1 、3D 打印技巧優(yōu)勢凸顯，工業(yè)加入高速成長期

1.1 3D 打印具有成型流程簡潔、高難設計友好兩大優(yōu)勢

3D 打印也叫增材生產，是以數(shù)字模型為根基，將資料逐層聚積生產出實體東西的新興生產技巧。現(xiàn)在已生成根基技巧較成熟、新技巧不停革新的技巧系統(tǒng)，資料一些的革新也層出不窮，漸漸變成 航空航天、車輛、消費電子、醫(yī)療等行業(yè)的熱點技巧。3D 打印的工作原理是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件將其離散分解成若干層平面切片，由數(shù)控成型體系借用激光束、熱熔噴嘴等方法將資料進行逐層聚積黏結，疊加成型，生產出實體產品。獨到的生產工藝，促使生產一個外形復 雜東西并非比一個簡潔東西耗費更多的時間、本錢或技藝。

3D 打印具有成型工藝簡潔、高難設計友好兩大優(yōu)勢，能夠有效提升公司的制造效率和產品的綜合 功能。3D 打印推翻傳統(tǒng)生產過程，具有成型工藝簡潔、高難設計友好兩大優(yōu)勢，能夠有效提升企 業(yè)的制造效率和產品的綜合功能。1）制造效率：3D 打印一次成型，無需模具和機器加工，大幅簡化了制造生產的流程，減低了拆卸本錢，提高了資料借用效益。同時獨到的增材生產工藝對高難設計十分友好，高難構造、個性化訂制、或者屬性點竄根本不會帶來新增的時間、技藝和模具本錢， 使零時間交付變成也許，有效提高了市場呼應和推新速率；2）產品功能：一體成型有效減小了產 品的體積和重量，且高精度和智能化的打印流程確保了高難構造產品的一致性。

3D 打印應用于高附帶值高難構造產品的小批量、多批次制造形式。3D 打印憑仗其快捷的生產流程和優(yōu)質的產品綜合功能，在應用情景和應用產品方面擁有不能代替的優(yōu)勢。應用情景：擁有小批量、多批次制造特征的研究試制、個性化訂制等高附帶值運用情景，如：航空航天、高校及科研院所、珠寶金飾、牙科及醫(yī)療保健等行業(yè)。應用產品：原料本錢低廉、一致性需要高、容錯率低以及有輕量化需要的高難構造產品的生產，如：精密零部件、試驗樣品、遠古模具、人造骨骼器官等。 但同時，因為 3D 打印很高的基體資料質量需要、專用的打印設施追隨、并且高精度帶來的很高加 工時長，在低本錢大范圍制造行業(yè) 3D 打印現(xiàn)在還不能對傳統(tǒng)鍛鑄、鍛造、沖壓等制造工藝生成有 效代替。

1.2 工業(yè)鏈過程較短，設施出售奉獻過半產值

3D 打印工業(yè)鏈高低游配套慎密，全工業(yè)鏈公司比較廣泛。1）上游：首要含蓋設施中心設備和輔助運作產品兩種，設施中心設備指激光器、振鏡體系、光引擎等，輔助運作產品指設計、仿生、流 程操控軟件，并且掃描儀等。2）中游：首要含蓋打印資料及打印設施供給商，通常區(qū)分為金屬與 非金屬兩大類，該層次公司向下旅客戶供應 3D 打印設施、資料及配套服務，因為設施專用性強， 因而打印資料通常由設施商供應或者經設施商出售。3）下游：首要指 3D 打印產品的應用者，通常指采購打印設施、資料或者終極產品的用戶，領域范疇涵蓋航空航天、產業(yè)機器、能源動力、科 研院所、醫(yī)療研發(fā)、車輛生產及電子產業(yè)等行業(yè)。

3D 打印領域首要含蓋下述三種商業(yè)形式： 

1) 打印資料出售：指向 3D 打印設施供給商或服務商供應樹脂或金屬打印資料的公司。因為打印資料的功能特征要與打印設施的技巧屬性相搭配，因而在工業(yè)成長早期并且高功能產品行業(yè)，資料公司與設施公司是高度綁定的?？墒蔷o隨工業(yè)化水平的提高并且環(huán)節(jié)分工的細化，專用資料供給商漸漸崛起。部分實力渾厚的資料廠商借用自身的資料優(yōu)勢，通過并購、建立 子企業(yè)等方法向打印產品生產、打印服務等行業(yè)衍生。比如：鎂鋁 ALCOA 收購 RTI 獲取鈦、 鎳等 3D 打印金屬和塑料的生產本領。

2) 打印設施出售：主業(yè)務務為打印設施的研究、生產與出售，因為該層次公司具有專業(yè)設施和專業(yè)天才優(yōu)勢，因而通常會供應訂制化產品打印、技巧追隨等服務，一些實力渾厚的廠商還 具有獨立的金屬粉末生產本領，如 EOS。另外，海內因為設施生產工業(yè)成長較晚，公司往往通過先署理出售海外廠商設施來獲取用戶資源和技巧經歷，一些海內自產設施廠商最初就是 通過署理海外廠商設施逐漸成長起來的。比如：鉑力特 2012 年署理 EOS 設施出售，2013 年開啟主動研究，2014 年研制順利。

3) 打印服務供應：通常是設施出售廠商，對 C 端或 B 端用戶創(chuàng)建服務平臺，用戶下單后在設施廠商或服務廠商處近程打印產品，再運到用戶處。該類商業(yè)形式在訂制化需要高、無批產需要、不配置專業(yè)技巧職員的消費級打印行業(yè)運用相對較多。針對有絕對的范圍、專用化、保密性需要的生產業(yè)行業(yè)，通常采取外購設施和資料主動打印的形式，對服務平臺的需要首要 是技巧和養(yǎng)護方面的追隨。

