3D打印专题研究:市场篇与技术篇

行业规模尚不大,但维持快速增长

　　3D打印是增材制造的通俗叫法。2012年,全球增材制造市场达22亿美元, 其中设备6.2亿、材料4.2亿、服务12亿。行业增速持续保持在20%左右。 增材制造须与制造工艺密切结合,不同的应用场景对材料、设备、工艺的要求差异巨大,因而整个产业链体系庞杂,商业模式多样。

　　增材制造是传统减材制造的补充,而非替代

　　与传统减材制造相比,增材制造的优势领域包括:1)传统方法难以制造的高复杂性产品;2)传统制造缺乏经济性和快速反应能力的极小批量制造。

　　目前最适用于增材制造的领域包括航空航天(高复杂度结构、极小批量)、医疗(生物特征、个性化需求)、原型制作(极小批量、对导入快速性要求高)、模具(小批量)、个性化产品(如古董复制、定制消费品等)。

　　长期空间取决于能否实现零件直接大批量制造,面临瓶颈仍多

　　目前增材制造仅有传统制造的万分之一规模,若仅局限于原型试制、样品展示、模具、个性化消费等目前飞速发展的领域,则长期天花板并不高。

　　增材制造能否取得10倍增长,关键看能否实现零件直接大批量制造,目前仅6亿美元为零件直接制造,瓶颈包括:符合工业要求的材料仍缺乏;设备稳定性和加工过程可重复性有待加强;材料成本高;制造时间长;尺寸受限等。

　　七类增材制造技术各有适用领域

　　增材制造的核心理念是材料的逐层叠加,实现方式多样,每种主流技术彼此间既有重叠亦各有所长,暂时看不到某一、两种将成为绝对的趋势。

　　例如材料挤出技术(FDM)简单易用成本低、光固化(SL)技术精细度高、材料喷射技术(PolyJet)高精细度且可实现多材料组合、粘结剂喷射技术(3DP)速度高且可彩色打印、粉末床熔化(Laser Sintering)可实现高机械性能且适用于金属、直接能量沉积(LENS)适用于大型复杂难熔金属毛坯制作及零件修复。

　　在相同建造尺寸的设备间比较,各技术价格差10倍 :越低价格往往用于更易加工的材料,但在强度、性能上较弱,适合于外观、功能验证用途;而越高价格的往往用于难加工材料,尽管成本上升,但或可用于直接制造零件。 材料性能、精细度、色彩、构建尺寸、价格等指标决定各技术的适用领域 。

　　光固化市场销售额最大,而粉末床熔化(激光烧结)前景更被看好

　　若按销量划分,材料挤出占比最大41%,其次是光固化25%和材料喷射19%。从用户使用的广泛程度而言,这三种居前。但因设备价格差异巨大,销量无法正确反映市场容量。因而我们根据单价水平估计了每类设备的销售额,以此推算,光固化占比最大31%,材料挤出22%,粉末床熔化21%。

　　对于未来增材制造服务商最想购买的设备,粉末床熔化超过了50%。由于该技术能处理难加工金属和复杂结构,是未来直接制造零件的理想选择,因而该技术在未来将可能获得更大的成长空间。