发布时间：
【2018-01-23 16:03:00】
作者：
信息化处
来源：
海口市科学技术工业信息化局
作为21世纪最具发展潜力的新兴技术之一的3D打印，其独特的设计方法与颠覆性的工艺技术正在制造业内形成一股热潮，以飞快的发展速度占据着制造业市场，以3D打印为中心的原材料市场、工业设计、软件模拟、3D扫描、服务等正在蓬勃发展，形成以3D打印为中心的新产业集群。本文围绕3D打印产业链，介绍了3D打印的产业链组成及市场发展概况，颠覆性的技术是否能动摇传统制造业的根基，3D打印的未来所面临的挑战。一、 3D打印技术概况3D打印技术，也称“增材制造”或“增量制造”。它是一种基于三维CAD模型数据，通过增加材料逐层制造，是一种直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。它涵盖了产品生命周期前端的“快速原型”和全生产周期的“快速制造”相关的所有打印工艺、技术、设备类别和应用。增材制造技术第一次出现于1980年，第一次应用是在汽车的原型设计方面。通过研究者和企业近30年来的努力，3D打印技术已经渐趋成熟，衍生出7种重要的子技术，详见图1。3D打印的直接制造将成为技术发展史上重要的里程碑。图1 3D打印7种子技术原理示意图来源：EY二、 3D打印产业链组成1. 3D打印生产制造商3D打印制造商主要生产3D打印机和开发增材制造子技术。设备制造是3D市场最重要的组成部分，占据市场最大份额。其中著名的生产制造商有斯川塔斯(Stratasys)、3Dsystems、EOS、Concept Laser、SLM Solutions、ExOne和Ultimaker。这些制造商除了生产3D打印配套设备外，还提供相关软件、材料、技术、咨询和其他服务等。3D打印设备制造商与其它供应商实现捆绑，包括软件、材料和咨询服务，可以更好地实现根据客户需求为客户定制，包括设备和软件等。2. 原材料供应商原材料供应商提供3D打印所需原材料，其中涵盖材料制备、材料热处理和后续烧结工艺等各个方面。材料的种类有高分子材料和金属材料，其中金属材料包括粉末和线材。目前，高分子类原材料主要应用于桌面级的3D打印机，而金属类原材料主要应用于工业级的3D打印。随着3D打印应用越来越工业化，金属材料的3D打印将具有广阔的前景。3. 3D打印软件3D打印机所用软件主要还是来源于大型的软件公司和一些特定的3D打印服务商。例如，西门子（Siemens）公司在PLM NX软件中新增用于3D打印模块。惠普（HP）公司的3D打印机使用的是Siemens公司的增材制造软件。欧特克（Autodesk）、达索（Dassault Systemes）和奥多比（Adobe）公司也开始进入这个市场，3D打印服务商Materialise也开始为3D打印提供软件方面解决方案。4. 3D扫描/逆向工程此类公司主要是将产品实物扫描录入电脑使其成为3D打印设计模型，该项技术在建筑、汽车和工程上被广泛应用。该技术的目的主要是用来测试和产品验证，是3D打印产业链中不可或缺的一部分。5. 产品服务商3D打印服务商主要负责3D打印原型和产品的交付，他们处于整个3D打印供应链的中间位置，既是产品供应商的顾客，也为其他公司或个体提供3D打印产品。二、 3D打印市场发展Canalys 预测，全球3D打印市场价值（包括原材料及服务）在2016年底将达到49亿美元，从2015年到2020年，全球市场的年增长率预计为43.5%，达到224亿美元。其中3D打印机的年增率预计为67.2%，到2020年将达到240万台，详见图2。图2 3D打印设备年需求量来源：Canalys2015年，全球3D打印机供应商总共售出18.2万台3D打印机，同比增长37%，其中，企业和个体的需求明显增加。研究人员估计，2016年3D打印市场将达到73亿美元，主要包括3D打印机、材料、咨询及服务，从2012年到2014年，每年至少以30%的速度增长。在市场份额方面，如图3所示，西方国家占到整个3D打印市场的2/3（68%），亚太地区仅占到27%。在行业方面，消费电子和汽车行业各自贡献了3D打印总收入的20%，这些行业将3D打印技术应用于产品的原型设计。除此之外，手机制造商也逐渐使用3D技术制造产品零部件。医疗器械行业作为第3大3D打印市场，需求量正在迅速增长，他们使用3D打印技术大批量定制产品例如人体助听器等。图3 3D打印市场分布尽管增长显著，但3D市场的潜力还未完全开发。事实上，3D仅占到全球制造业市场的0.04%，其中仅有的几家3D设备制造商占据3D打印市场很大份额。例如，2015年，Stratasys、3D Systems和EOS三家公司市场份额占到整个3D打印市场的70%；同样，3D打印服务商也是2家独大：Materialise和ProtoLabs，市场份额占到10%。图4详细展示了3D打印设备制造商和服务商市场份额分布情况。图4 3D打印设备制造商和服务商市场份额分布来源：EY目前3D打印应用最大的市场在于零部件生产。在2003年，使用3D打印生产的零部件几乎呈现零增长趋势，但截至2014年，3D零件生产已经占到全球3D打印产品和服务收入的43%（约18亿美元）。在零部件生产方面，如图5所示，其中功能性零部件占据29%，原型设计占据10%，模具设计占到10%，成品组合占到18%。图5 3D打印零部件产品分类市场份额来源：UPS（来源：今日头条-南极熊3d打印网）市科工信局-颜瑛相关文档：相关附件：}