現(xiàn)在海內 3D 打印領域產值集中在設施環(huán)節(jié)，資料、服務首要圍繞設施進行配套。整體來看，海內缺少大型高質專用打印資料廠商；打印設施出售廠商相對較多，且通常打包進行中低端打印資料的 出售；打印服務供應商也較少，且多為面向個體或小公司的消費級打印服務廠商。2016 年華夏 3D 打印工業(yè)的設施、資料和服務產值占比分別為 50.1%、26.9%和 23%，設施環(huán)節(jié)的比重超越一半，在工業(yè)鏈中擁有舉足輕重的地位?，F(xiàn)在打印資料、專用軟設備、產品代加工等配套與服務環(huán)節(jié)首要 附麗于設施供給商而存在，3D 打印設施供給商成為現(xiàn)在的工業(yè)鏈中心，除設施出售營業(yè)外，通常牽扯高低游配套環(huán)節(jié)。該情況首要是因為工業(yè)專利壁壘高、運用成熟度低和有關專業(yè)職員匱乏所導 致的。可是緊隨 3D 打印商業(yè)化運用和工業(yè)化的迅速推動，并且海內專用打印資料制備技巧的成熟， 估計打印資料和加工服務等環(huán)節(jié)的產值有望實行大幅增長。

1.3 政策鼎力追隨下，我國 3D 打印工業(yè)加入迅速成長期

世界 3D 打印領域成長正處于迅速商業(yè)化階段。從世界看， 3D 打印技巧的成長歷程劃為三個階段： 1）1892-1988 年是增材生產技巧的早期階段，“資料疊加”生產意識和初步技巧顯現(xiàn)； 2）1988-1990 年是增材生產技巧初步運用的階段，3D Systems 頒布第一臺 SLA 商用機，SLS、FDM、LENS 等 技巧陸續(xù)被頒布；3）1990 年起開啟加入商業(yè)化階段，實行了金屬資料的成形，LSF、SLM 等技 術被頒布。2009 年之后商業(yè)化明顯放慢，各國紛繁制訂了追隨 3D 打印產品成長的策略計劃與技 術線路，將 3D 打印成為生產業(yè)革新晉級重點布局之一。

3D 打印工業(yè)的成長離不開國度策略計劃和政策追隨，美國成熟度最高出資力量最大。1）美歐在 3D 打印行業(yè)研究早投入力量大，美國最早從國度策略層面臨工業(yè)成長給予追隨，努力于低本錢 3D 打印設施的社會化運用和金屬零件直接生產技巧在產業(yè)界的運用，GE 企業(yè)在其首要商用動員機型 號中已然全面應用 3D 打印的燃油噴嘴、傳感器外殼等高難構造件。2）亞太地方的 3D 打印成長 稍晚，中日韓從 13 年開啟看重并擴大對 3D 打印工業(yè)的投入力量、近年來成長迅猛，主流打印技 術已到達國際領先程度。在 3D 打印經費投入力量上，2016 年美國達 390 百萬美圓元居首位，中 國其次，但投入金額僅為美國的 11.5%，緊隨工業(yè)化的推動仍有較大升高空間。

我國 3D 打印領域固然起步晚，但近年來成長快速。我國從 20 時代 90 年代初就開啟布局對 3D 打印典型成形設施、軟件、資料等方面的研發(fā)，但工業(yè)化進程相對滯后，直到近幾年才迎頭趕上。我 國 3D 打印的工業(yè)化分兩個階段：第一個階段是技巧沖破和規(guī)范制訂，十二五時期增材生產有關的 專利數(shù)目從 2011 年的 5 個激增至 2016 年的 6564 個，打印資料、設施零件、工業(yè)規(guī)范等中心能 力發(fā)展快速。

第二個階段是工業(yè)化的落地，2016 年國務院印發(fā)《“十三五”國度科技革新計劃》，提起程展增材生產等技巧，次年科技部發(fā)布《“十三五”超前技巧行業(yè)科技革新專項計劃》，將增材生產成為 重點任務成長，3D 打印變成國度重點幫助行業(yè)。2018 年海內具有約 90 多家牽扯 3D 打印營業(yè)的 企業(yè)，近半數(shù)公司為 2016 年后加入市場?，F(xiàn)在，我國在 SLM 等主流金屬 3D 打印技巧和設施制 造上，已然到達世界超前程度。2 本錢下落鞭策工業(yè)化進程，金屬打印遠景廣大

2.1 金屬 3D 打印契合產業(yè)級運用，后勁大、發(fā)展快

金屬 3D 打印可服務于高質生產業(yè)金屬部件的生產，推翻性強、成長后勁大。非金屬 3D 打印往往 應用塑料、樹脂資料等，金屬 3D 打印往往應用各種合金粉末和線材。相比傳統(tǒng)生產形式，非金屬 3D 打印的優(yōu)勢首要在于無?；涂捎喼疲芫窒拶Y料功能，其首要用來樣品和模具的制造，量和價都很難起來；而金屬 3D 打印除了具有無?；捎喼苾?yōu)勢外，在打印效益和打印品質上相比傳統(tǒng)金屬加工工藝均有比較顯著的提高，乃至可以完結傳統(tǒng)工藝不能生產的高高難度高精密度零部件 的打印，擁有更大的成長后勁。因為更高的技巧含量、生產難度和不能代替性，金屬 3D 打印設施 單價很高，而金屬資料憑仗更優(yōu)質的耐熱、高強和經用功能，極大拓寬了 3D 打印的運用范疇，在 航空航天、醫(yī)療的義齒和植入機制造、車輛等運用行業(yè)擁有廣大遠景。

金屬 3D 打印工藝原理首要劃為粉末床選區(qū)融化和定向能量沉積兩大類型。1）粉末床選區(qū)融化技 術首要含蓋選區(qū)激光燒結技巧（SLS）、選區(qū)激光熔融技巧（SLM）、電子束選區(qū)熔融技巧（EBSM）； 2）定向能量沉積技巧含蓋激光近凈成形技巧（LENS）、電子束熔絲沉積技巧（EBDM）、直接 金屬沉積技巧（DMD）等。采取這兩種工藝原理的金屬 3D 打印技巧都能夠生產到達鍛件規(guī)范的金屬零件。總的來說，各技巧間存在代替和互補的聯(lián)系，但粉末床選區(qū)融化技巧線路因為更高的成 型品質，現(xiàn)在運用更為全面。依據(jù) Wohlers 對世界 36 家首要的金屬 3D 打印公司統(tǒng)計，2018 年 度，采取粉末床選區(qū)融化技巧為 18 家，采取定向能量沉積技巧為 8 家，總計占比到達 72%。現(xiàn)在 SLM、SLS 是高精度、高端量金屬件加工行業(yè)最主流的工藝技巧，LENS 是大型高難金屬件行業(yè) 行業(yè)最主流的工藝技巧。

