3D打印材料是3D打印產(chǎn)業(yè)中不可或缺的一部分,3D打印材料技術(shù)水平直接影響到3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。多方因素助力3D打印材料行業(yè)發(fā)展,我國3D打印材料市場規(guī)模不斷壯大,在3D打印行業(yè)中的比重也水漲船高。
由于3D打印在裝備制造業(yè)中應用較廣,金屬類3D打印材料的需求也變得越來越大,未來我國3D打印材料行業(yè)將逐一解決行業(yè)發(fā)展痛點,不斷向更高質(zhì)量,更嚴標準,更多產(chǎn)品的方向發(fā)展。
1、3D打印材料產(chǎn)業(yè)全景圖
3D打印材料是3D打印產(chǎn)業(yè)中不可或缺的一部分,3D打印材料技術(shù)水平直接影響到3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來,國家層面對我國3D打印材料行業(yè)重視程度不斷加深,基本形成了較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。
3D打印材料上游為基礎材料供應以及初加工,例如有色金屬行業(yè)、橡膠加工行業(yè)、塑料加工行業(yè)、陶瓷加工行業(yè)等,為3D打印材料提供符合標準的原材料。
中游產(chǎn)業(yè)為3D打印材料產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的一環(huán),通過各種技術(shù)手段對原材料進行加工,使其成為符合3D打印標準的3D打印材料,目前主流的3D打印材料有金屬粉末材料、光敏樹脂材料、光固化樹脂材料、生物材料、工程塑料材料以及非金屬類材料等等。
下游產(chǎn)業(yè)為3D打印制造,隨著技術(shù)的進步,3D打印制造應用場景越來越廣泛,應用在工程機械、航空航天、生物醫(yī)藥、汽車制造等領域。
3D 打印技術(shù)最早應用于各類原型的快速制造,故在早期也被稱為快速原型技術(shù)(Rapid Prototyping,RP)。早期的3D打印技術(shù)由于材料種類的限制,大多使用有機高分子材料,其機械、化學性能大多難以滿足實際應用的需求。
隨著材料技術(shù)與裝備技術(shù)的發(fā)展,將該技術(shù)應用于終端零件制造的愿望越來越迫切,因此不僅對3D打印裝備提出了更高的要求,對3D打印材料各項性能的要求也日益提高。
3D打印材料是3D 打印技術(shù)重要的物質(zhì)基礎,它的性能在很大程度上決定了成形零件的綜合性能。發(fā)展至今,其材料種類已經(jīng)十分豐富,主要種類包括聚合物材料、金屬材料、陶瓷材料等。
2、中國3D打印材料相關(guān)政策匯總:政策助推市場規(guī)模不斷擴大
隨著全球3D打印行業(yè)的日益發(fā)展,3D打印行業(yè)越來越受到國家的關(guān)注,而3D打印材料作為3D打印的先行行業(yè),在推動我國3D打印整體發(fā)展上扮演著重要的角色。
從積極方面看,國家層面出臺了《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2017-2020年)》、《重大技術(shù)裝備和產(chǎn)品進口關(guān)鍵零部件、原材料商品目錄》、《國家支持發(fā)展的重大技術(shù)裝備和產(chǎn)品目錄》、《增強制造業(yè)核心競爭力三年行動計劃(2018-2020年)》等對3D打印材料行業(yè)起推動作用的政策,這些政策從制定行業(yè)發(fā)展目標、給予財政補貼、列入重點領域等方面對3D打印材料行業(yè)的發(fā)展給予支持。
從消極方面看,一些標準類政策,例如《定制式增材制造醫(yī)療器械注射技術(shù)審查指導原則》對3D打印材料提出了一些標準化的要求,在一定程度上設立了準入門檻,會抑制行業(yè)的發(fā)展?傮w上看,國家政策對3D打印材料行業(yè)持支持態(tài)度,一些行業(yè)標準的建立在短期上會產(chǎn)生抑制作用,但在長期對提升3D打印材料質(zhì)量,推動3D打印材料行業(yè)技術(shù)發(fā)展也會起到促進作用。
