際持平，增材制造裝備甚至某些方面性能優于國外水平，但依然面臨增材制造專用粉末材料不成體系，增材制造標準缺乏，增材制造裝備及產品應用推廣難度大等問題。總體來說，我國增材制造產業化存在規模小、應用程度不高的問題。
2.1.2 商業模式
圖 3D打印發展史
資料來源：資產信息網 千際投行 iFind產業鏈中心
西安鉑力特是一家專注于工業級金屬增材制造（3D 打印）的高新技術企業，為客戶提供金屬增材制造與再制造技術全套解決方案，業務涵蓋金屬3D打印設備的研發及生產、金屬 3D 打印定制化產品服務、金屬 3D 打印原材料的研發及生產、金屬 3D 打印結構優化設計開發及工藝技術服務（含金屬 3D 打印定制化工程軟件的開發等），構建了較為完整的金屬 3D 打印產業生態鏈，整體實力在國內外金屬增材制造領域處于領先地位，其主營業務成本分析對于整體行業成本分析具有借鑒意義。
圖 鉑力特主營業務成本分析
資料來源：資產信息網 千際投行 鉑力特2021年半年度報告
考慮到公司2020年度11月授予限制性股票的股份支付費用導致管理費用大幅上升，較上年同期增長8,703.74萬元，增幅554.77%，鉑力特的研發費用占主營業務成本的比例相對較多。
表 鉑力特(688333.SH)收入成本分析（單位：萬元）
資料來源：資產信息網 千際投行 東方財富網
表 大族激光(002008.SZ)收入成本分析（單位：億元）
資料來源：資產信息網 千際投行 東方財富網
表 光韻達(300227.SZ)收入成本分析（單位：億元）
資料來源：資產信息網 千際投行 東方財富網
2.2 技術發展
圖 全球3D打印行業技術來源國分布情況（截止2021年8月，單位：項，%）
資料來源：資產信息網 千際投行 智慧芽 前瞻產業研究院
圖 截止2021年8月申請3D打印專利數量TOP10（單位：項）
資料來源：資產信息網 千際投行 智慧芽 前瞻產業研究院
日本、美國、德國、法國、英國和韓國占3D打印、納米技術和機器人工程學領域中全部專利申請總數的四分之三或更多，其中日本在機器人創新領域處于領先地位，美國則占據了大部分的納米技術專利申請以及很大一部分的3D打印專利申請。
國外增材制造裝備與技術對中國進行技術封鎖，部分核心器件對國外品牌存在一定的依賴性。增材制造金屬粉末材料，目前常用材料基本實現國產化，但缺乏增材制造工藝適應性驗證，以及零部件應用考核，因此需要大量試驗累積數據，來促進應用推廣。但是新型、高品質粉末材料如耐更高溫度高溫合金粉末、輕質高強鋁合金、鎂合金等還依賴進口，甚至某些先進材料國外對我國進行技術封鎖、禁運等。因此，自主創新、獨立研發依舊是增材制造技術發展的核心。
總體上國內已實現裝備整機層面國產化，與國外同類型裝備對比，成形尺寸、精度等優于國外裝備，但是整體穩定性還有不足，專業軟件、激光器、振鏡等核心器件等實現國產，但性能與國外一流供應商還存在差距，需要進行長時間考核、迭代提升，因此仍未完全實現國產化替代。
2.3 政策和監管
圖 3D打印行業政策
資料來源：資產信息網 千際投行 前瞻產業研究院
(責任編輯：admin)
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