金屬 3D 打印設施及耗材價值量占比靠近全領域的一半。從設施端看，金屬 3D 打印機價值量占比 為 49.5%，位居全領域首位，其次分別為塑料打印機、桌面打印機等產品。從資料端看，金屬耗 材占比為 39.4%，低過塑料的 46.5%，也低過設施端的占比，首要因為金屬打印的工業(yè)化正處于 迅速擴張階段，設施端的增長領先于資料耗費的增長。

3D 打印漸漸由消費級市場往高質生產市場浸透，以金屬 3D 打印為代表的高價值量設施變成出售 增長的主力。依據(jù)工信部信息，2017 年海內出貨的 3D 打印機 95%是個體或桌面打印機，產業(yè)級 只占 5%，但從出售收益來看，產業(yè)級 3D 打印機占總收益的 80%，產業(yè)級 3D 打印的占比在 2018 年進一步加大。3D 科學谷對華夏市場的調查信息也顯現(xiàn)，現(xiàn)在高質產業(yè)級 3D 打印設施的采購正 在變成主流，44.1%的被調研公司采取的是 10 萬美金（單臺）以上的 3D 打印設施。法國 3D 打印 企業(yè) Sculpteo 調查了世界 1000 多家運用 3D 打印的企業(yè)，從打印材質來看，2018 年塑料的應用 率高達 65%，但卻從 2017 年的 88%下落了 23%，唯獨增長的資料是金屬，其需要從 2017 年的 28%增長到了 2018 年的 36%。咱們認定以金屬 3D 打印工業(yè)化運用加快為契機，高價值量的產業(yè) 級 3D 打印機的出售范圍連續(xù)加大，3D 打印正漸漸由消費級市場往高質生產市場浸透。

2.2 主流打印技巧專利庇護陸續(xù)到期，工業(yè)化進程加快

3D 打印設施中心專利到期，本錢下落鞭策工業(yè)化進程。專利庇護總是是 3D 打印領域的“雙刃劍”， 一方面有利于常識產權的庇護，另一方面又不利于工業(yè)化的推行。SLA 技巧是 3D Systems 創(chuàng)始 人在 1986 年申報的專利，F(xiàn)ormlabs 努力于 SLA 技巧的桌面級運用，減低價錢門坎。但因為遭到 3D Systems 在 2012 年的專利侵權告狀，造成 Formlabs 每出售一臺打印機要支出 8%的版稅給 3D Systems。世界 3D 打印專利申報的高峰期在 2007 年，此中主流技巧的中心發(fā)明專利申報時間 首要在 1998 年從前。專利到期標志著少數(shù)廠商專利壟斷的完畢，減低了技巧應用本錢和公司加入 門坎，督促了 3D 打印設施和產品的進一步大眾化和工業(yè)化。以 FDM 技巧為例，2009 年到期后， FDM打印機價錢從 10000 元下落到不夠 1000 美圓，以及出現(xiàn)出 MakerBot 等大批新興設施廠商。

SLS 和 SLM 中心技巧專利陸續(xù)到期，鞭策金屬 3D 打印設施加快普及。SLS、SLA 系列技巧專利 于 2014 年陸續(xù)到期，SLM 系列技巧專利于 2016 年陸續(xù)到期，SLM 和 SLS 是如今金屬 3D 打印行業(yè)最為主流的技巧，其專利到期估計將通過專利受權費用的減小而極大減低廠商的技巧運用本錢， 并促使更多廠商可以更低的本錢運用該技巧，F(xiàn)DM、SLS 等行業(yè)有望反復 FDM 的大眾化和工業(yè)化 路徑，金屬 3D 打印有望加快普及。

金屬打印工業(yè)化掉隊于非金屬打印，但緊隨中心技巧專利到期，近年來商業(yè)化顯著提速。從運用角 度，非金屬資料的商業(yè)化更早，但緊隨金屬打印技巧逐漸成熟、以 SLM 技巧（2016 年 12 月到期） 為代表的專利陸續(xù)到期，其商業(yè)運用近年來開啟加快。依據(jù) Wohlers、Gartner 等研發(fā)機構判定， 將來三年內世界增材生產增速將供養(yǎng)在 20%-30%的增長程度，此中金屬 3D 打印受產業(yè)級 3D 打 印需要的驅動將供養(yǎng)在 40%的增長程度。

2009 年后華夏專利申報數(shù)目超越美國，國產化加快，專利布局集中在提高牢靠性和減低本錢。從專利散布看，不管中美兩國，提升打印工藝牢靠性和減低打印設施和打印工藝本錢均是最首要的技巧研究方向，這反映了領域在鼎力鞭策工業(yè)化的同時新的工藝技巧仍然在迅速變革，這也表現(xiàn)在了 3D 打印領域現(xiàn)階段技巧的多元化和互補性，尚未有單一的技巧盤踞主導地位。對照中美總量差別， 華夏的專利數(shù)目大幅超越美國，一方面闡明海內 3D 打印領域正處于高速成長階段，另一方面也有海外公司在華夏進行專利布局的原因。對照中美構造差別，華夏專利分部在打印工藝牢靠性方面數(shù)目不及美國，而在減低設施和工藝本錢并且提高設施牢靠性方面數(shù)目遠超美國。前者首要是由于 3D 打印技巧起源于美國，美國在根基性專利和工藝變革方面在世界起主導功效。后者首要是由于 華夏設施生產公司在近幾年加入高速成長入口，有關專利的布局略微掉隊于美國。