2020年11月19日,國家市場監(jiān)督管理總局(國家標準化管理委員會)批準《標準化工作導則第2部分:以ISO/IEC標準化文件為基礎的標準化文件起草規(guī)則》等586項推薦性國家標準和2項國家標準修改單,其中包含8項關(guān)于3D打印的標準,分別如下,這些新標準將于2021年6月1日起開始實施。
作為決定3D打印技術(shù)發(fā)展進程的一項重要因素,3D打印材料的地位逐漸提高。隨著3D打印技術(shù)的一步步普及,對于材料的需求也在飛速上漲。據(jù)悉,目前3D打印材料在3D打印行業(yè)中的市場規(guī)模占比約為24.1%,結(jié)合3D打印行業(yè)的整體市場規(guī)模,可以測算出全球3D打印材料市場規(guī)模。2017-2019年,全球3D打印材料市場規(guī)模逐年上升,2019年全球3D打印材料市場銷售規(guī)模為28.8億美元。
近年來,我國3D打印市場應用程度不斷深化,在航空航天汽車、船舶、核工業(yè)、模具等領域均得到了越來越廣泛的應用。3D打印技術(shù)已經(jīng)成為航空航天等領域直接制造機修復再制造的重要技術(shù)手段。在汽車、船舶、核工業(yè)、模具等領域成為產(chǎn)品設計、快速原型制造的重要實現(xiàn)方式。
2017-2020年,我國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年增加,增加速度要略快于全球整體增速,以致于我國3D產(chǎn)業(yè)占全球的比重在不斷增加。根據(jù)2020年3月賽迪顧問發(fā)布的《2019年全球及中國3D打印行業(yè)數(shù)據(jù)》,2019年,中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模為157.5億元,較上年增加31.1%。
3、中國3D打印材料行業(yè)市場結(jié)構(gòu):非金屬材料占主導
2019年,中國3D打印材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中,非金屬材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模25.38億元,占比最高,達到62%;金屬材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模15.56億元,占比38%。
根據(jù)IDC的對3D打印材料調(diào)查數(shù)據(jù),2018年金屬耗材占比為39.4%,低于塑料的40.4%,主要由于金屬打印的產(chǎn)業(yè)化正處于快速擴張階段,設備端的增長領先于材料消耗的增長。非金屬3D打印通常使用塑料、樹脂材料等,金屬3D打印通常使用各類合金粉末和線材。
相比傳統(tǒng)制造模式,非金屬3D打印的優(yōu)勢主要在于無;涂啥ㄖ疲芟抻诓牧闲阅,其主要用于樣品和模具的生產(chǎn),量和價都很難起來;而金屬3D打印除了具備無模化可定制優(yōu)勢外,在打印效率和打印質(zhì)量上相比傳統(tǒng)金屬加工工藝均有較為明顯的提升,甚至能夠完成傳統(tǒng)工藝無法制造的高復雜度高精密度零部件的打印,具有更大的發(fā)展?jié)摿Α?/P>
4、中國3D打印材料行業(yè)市場競爭格局分析:國外產(chǎn)業(yè)化進程遠超國內(nèi)
我國3D打印材料市場主要由國內(nèi)大型公司和國外3D打印材料公司占據(jù),從材料產(chǎn)品種類來分,可以分成金屬粉末材料、光固化樹脂、線材和非金屬材料。下面為我國3D打印材料市場中主要的國內(nèi)外公司:
2019年-2020年全球3D核心材料相關(guān)事件仍以工程塑料為主、金屬材料為輔。從全球3D打印材料的事件來看,國外的3D材料研發(fā)機構(gòu)廣泛,覆蓋軍方、大學和企業(yè),而中國的3D打印材料研發(fā)仍集中在科研院所端,產(chǎn)學平臺暫未建立。
5、中國3D打印材料行業(yè)發(fā)展趨勢分析:3D金屬材料欲乘風起
