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前景5年中华3D打字与印刷行当发展前程预测解析

原标题:未来5年中国3D打印产业发展前景预测分析

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近日,随着国内首批产业化铸造3D打印产品面世,3D打印产业再度引起人们的广泛关注。据了解,3D打印技术源于20世纪90年代中期的美国,在工业设计、建筑设计、工程施工、汽车制造、航天工程、医疗等领域都得到了广泛的应用。近年来,随着国家对3D产业的重视,我国3D打印机快速发展,业内机构预测,2017年我国3D打印产业规模将达到173亿元,2021年将达到691亿元。

相关报告:2018-2022年中国3D打印产业深度调研及投资前景预测报告(上下卷)

影响因素分析

国内首批产业化铸造3D打印产品面世

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一、有利因素

日前,全国唯一的3D产业化运用基地、全省重大工业企业四川共享铸造公司经过了半个月的紧张生产,制造出全国首批铸造产业化领域3D打印产品,投入市场后,将实现3D打印运用于铸造产业化领域零的突破。

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政策支持

这批产品是共享铸造公司为中车资阳公司生产的机车发动机零件,为了尽快生产出这批产品,车间里所有机器从春节到现在,24小时不停工,采取工人24小时轮流值班的方式。由于车间推行“绿色制造”、“智能制造”,生产工作的主角不再是工人,而是智能化机器。同样的产量,原来手工铸造的人数,比现在需要多将近一倍的人数。

影响因素分析

近年来,3D打印在国际、国内都引起广泛关注,被列入《国家高技术研究发展计划》,全国各重要工业城市也纷纷出台3D打印相关的扶持及优惠政策,鼓励创新,大力发展该项业务。国务院印发的《中国制造2025》,是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。《中国制造2025》中提到,要增加增材制造等前沿技术和装备的研发,推动优势和战略产业快速发展。

不仅仅降低了人工成本,3D打印机还大大提高了产品成品率,实现了节能减排,四川共享铸造公司智能制造部部长李昭奇说,以以前发动机上的缸头为例,以前成品率不到百分之六十,用了3D打印后,大概会把成品率提高到百分之95以上。

一、有利因素

2017年12月,工业和信息化部、发展改革委等十二部门印发《增材制造产业发展行动计划》。计划中提到,到2020年,增材制造产业年销售收入超过200亿元,年均增速在30%以上。关键核心技术达到国际同步发展水平,工艺装备基本满足行业应用需求,生态体系建设显著完善,在部分领域实现规模化应用,国际发展能力明显提升。行业应用显著深化。

传统制造是先制造模具,再实行验证后才能发现产品的缺陷,这是成品率不高的一大原因,共享铸造车间实施“智能制造”,由传统的先制造模具再实验转变为了用电脑把产品模拟制造出来,先实验,再生产,提高了成品率。

(一)政策支持

部分技术世界先进

据了解,共享铸造公司将在今年3月底正式投入批量化生产,将主要铸造生产船舶动力、轨道交通领域的发动机等产品,规划产能将达到2000多吨,年产值将达3亿元。

近年来,3D打印在国际、国内都引起广泛关注,被列入《国家高技术研究发展计划(863计划)》,全国各重要工业城市也纷纷出台3D打印相关的扶持及优惠政策,鼓励创新,大力发展该项业务。国务院印发的《中国制造2025》,是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。《中国制造2025》中提到,要增加增材制造等前沿技术和装备的研发,推动优势和战略产业快速发展。

目前我国在3D打印已有部分技术处于世界先进水平。其中,激光直接加工金属技术发展较快,已基本满足特种零部件的机械性能要求。在这方面,西北工业大学的黄卫东团队采用这类技术直接制造金属零件,并已成功对航空发动机叶片进行了再制造修复。与此同时,北京航空航天大学教授王华明领衔的飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术,让我国在高性能金属材料3D打印上,跻身世界领先行列,如今已广泛应用于我国的航空航天领域。

2017年我国3D打印产业规模将达到173亿元

2017年12月,工业和信息化部、发展改革委等十二部门印发《增材制造(3D打印)产业发展行动计划(2017-2020年)》。计划中提到,到2020年,增材制造产业年销售收入超过200亿元,年均增速在30%以上。关键核心技术达到国际同步发展水平,工艺装备基本满足行业应用需求,生态体系建设显著完善,在部分领域实现规模化应用,国际发展能力明显提升。行业应用显著深化。