專利到期、國產代替布景下，設施零部件和打印原資料采購單價逐年下落，工業(yè)化前提愈發(fā)成熟。 以鉑力特為例，其打印設施的中心零部件光纖激光器首要從 IPG 采購，單價從 2016 年的 14.5 萬 元大幅下落至 2018 年的 11.2 萬元，這與銳科激光等國產優(yōu)秀供給商的崛起有密不能分的聯(lián)系。 企業(yè)從諾雅光電采購的場鏡也由 2016 年的 3.0 萬元減低至 2018 年的 1.8 萬元，帶動設施本錢大幅減低，提高了產品盈利本領和市場探索本領。打印資料方面，價錢下落也比較顯著，此中規(guī)格 20~53μm 的金屬粉末由 2016 年的 2506 元下落至 2018 年的 1049 元，進一步減低金屬打印的產 業(yè)化運用門坎。

2.3 耗材需要彈性大，高質金屬粉末逐漸實行國產代替

原資料是金屬 3D 打印的生產本錢中占比最大的一一些。DigitalAlloys 以鈦粉末（6Al-4V）為例， 針對 SLM、EBM、DED、Binder Jetting、Digital Alloys 等主流的金屬 3D 打印工藝的制備本錢進 行統(tǒng)計，發(fā)掘每公斤產品的打印本錢中原資料本錢是占比最高的（除 SLM 工藝外），同時緊隨成 型精度、成型品質、打印時間的增長，設施、養(yǎng)護和人工的占比逐漸提高，在打印品質最佳的 SLM工藝中，設施、養(yǎng)護和人工本錢是占比最高的，此中也有專利庇護原因，可是在打印效益越來越高、 范圍效應越來越顯著的形勢下，資料本錢占比將進一步提高。依據(jù) IDTechEx 預判，到 2028 年金 屬 3D 打印世界范圍有望到達 120 億美圓，此中超越 90%是由打印資料奉獻的。

范圍化制造中打印資料盤踞最大一些的產值，金屬打印原資料需要高，其本錢和供給本領是制衡 3D 打印成長的瓶頸之一。金屬粉末是 3D 打印產品擁有優(yōu)良功能的要害，所應用的金屬粉末通常需要污濁度高、球形度好、粒徑散布窄、氧含量低。廉價的耗材不能制備高功能產品，不能向附帶 值更高需要更急迫的產業(yè)生產行業(yè)推行；而高質耗材售價昂揚且供給本領有限，直接推高了 3D 打印技巧運用的本錢，特別是金屬打印行業(yè)資料本錢占比十分高，緊隨設施本錢的減低資料已漸漸成 為商業(yè)化和范圍化制造推行的一大制衡原因。

打印資料愈發(fā)遭到看重，打印設施商和資料生產商紛繁設立獨立的 3D 打印資料部門。近年來，隨 著 3D 打印商業(yè)化運用連續(xù)推行，打印資料的首要性愈發(fā)突出：一方面打印資料漸漸由打印設施的 配套部門改變?yōu)楠毩I業(yè)部門。另一方面 2016 年此后世界大型資料生產商建立了專門的 3D 打印 部門，如巴斯夫、杜邦等傳統(tǒng)資料公司紛繁開啟布局專用資料行業(yè)，闡明 3D 打印的工業(yè)運用價值已然獲得全面認同，緊隨商業(yè)化制造范圍的連續(xù)加大，更具增長彈性的資料端開啟發(fā)力，特別是處 于工業(yè)化運用早期且技巧難度較大的金屬專用資料行業(yè)。

海內 3D 打印金屬資料公司發(fā)展快速, 但局限成長歷程較短，產品集中于中低端行業(yè)?，F(xiàn)在海內已然開發(fā)出鈦合金、高強鋼、鎳基合金、尼龍粉末、碳纖維復合資料、玻璃微珠復合資料等近百種牌 號專用資料，資料質量功能、品種逐漸提高?，F(xiàn)在海內的根基 3D 打印資料已根本滿足國產設施的增材生產須要，但高功能金屬粉末耗材仍然依托出口，國產資料在污濁度、顆粒度、勻稱度、球化 度、含氧量等對打印成品功能牽連較大的原料指標方面相比海外仍存在較大的差異。德國的 EOS、 TLS，瑞典的 Arcam、Hoganas、Sandvik，比利時的 Solvay 等具有很強實力的金屬 3D 打印耗材 供給商多數(shù)建立于 2000 年從前，在粉末冶金或金屬打印設施行業(yè)有很強的技巧積淀。海內現(xiàn)在能供應高端量金屬粉末的企業(yè)含蓋中航邁特、飛而康、塞隆金屬、西安歐中、鉑力特并且新加入的鋼 研高納、頂立科技等，這類企業(yè)或有關營業(yè)多數(shù)建立于 2010 年之后，近年來成長較快。隨同金屬 3D 打印工業(yè)化的迅速推動，金屬粉末成為后市場，其需要會越來越強勁，在國度主動可控大布景 下，高質金屬打印資料的短板有望補充。

3 由設計研究轉向直接生產，工業(yè)化需要逐漸宣泄

航空航天、醫(yī)療（牙科、植入物）是金屬 3D 打印工業(yè)化遠景最明確的市場，車輛、產業(yè)機器、消 費電子市場彈性大。從現(xiàn)在世界的金屬 3D 打印設施裝機量占比來看，逐個首要運用市場散布整體較為均衡，此中航空航天市場的裝機量占比相對最高，其次是醫(yī)療、牙科、產業(yè)機器、消費電子、科研機構并且車輛行業(yè)。須要指出的是此中醫(yī)療、牙科和科研機構的打印設施應用面向訂制化需要，固然價值量高確認性強，但不能生成批量化的制造。航空航天、產業(yè)機器、消費電子、車輛等行業(yè) 存在絕對的范圍化需要，特別是這類板塊自身產值大且尚處于 3D 打印的運用早期，將來具有很高 的增長彈性。IDTechEx 預判到 2028 年，金屬 3D 打印市場世界范圍有望到達 120 億美圓，此中 航空航天因為兼具需要確認性和范圍化制造需要，有望變成增長最快且范圍最大的運用行業(yè)。