眾所周知,塑料材料一直朝著高強度方向發(fā)展,通過增強塑料強度用來直接替換金屬用于各類復雜構(gòu)件,既便宜又質(zhì)輕,從而使塑料材料在3d打印制造中被廣泛應用。此外,塑料材料還可以避開缺陷向復合化、功能化方向發(fā)展,特別是實現(xiàn)多元材料復合,進而賦予塑料特定功能。
例如,通過3d打印技術(shù)制造工藝復雜的智能材料、光電高分子材料、光熱高分子材料、光伏高分子材料及儲能高分子材料等新材料;利用生物塑料的生物相容性向醫(yī)學人體組織發(fā)展,3d打印在細胞、軟組織、器官及骨骼等方面仍具有巨大應用空間,尤其在組織工程應用中具有獨特優(yōu)勢。
可以預見,在今后10 年內(nèi),塑料材料將仍將是不可或缺的3D打印材料,同時麥肯錫公司(McKinsey & Company)發(fā)布的一份報告指出,金屬3d打印的市場價值將在未來15年內(nèi)飆至100億美元。航空航天產(chǎn)業(yè)為例,金屬3D打印能滿足其對于結(jié)構(gòu)設計、材料和制造工藝的需求,在保證性能的前提下能大幅減輕零部件質(zhì)量,同時還能有效縮短零部件的制造流程。
金屬 3D 打印工藝中金屬粉末質(zhì)量是影響最終打印部件結(jié)構(gòu)及性能的關(guān)鍵因素之一,目前國內(nèi)制粉水平接近國外但仍有差距。金屬粉末質(zhì)量越好,粒徑越小,其打印出的產(chǎn)品致密性、機械性能越好。
2013年國外公司3D Systems制出的粉末粒徑為6-9μm,國內(nèi)鋼研高納2019 年生產(chǎn)粉末粒徑為 10μm。鉑力特公司建成的粉末生產(chǎn)線,可用于其自制的 3D 打印設備,提高打印產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)鉑力特招股書,其研制粉末粒徑最低為 20μm 左右,與國內(nèi)外先進公司有一定差距。
金屬增材制造技術(shù)發(fā)展中有三個重要的因素,設備、材料和工藝,國內(nèi)目前在這三方面還有提高的空間。為了擴大3D打印技術(shù)的應用規(guī)模,金屬增材制造技術(shù)正在朝著低成本、大尺寸、多材料、高精度、高效率方向發(fā)展。
3D打印的快速增長主要依賴于建筑、工業(yè)機械、汽車,航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的增長。3D打印技術(shù)的發(fā)展,材料是一項重要因素。目前塑性粉末和光敏聚合物材料在3D打印作業(yè)中的應用最為廣泛。由于3D打印科技工具用方向逐步轉(zhuǎn)向最終產(chǎn)品生產(chǎn)應用,金屬打印材料會占有越來越多的市場份額,金屬材料份額比重2025年將超過60%。
本公司出品的研究報告首先介紹了中國3D打印材料行業(yè)市場發(fā)展環(huán)境、3D打印材料行業(yè)整體運行態(tài)勢等,接著分析了中國3D打印材料行業(yè)市場運行的現(xiàn)狀,然后介紹了3D打印材料行業(yè)市場競爭格局。隨后,報告對3D打印材料行業(yè)做了重點企業(yè)經(jīng)營狀況分析,最后分析了中國3D打印材料行業(yè)發(fā)展趨勢與投資預測。您若想對3D打印材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)有個系統(tǒng)的了解或者想投資中國3D打印材料行業(yè),本報告是您不可或缺的重要工具。
本研究報告數(shù)據(jù)主要采用國家統(tǒng)計數(shù)據(jù),海關(guān)總署,問卷調(diào)查數(shù)據(jù),商務部采集數(shù)據(jù)等3D打印材料。其中宏觀經(jīng)濟數(shù)據(jù)主要來自國家統(tǒng)計局,部分行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來自國家統(tǒng)計局及市場調(diào)研數(shù)據(jù),企業(yè)數(shù)據(jù)主要來自于國統(tǒng)計局規(guī)模企業(yè)統(tǒng)計3D打印材料及證券交易所等,價格數(shù)據(jù)主要來自于各類市場監(jiān)測3D打印材料。