3D打印从科研走向产业

20世纪80年代后期,3D打印机的横空出世,开启了增材制造新时代。近年来,借着新一轮科技革命和产业变革的东风,3D打印步入快速发展期。世界各国纷纷将其作为未来产业发展新的增长点加以培育,如2012年美国将“增材制造技术”确定为首个制造业创新中心,欧盟、日本、韩国、新加坡、俄罗斯、南非、印度等国也通过各种措施推进3D打印产业发展。我国的3D打印技术与世界先进水平基本同步,但产业化仍处于起步阶段。

(二)部分技术世界先进

2017年12月8日,2017世界智能制造大会专项活动制造业+增材制造技术分论坛在南京国际青年会议中心举行。多位业界专家及领军企业负责人现场介绍了增材制造技术的最新成就,3D打印正逐渐从科研走向产业。

我国3D打印的研究起步于20世纪90年代,发端于高校,如今已形成清华大学颜永年团队、北京航空航天大学王华明团队、西安交通大学卢秉恒团队、华中科技大学史玉升研究团队和西北工业大学黄卫东团队等骨干科研力量,论文和申请专利的数量处于世界第二位。2016年10月又成立了中国增材制造产业联盟,国家增材制造创新中心建设方案也通过了专家论证。随着我国科技体制机制改革的不断推进,走产学研协同之路,形成长效合作机制,成为我国推进3D打印产业化的现实选择。

目前我国在3D打印已有部分技术处于世界先进水平。其中,激光直接加工金属技术发展较快,已基本满足特种零部件的机械性能要求。在这方面,西北工业大学的黄卫东团队采用这类技术直接制造金属零件,并已成功对航空发动机叶片进行了再制造修复。与此同时,北京航空航天大学教授王华明领衔的“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”,让我国在高性能金属材料3D打印上,跻身世界领先行列,如今已广泛应用于我国的航空航天领域。

3D打印现在已被应用到了高性能大型金属构件的生产中。由于3D打印是热加工,目前还存在很多缺陷,尤其是在生产大型的构件方面,容易出现断裂等问题。大型金属构件增材制造国家工程实验室副主任张述泉介绍,他们经过长期科研攻关,现在在很多材料的3D打印中终于克服了这一难题,最大已经可以3D打印出12平方米的高性能金属构件,被广泛应用于航空、核电、汽车等领域。

据悉,目前我国在3D打印已有部分技术处于世界先进水平。其中,激光直接加工金属技术发展较快,已基本满足特种零部件的机械性能要求。在这方面,西北工业大学的黄卫东团队采用这类技术直接制造金属零件,并已成功对航空发动机叶片进行了再制造修复。与此同时,北京航空航天大学教授王华明领衔的“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”,让我国在高性能金属材料3D打印上,跻身世界领先行列,如今已广泛应用于我国的航空航天领域。

(三)“3D打印”从科研走向产业

物联网+3D打印

2016年8月23日,住建部发布《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》,其中提出积极开展建筑业3D打印设备及材料的研究,探索3D打印技术运用于建筑部品、构件生产,开展示范应用。这意味着在国家层面对3D打印建筑技术的认可和推广应用的鼓励。

2017年12月8日,2017世界智能制造大会专项活动--制造业+增材制造技术分论坛在南京国际青年会议中心举行。多位业界专家及领军企业负责人现场介绍了增材制造(俗称“3D打印”)技术的最新成就,3D打印正逐渐从科研走向产业。

无处不在的互联网技术和日益成熟的3D打印结合后,可以形成威力巨大的智能制造生态系统,打通从设计师到消费者之间的通道,并有可能干掉工厂。

采用3D打印技术,对房地产来说将是一次颠覆性的革命。今后顾客不但可以定制家居,还可以定制个性化的房子,打印各种异形构件,做到一套房一张设计图。小区内的建筑,在保持风格协调的基础上,也不必千篇一律等。

3D打印现在已被应用到了高性能大型金属构件的生产中。由于3D打印是热加工,目前还存在很多缺陷,尤其是在生产大型的构件方面,容易出现断裂等问题。大型金属构件增材制造国家工程实验室副主任张述泉介绍,他们经过长期科研攻关,现在在很多材料的3D打印中终于克服了这一难题,最大已经可以3D打印出12平方米的高性能金属构件,被广泛应用于航空、核电、汽车等领域。

对于3D打印在中国制造向中国智造过程中的角色定位,3D打印是发展智能制造的核心技术之一,有不可替代的作用。特别是将3D打印技术与物联网技术、大数据、云计算、机器人、智能材料等其他先进技术结合,将构成一个智能产业生态系统。设计师将各种富有创新意义的设计放到数据库平台上,用户通过物联网技术,就可以自由选择需要的产品,然后在家里打印出来,从而实现万物互联,万物打印。