3.1 航空航天：運用契合度高，兼具確認性與范圍化需要

航空航天產業(yè)市場需要后勁大，增長確認性高。航空航天是金屬 3D 打印技巧運用的首要鞭策者，領域對增材生產接受水平高，已然具有較大的工業(yè)范圍，現(xiàn)在正在從原型設計往直接生產成長。據(jù) Wohlers 對世界 82 家服務供應商和 28 家體系生產商統(tǒng)計信息顯現(xiàn)，零部件直接生產占其業(yè)務收 入的比率逐年提高。成為傳統(tǒng)鑄造技巧的有力補足，金屬 3D 打印存在代替后勁，傳統(tǒng)鑄造技巧難以做到飛機構造件一體化生產、重要設備大型鍛件生產、難加工資料及零件的成型、高質零部件的 恢復等，3D 打印能夠有效加重構造重量、提升生產效益、減低制造本錢，因而十分契合航空航天 工業(yè)的需要。當下，航空航天零部件工業(yè)產值范圍超越 1,500 億美圓，此中 3D 打印市場范圍約 17.6億美圓，份額占比尚不夠1.2%，將來市場空間較大。 據(jù)Research and Markets預判，2017-2021 時期世界商用航空 3D 打印市場將以 23％的復合年增長率增長。

航空航天行業(yè)金屬 3D 打印運用于直接生產的優(yōu)勢在于： 

1) 變短新式航空航天設備及零部件的研究周期：金屬 3D 打印無需研究零件生產流程中應用的模具，讓高功能金屬零部件，特別是高功能大構造件的研究、生產過程大為變短。部分須要單件訂制的高難部件用傳統(tǒng)工藝制造的周期過長，打印工藝生產速率快，成形后的近形件只需大量后期機加工，能夠明顯變短零部件的制造周期。美國宇航局馬歇爾太空飛翔核心通過 3D 打印制造火箭噴射器，生產時間顯著變短，僅花了 4 個月的時間，本錢減少了大概 70%。

2) 高難構造設計得以實行：金屬 3D 打印擁有高柔性、高功能矯捷生產特征，可實行靠傳統(tǒng)制 造難以實行的高難幾何構造。，同時，3D 打印工藝可以實行單一零件中資料成份的實時持續(xù)改變，使零件的不同部位擁有不同成份和功能，是生產異質資料（如性能梯度資料、復合 資料等）的最好工藝，這大幅提高了航空航天業(yè)的設計和革新本領。

3) 滿足輕量化需要，減小應力集中，加大應用壽命：金屬 3D 打印技巧的運用能夠優(yōu)化高難零部件的構造，在確保功能的條件下，將高難構造經變換從新設計成簡潔構造，進而起到加重重量的成效。況且通過優(yōu)化零件構造，能使零件的應力展現(xiàn)出最合理化的散布，減小疲憊裂 紋構成的風險，進而加大應用壽命。空客 A320 一個 3D 打印活頁零件就能夠減重 10 千克左 右，F(xiàn)16 戰(zhàn)機 3D 技巧生產的起落架平均壽命是本來的 2.5 倍。

4) 提升資料的借用率，減低生產本錢：加工一個動員機葉盤，傳統(tǒng)工藝生產屬于“雕琢”，最 終資料的借用率唯獨 7%。可是采取 3D 打印技巧能提升資料的借用率到 60%，乃至到 90%以上，航空航天生產行業(yè)大多應用價錢低廉的策略資料，例如像鈦合金、鎳基高熱合金等金 屬資料，3D 打印技巧能夠節(jié)約低廉原資料，明顯減低生產本錢。韓國空軍借用 3D 打印技巧 生產其 F-15K 斗爭機噴氣動員機的低壓渦輪機蓋板，將本錢從 4000 萬韓元（3.4 萬美圓）減 少到 300 萬韓元，還將歐洲生產的運輸機揚聲器罩的生產本錢從 621 美圓減低至 35 美圓。

金屬增材生產技巧能夠有效處理鈦合金、鎳基高熱合金等難加工金屬的制備問題。緊隨軍民用飛機 功能的不停提高，機體構造鈦合金用量也連續(xù)提高，民機由不到 4%升高到靠近 10%，殲擊機由 F-16 的 3%加大到了 F/A-18 的 15%并且 F-22 的鈦合金的 41%。但受鈦合金難熔難加工的牽連， 傳統(tǒng)“鑄造+機器”的生產工藝不單生產工序繁瑣、工藝高難，況且須要大型鈦合金真空鑄錠爐、萬噸級以上液壓鑄造機等重型設備，零件機器加工余量大、資料借用率低、生產本錢高、制造周期長，嚴重制衡了大型鈦合金構造件在超前產業(yè)及國防設備中的全面運用。動員機鎳基高熱合金則存 在傳統(tǒng)工藝一致性差、加工時長、恢復艱難等問題，3D 打印憑仗其全智能、無模化、增材生產的 工藝特征，能夠有效處理上述制備難題，有望變成航空航天工業(yè)將來主流的金屬加工生產方法。

國際上金屬增材生產在航空航天行業(yè)已逐漸轉入范圍化運用階段。波音企業(yè)截至 2018 年末已在 16 架商用和軍用飛機上裝載了數(shù)萬個增材生產零件（含蓋 200 個非金屬零件），并開啟制造鈦合 金增材生產零件，估計投入后將使每架飛機最高節(jié)約 300 萬美圓；空客企業(yè)在其飛機上應用金屬 增材生產的支架和排氣管，現(xiàn)在正與 Arconic 協(xié)作量產大型增材生產機身組件，2017 年 9 月初次在商用飛機上裝載鈦合金生產的支架。 GE企業(yè)在航空部門持續(xù)出資了約 35 億美圓，少量采購 EOS 企業(yè)制造的 M-280 產業(yè)金屬 3D 打印機，策劃在 2020 年打印出大概 10 萬個燃料噴射管，現(xiàn)在已 有 800 多臺 3D 打印機正在應用，每年應用金屬增材為其新式 LEAP 動員體制造數(shù)千個燃料噴嘴。

海內金屬 3D 打印在航空航天行業(yè)的運用近年來成長較快，但工業(yè)化相比海外仍有差異。2013 年王華明院士以“飛機鈦合金大型高難總體構件激光成形技巧”獲國度技巧發(fā)明獎一等獎。標明我國變成繼美國以后，世界上第二個把握飛機鈦合金構造件激光迅速成形技巧的國度。西北產業(yè)大學凝 固技巧國度重點試驗室生產的 C919 飛機主承力梁實驗樣本長度 5 米，中央翼緣條實驗樣本長度超 過 3 米。2015 年順利發(fā)射浦江一號，在海內衛(wèi)星上初次采取了 3D 打印鈦合金資料的天線支架。海內金屬打印技巧固然已獲得較多運用，但現(xiàn)在更多是成為要害部位攻關、實驗件制備或者小批量產品運用，在工業(yè)化方面相比海外仍存在絕對差異。隨同供給端國產本領的提高并且需要端運用的 推行，將來工業(yè)化或將提速。

設備換代疊加動員機國產代替，航空航天行業(yè)需要量逐漸宣泄，金屬增材技巧具有廣大空間。動員 機方面，從 2014 年開啟，我國動員機出口量漸漸減小，國產動員機漸漸變成主力，動員機零部件 精密度高，功能需要嚴苛，形狀構造高難，對 3D 打印的需要比較急迫。飛翔器方面，近年來 20 系列產品批產陸續(xù)定型，設備換代逐漸提速，3D 打印在難加工金屬構造件行業(yè)的運用并且構件修 復方面具有較大后勁。另外，將來 C919 等國產機型的批量交付將翻開萬億級的民航市場，3D 打 印技巧在雙曲面窗框、翼根、起落架等要害部位都有望獲得大范圍的運用。

3.2 醫(yī)療領域：齒科骨科需要巨大，有望生成范圍化訂制市場

3D 打印現(xiàn)在首要運用于非生物醫(yī)療行業(yè)，在齒科、骨科、醫(yī)療器械市場運用成熟度高。3D 打印技巧在醫(yī)療行業(yè)的運用首要能夠劃為四個層級。第一個層級是無生物相容性需要的資料，不會直接和細胞等直接構成碰觸或反應，典型案例含蓋骨科手術導板等，資料比較多樣性；第二個層級是擁有生物相容性但非降解資料，典型案例含蓋假耳移植無、人工骨移植等，首要應用鈦合金、鈷鉻合金等資料；第三個層級是擁有生物相容性，且可降解的資料，典型案例含蓋骨、肌膚組織工程支架，該類打印資料中含有磷酸鈣，更較易交融轉變；第四個層級是活性細胞、蛋白及細胞外基質，首要 著眼于打印身體器官及組織，屬于最新研發(fā)方向?，F(xiàn)在 3D 打印運用最為全面的首要是第一、二個層級的需要，相對來說在實用價值和技巧成熟度上具有很高可行性?，F(xiàn)在運用最全面的含蓋兩大領 域：1）個性化假體的生產，可用在骨科、齒科、整形內科等；2）高難構造并且難以加工的醫(yī)療 器械制品，含蓋植入物與非植入物，如多孔構造的髖關節(jié)、模仿身體器官的醫(yī)用模型等。

3D 打印技巧滿足了醫(yī)療制品訂制化、精確化需要，擁有效益高和節(jié)省本錢的優(yōu)勢。3D 打印 3D 打印技巧擁有的矯捷性高、不限數(shù)目、節(jié)省本錢等特征，可以十分好地滿足醫(yī)學行業(yè)個人化、精確化醫(yī)療的需要。設計即生產，并且全智能的制造方法十分契合訂制化、高時效性的醫(yī)療領域需要。以 口腔醫(yī)學為例，一臺3D打印設施可代替月產1萬顆義齒制造線的整個人工，大大節(jié)省了制造本錢。 市場研發(fā)機構 Transparency Market Research 的報表顯現(xiàn)，2016 年世界牙科 3D 打印市場范圍 達 9.03 億美圓，2025 年將到達 34.41 億美圓，年復合增長率到達 16.5%。

金屬 3D 打印醫(yī)療植入物漸漸成熟，醫(yī)療行業(yè)有望生成范圍化訂制市場。專注醫(yī)療 3D 打印，特別 是醫(yī)療植入物行業(yè)，通過 FDA 認證或 CFDA 認證是最大的難點，核驗嚴、周期長、費用高。海外 醫(yī)療器械巨子從 2001 年起就已開啟布局 3D 打印醫(yī)療植入物市場，努力探索新技巧、申報產品認 證，在小批量訂制的根基上漸漸往工業(yè)化方向成長?，F(xiàn)在通過 FDA、CFDA 認證的 3D 打印植入物產品已然越來越多，海內愛康醫(yī)療的膝關節(jié)、髖臼杯、人工椎體等也相繼獲取審批，居海內銷量市 占率第一。緊隨產品加大、商業(yè)形式漸漸成型、醫(yī)療器械巨子采購應用 3D 打印設施將越來越多， 有望生成醫(yī)療行業(yè)的范圍化訂制市場。

3.3 其余領域：集中于設計研究環(huán)節(jié)或高質訂制行業(yè)

車輛工業(yè)本身范圍巨大，3D 打印哪怕只盤踞 1%的份額也能帶來百億市場空間?，F(xiàn)在 3D 打印在汽 車產業(yè)的運用范圍為 11.74 億美圓，首要用來研究環(huán)節(jié)，直接生產僅占 30%。當下，傳統(tǒng)車輛制 造環(huán)節(jié)產能固定切入難度大，3D 打印在一般金屬規(guī)范件的范圍化制造行業(yè)現(xiàn)在還不具有本錢和效益優(yōu)勢，直接生產環(huán)節(jié)具有很高可行性的方向首要含蓋個性化外表組件訂制（以寶馬和標致車輛為代表）和高難性能零件制造（以通用車輛為代表）兩個方向。另外，緊隨新能源車輛市場的蓬勃發(fā) 展，輕質化、一體化需要加強，且產品跌代速率較快，3D 打印有望憑仗獨到優(yōu)勢切入新工業(yè)鏈。 守舊預計，3D 打印將來縱然只在每年過萬億美圓的車輛研究、制造環(huán)節(jié)中占據(jù) 1%的份額，其每 年的市場范圍也能超越百億美圓。Frost & Sullivan 市場調研報表預判，車輛 3D 打印的市場范圍 有望于 2025 年到達 43 億美圓。