在大部分人心中,3D打印只存在于高新科技领域。但随着3D打印建筑技术的日益完善,特别是3D打印建筑技术在建筑行业的成功应用,3D打印建筑技术引领的产业变革有望成为建筑业和房地产业未来的方向。

(四)物联网+3D打印

二、不利因素

报告大厅《2016-2021年中国3D打印机行业市场需求与投资咨询报告》预测,2017年我国3D打印产业规模将达到173亿元,未来五年年均复合增长率约为41.36%,2021年产业规模将达到691亿元。

无处不在的互联网技术和日益成熟的3D打印结合后,可以形成威力巨大的智能制造生态系统,打通从设计师到消费者之间的通道,并有可能干掉工厂。

与领先国家差距大

对于3D打印在“中国制造”向“中国智造”过程中的角色定位,3D打印是发展智能制造的核心技术之一,有不可替代的作用。特别是将3D打印技术与物联网技术、大数据、云计算、机器人、智能材料等其他先进技术结合,将构成一个智能产业生态系统。设计师将各种富有创新意义的设计放到数据库平台上,用户通过物联网技术,就可以自由选择需要的产品,然后在家里打印出来,从而实现万物互联,万物打印。

我国3D打印领域尽管专利数量多,但是质量较领先国家仍有很大差距。我国3D打印领域被引用频率高的专利明显较少,而且专利的权利要求书条目也相对少一些。条目数量在一定程度上反映了技术的先进性和复杂性,同时也体现了专利的质量。缺乏核心技术与人才是制约中国3D打印发展的关键因素。

二、不利因素

无法商业化量产

(一)与领先国家差距大

国内3D打印企业由于生产效率、材料短缺、缺乏核心技术等问题,短期内恐无法实现批量化、规模化生产。以3D打印制造出的电话为例,说明电话可以制造出,但只能看,不能用,因此,3D打印商品不能加上电子组件,无法让电子产品量产。

我国3D打印领域尽管专利数量多,但是质量较领先国家仍有很大差距。我国3D打印领域被引用频率高的专利明显较少,而且专利的权利要求书条目也相对少一些。条目数量在一定程度上反映了技术的先进性和复杂性,同时也体现了专利的质量。缺乏核心技术与人才是制约中国3D打印发展的关键因素。

究其原因,一方面3D打印所使用的耗材非常有限。目前3D打印的耗材原料主要分为仅有石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料、陶瓷等10多种,且价格较为昂贵,金属尤是。国产3D设备对应的耗材短缺主要源自两个原因:便宜的赚不到钱,厂家不愿意生产,而贵的耗材现有技术跟不上,由于缺少政策扶持和补贴,厂家又不愿意投入资金和人力成本去研发。

(二)无法商业化量产

另一方面,3D打印机的价格十分高昂,大多桌面级的3D打印机售价都在2万元人民币左右,国内仿制品的价格在6,000元左右,但质量却难以保障。此外,3D打印在产品精度和生产时长等生产效率上都有一定的局限性,也成为阻碍量产的主要原因之一。

国内3D打印企业由于生产效率、材料短缺、缺乏核心技术等问题,短期内恐无法实现批量化、规模化生产。以3D打印制造出的电话为例,说明电话可以制造出,但只能看,不能用,因此,3D打印商品不能加上电子组件,无法让电子产品量产。

3D打印产业规模预测

究其原因,一方面3D打印所使用的耗材非常有限。目前3D打印的耗材原料主要分为仅有石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料、陶瓷等10多种,且价格较为昂贵,金属尤是。国产3D设备对应的耗材短缺主要源自两个原因:便宜的赚不到钱,厂家不愿意生产,而贵的耗材现有技术跟不上,由于缺少政策扶持和补贴,厂家又不愿意投入资金和人力成本去研发。

2015年,中国3D打印产业规模为7.78亿美元;2016年,中国3D打印产业规模为9.26亿美元。我们预计,2018年我国3D打印产业规模将达到17.3亿美元,未来五年年均复合增长率约为34.61%,2022年将达到56.8亿美元。

另一方面,3D打印机的价格十分高昂,大多桌面级的3D打印机售价都在2万元人民币左右,国内仿制品的价格在6,000元左右,但质量却难以保障。此外,3D打印在产品精度和生产时长等生产效率上都有一定的局限性,也成为阻碍量产的主要原因之一。

关键词:3D打印预测

3D打印市场规模预测

2017年中国3D打印市场规模达到110.0亿元,增长率为37.5%。我们预计,2018年我国3D打印市场规模将达到152亿元,未来五年(2018-2022)年均复合增长率约为35.25%,2022年将达到508亿元。

图表 中投顾问对2018-2022年中国3D打印市场规模预测

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数据来源:中投顾问产业研究中心返回搜狐,查看更多

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