車輛領域的金屬 3D 打印的運用優(yōu)勢有兩方面：1）無?；?，加快迭代流程，減小研究本錢；2）對 產品的高難性本錢不敏感，合適革新推翻產品的設計。將 3D 打印運用于車輛個性化生產行業(yè)的典 型案例是寶馬集團 MINI 車輛，2018 年開啟 MINI 通過 3D 打印技巧供應車輛零部件個性化訂制服 務。2018 年通用車輛和 Autodesk 協(xié)作從新設計了車輛座椅支架，新設計比本來的部件輕 40％、 強 20％，將八個不同的部件調整到一個增材生產部件中。Conflux 企業(yè)通過 3D 打印對熱互換器 進行性能集成化的設計，使部件數(shù)目減小 2/3，互換器的尺寸減少 55 毫米，重量加重 22％，還減 少了熱互換器所需的部件和對焊接的需要。

3D 打印在產業(yè)生產中的運用比較分散，首要面向高質零部件行業(yè)。金屬 3D 打印已然全面用來模具領域，液壓、燃氣輪機、核產業(yè)、刀具、再生產等等，但受本錢和制造效益的限定，首要在高質部件上運用。滿足了產業(yè)生產行業(yè)對構造高難產品的生產需要，提升產品功能，并合適小批量、研 發(fā)到制造周期長的高質部件，與車輛行業(yè)類似，現(xiàn)在產業(yè)機器行業(yè)金屬 3D 打印市場放量的瓶頸在 于 3D 打印本錢高、批量制造效益低。

我國高質模具依托出口，3D 打印是實行國產代替的有利契機。受產業(yè)生產行業(yè)工業(yè)晉級驅動，高 端模具國產化需要急迫，3D 打印模具具有眾多好處，含蓋：1）模具制造周期變短；2）生產本錢 減低；3）模具設計的改善為終端產品加大了更多的性能性如隨型水冷等；4）優(yōu)化工具更適合人 體工學和提高最低功能；5）訂制模具輔助實行終極產品的訂制化，提高注塑模具的制造效益并且模具壽命。高質模具華夏內具有立體熱流和冷卻水道模具制造本領的廠家屈指可數(shù)，內部構造高難 的隨形冷卻模擁有望變成 3D 打印運用的首要方向之一。

3D 打印在消費品領域的運用首要集中在產品設計和開發(fā)環(huán)節(jié)。消費品領域涵蓋范疇較廣，首要含蓋手機、電子產品、電腦、家電、工具和玩具等領域。消費品領域擁有產品生命周期短，刷新?lián)Q代 快的特征，須要連續(xù)不停的開發(fā)和投入。借助 3D 打印能夠變短產品開發(fā)周期，大幅減少設計成 本，現(xiàn)有的 3D 打印技巧能夠實行各類高難設計的模型制造，給予設計師更多的自由，產品設計 程度大幅提高。但因為 to C 的消費品領域針對價錢的敏感度很高，因而階段 3D 打印技巧仍然無 法完成范圍化批產的任務。4 依賴本錢和市場優(yōu)勢，3D 打印國產化成長快速

4.1 老牌龍頭地位鞏固，海內公司由署理快速走向自產

世界金屬3D打印機行業(yè)新老公司并存，競爭劇烈。1）老牌廠商： 如EOS、SLM solution、3D Systems 等老牌 3D 打印巨子，在初期領導了工業(yè)的成長，憑仗專利優(yōu)勢具有十幾年乃至二十多年的技巧積 累，已然具有很高的市場份額和用戶領悟度；2）新創(chuàng)公司：含蓋 Desktop Metal、Digital Alloys 等初創(chuàng)企業(yè)，這類企業(yè)多數(shù)建立于 2000 年乃至 2010 年之后，一背面系列專利到期后減低了加入壁壘，另一方面這類企業(yè)通過改善工藝技巧、革新營業(yè)形式和提高本錢操控，具有絕對的后發(fā)優(yōu)勢。 比如 Desktop Metal 分別開發(fā)了桌面級體系和產業(yè)級體系，以滿足不同行業(yè)用戶的需要。Digital Alloys 開發(fā)了 Joule Printing 技巧，應用金屬線取代金屬粉末成為原資料來處理打印速率、品質和 本錢問題，在 2018 年獲取了 1290 萬美圓的 B 輪融資。

金屬 3D 打印集中度很高，老牌巨子的市場地位鞏固。世界有 7 家首要公司盤踞金屬 3D 打印市場 的 80%以上，此中 EOS 享有 28%的份額，是領域的一定龍頭。2010 年之后因為專利到期等原因 牽連，新創(chuàng) 3D 打印公司數(shù)目增長較快，但因為金屬打印行業(yè)對技巧和資金的需要很高，且下旅客 戶更多面向產業(yè)級市場，特別是 Concept Laser 等與用戶（2016 年被 GE 收購）高度綁定的企業(yè)， 因而老牌巨子的市場地位相對鞏固。反之眾多小范圍的 3D 打印公司仍處于微利或盈余狀況，一方 面金屬 3D 打印首要面向 B 端用戶，生成安穩(wěn)的用戶群體有賴市場的逐漸探索和品牌效應的生成； 另一方面初期在政府的攙扶下出現(xiàn)了大批的初創(chuàng)公司，造成中低端市場的競爭比較劇烈。

整體技巧線路和工藝實行方法已根本定型，但新技巧仍然存在運用空間。金屬 3D 打印成長至今，整體技巧線路已根本定型，首要為粉末床燒結和定向能量沉積兩大類，可是在詳細實行工藝上仍有 較多分類線路。依據(jù) DigitalAlloys 的統(tǒng)計，在兩大整體技巧線路中，激光燒結仍然是首要的工藝實行方法，采取該技巧的公司數(shù)目占比過半，產值更是盤踞主導地位。但新的工藝實行方法仍然不停 出現(xiàn)，首要為部分面向特定市場的初創(chuàng)公司或者跨界加入者。

海內公司逐漸從署理走向自產，現(xiàn)在僅個別公司實行安穩(wěn)盈利。初期海內 3D 打印廠商起步于署理出售海內產品，通過署理海外廠商產品、與海外廠商展開協(xié)作，海內廠商快速提高技巧程度、工業(yè)經歷和用戶沉淀。緊隨自有技巧和產品的不停開發(fā)，海內頭部公司已逐漸發(fā)展起來，具有了絕對的 市場范圍?，F(xiàn)在華夏市場份額前八的公司中，海外品牌占 37.6%，海內聯(lián)泰（樹脂）、華曙（尼 龍及金屬）、鉑力特（金屬）分別占 16.4%、6.6%和 4.9%。此中鉑力特專注于金屬 3D 打印市場，產品在航空航天行業(yè)已然獲得全面應用，具有安穩(wěn)的用戶群體，是盈利品質最佳的海內公司。可是 因為海內 46%以上公司為 2016 年后加入市場，傳統(tǒng)公司跨行涉足、新創(chuàng)公司不停孕育，再者海外 金屬 3D 打印巨子 3D Systems 加入華夏市場，競爭逐漸加大，多數(shù)公司仍不能盈利。

盤踞世界生產核心和最大消費市場的方便，海內公司在本錢端和需要端均具有優(yōu)勢。3D 打印成為技巧密集型領域，資料、設施、工藝技巧的優(yōu)劣是決議企業(yè)市場競爭力的首要原因之一。海內成為起初者，技巧積淀不夠，在根基工藝上的革新本領相對薄弱，憑仗嶄新技巧翻開市場的難度很高。 過去二三十年 3D 打印的市場份額多數(shù)都被具有專利技巧的老牌 3D 打印廠商把握，專利技巧的到期誠然給新加入者開了一道口子。海內公司應該在積極補充技巧短板革新運用工藝的同時，挑選優(yōu)秀市場綁定優(yōu)秀用戶，在生成安穩(wěn)現(xiàn)金流的條件下，才能進一步參加世界競爭。海內公司盤踞世界 生產核心和最大消費市場的方便，在本錢端和需要端均具有優(yōu)勢，向上能夠提高設施/資料的盈利本領，向下能夠與航空、醫(yī)療等領域一同發(fā)展，綁定優(yōu)秀用戶，在這兩方面本領凸顯的公司通常更 具有競爭優(yōu)勢和可連續(xù)成長本領。

4.2 海內金屬 3D 打印有關企業(yè)簡介 （略，詳見報表原文）

金屬 3D 打印工業(yè)鏈已根本實行國產化，此中不乏具有中心技巧優(yōu)勢的公司。金屬耗材端首要公司含蓋鋼研高納、金鉬股份、寶鈦股份、楚江新材、銀邦股份等，產品覆蓋高熱合金粉末、鈦金屬粉末已然其余的難熔金屬球形粉；要害零部件及配套設施供給商含蓋銳科激光、先臨三維、諾雅光電等公司，產品涵蓋高功率激光器、3D 掃描儀、場鏡、振鏡等。金屬打印設施端公司含蓋鉑力特、華曙高科、先臨三維、大族激光等；打印服務公司含蓋中航重機、南風股份等。

4.2.1 鉑力特：海內金屬 3D 打印機龍頭

主營產業(yè)級金屬 3D 打印設施營業(yè)，航空航天行業(yè)金屬 3D 打印龍頭公司。鉑力特建立于 2011 年， 營業(yè)涵蓋金屬 3D 打印原資料的研究及制造、金屬 3D 打印設施的研究及制造、金屬 3D 打印定 制化產品服務、金屬 3D 打印工藝設計開發(fā)及有關技巧服務（含金屬 3D 打印訂制化工程軟件的開發(fā)等）。企業(yè)依賴馳名軍工高校西北產業(yè)大學，現(xiàn)已成長廠變成海內最具工業(yè)范圍的金屬增材生產公司，產品和服務全面運用于航空航天、產業(yè)機器、能源動力、科研院所、醫(yī)療齒科、車輛生產 及電子產業(yè)行業(yè)，特別在航空航天和產業(yè)機器行業(yè)具有很高的市占率。

4.2.2 先臨三維：3D 掃描儀及打印設施領先公司

先臨三維建立于 2004 年，在 3D 掃描儀和打印機行業(yè)實力強勁。企業(yè) 2014 年 9 月在新三板掛牌， 2019 年 5 月科創(chuàng)板上市申報受理，擬召募資金 8.14 億元，募資用處含蓋面向高質生產的金屬 3D 打印設備及工藝技巧研究及工業(yè)化，面向齒科精確醫(yī)療、面向訂制消費的 3D 數(shù)字化與 3D 打印系 統(tǒng)研究及工業(yè)化項目，并且 3D 數(shù)字化與 3D 打印自動軟件及算法技巧研究項目。先臨三維具有金 屬、尼龍、樹脂、桌面等 10 多款主動 3D 掃描與 3D 打印設施產品，供應數(shù)字化、訂制化、自動 化的“3D 數(shù)字化—自動設計—3D 打印”自動生產完好處理計劃，運用于高質生產、精確醫(yī)療、 訂制消費和啟智教誨等四大行業(yè)。

4.2.4 楚江新材：子企業(yè)頂立科技具有超單純凈金屬粉體制造本領

楚江新材2015年收購子企業(yè)頂立科技具有國際超前的新式等離子制粉技巧。頂立科技建立于2006 年，是華夏 3D 打印革新公司，個別實行高質出口代替的公司。企業(yè)采取國際超前程度的新式等離 子制粉技巧(N-PREP)，建成金屬粉末研究制造基地，供應金屬 3D 打印總體處理計劃：專業(yè)制造 超單純凈金屬基 3D 打印球形實心粉體，供應軍、民用高功能金屬 3D 打印制品服務、高質金屬 3D 打印制品要害熱解決工藝及設備、適于 3D 打印的構造拓撲優(yōu)化與輕量化設計等。

……

（報表觀念屬于原作家，僅供考慮。報表來歷：東方證券）

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