中國3D打印產業金額及國內代表性發展趨勢
3D打印行業進入快速發展期,為我國企業帶來前所未有的機遇,同時也伴隨著相當大的風險。我國企業所面臨的風險不僅僅是技術問題,更多的來自企業自身缺乏專業市場咨詢指導而造成的眼界問題,以及商業模式和戰略能力方面的風險。
一切都在變化中,從設備技術的快速發展,材料技術為設備帶來的新市場發展空間,企業的內部生態圈戰略版圖新布局,銷售網絡與商業模式的演變…無一不處于動態的變化當中。
預計2017年我國3D打印產業規模將達到173億元,未來五年(2017-2021)年均復合增長率約為41.36%,2021年產業規模將達到691億元。
發展戰略方面,科技部發布了科技部“十三五”先進制造技術領域科技創新專項規劃的通知,指出了推動增材制造具備開展大規模產業化應用的技術基礎的目標,并且將網絡協同制造模式提到了重要位置。
資金引導方面,科技部增材制造重點專項2017年度項目申報指南專項按照“圍繞產業鏈,部署創新鏈”的要求,圍繞增材制造與激光制造的基礎理論與前沿技術、關鍵工藝與裝備、創新應用與示范部署任務。專項實施周期為5年(2016-2020年)。
本期,就中國3D打印產業所處的現狀及國內代表了一定發展趨勢的企業情況做一梳理。
我國的優勢體現在設備領域的全面發展,從SLA到SLM,LENS技術,生物打印技術,電子束焊接3D打印技術甚至是超聲波焊接3D打印技術,我國都有相關的強勢企業在進行商業化運作。材料領域,我國不僅僅出現了一線的品牌與國際品牌競爭,國內不少企業還意識到發展3D打印技術需要圍繞著這一技術實現的獨特價值來進行研究與應用轉化,他們在應用領域進行著積極的布局。
材料方面,根據3D科學谷的市場研究,3D打印材料領域,我國將圍繞著市場應用的需求及前沿的研究,包括晶格和胞元的建模與制造、非晶態金屬、梯度合金、記憶合金、顆粒增強高溫合金等領域出現科研標桿,這些將進一步帶動生態圈的健全。同時,我國涌現了一批有特色的3D打印材料企業,包括高分子材料領域的上海聚復(Polymaker),上海Polymaker開發了PolySher,能對打印件噴涂特制的酒精氣溶膠,從而消除打印件表面的層狀痕跡,顯著提高表面質量,令打印件變得像注塑件一樣光滑。瞄準國際市場上的技術空白點,從解決市場的痛點出發,這成為我國3D打印領域創新企業的一股清流。
金屬材料主要供應商包括西安鉑力特、無錫飛爾康、上海材料所、中航邁特、優材科技。另外還有廣東省材料與加工研究所、廣東省粉體材料應用工程技術研究中心(五邑大學)、華中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室、長沙華曙高科、湖南頂立科技、東莞精研粉體科技、廣東科為粉體材料應用科技、廣東華科新材料研究院、深圳微納增材技術、陜西宇光飛利、北京621所、無錫德潤堂貿易、華南理工大學國家金屬材料近凈成形工程技術研究中心、中國航空工業集團公司北京航空材料研究院、上海大境海洋新材料、長沙天久金屬材料、浙江亞通焊材、成都惠騰新材料、陜西有色金鉬股份有、北京鋼研高納科技股份、無錫辛德華瑞粉末新材料科技、寧波廣博納米新材料股份、江蘇博遷新材料、江蘇米莫金屬股份、南通特種金屬粉末材料、江蘇天一超細金屬粉末、湖南瑞華新材料、上海脈達金屬粉末材料、寧波創潤新材料、湖南寧鄉吉唯信金屬粉體、北京康普錫威科技有限公司(有研總院)、東莞嘉諾三維、河南黃河旋風、渭南安泰科技、南通金源智能技術、寧波麥斯特、南宮市肯納硬質合金、沈陽稀有金屬研究所、長沙唯特冶金工程技術、陜西融天航空器材、西北有色金屬研究院、成都優材科技有限公司、上海鑫烯三維、廣州納聯材料科技、常州元一、寧波中物力拓超微材料、江蘇亞太霍夫曼、河北敬業增材等
基礎研究領域,南京航空航天大學在主動跟蹤激光3D打印熔池凝固行為的數值模擬方法,激光束與粉末顆粒光固耦合過程的模擬方法,激光3D打印復合材料的模擬方法走在了前列。在打印工藝方面,南京航空航天大學在鋁基納米復合材料的3D打印制備,激光3D打印技術制造馬氏體模具等方面頗有建樹。
華中科技大學數字裝備與技術國家重點實驗室張海鷗教授主導研發的金屬3D打印新技術“智能微鑄鍛”,以金屬絲為原材料的增材制造技術,無需模具的自由近凈成形,且全數字化、高柔性,打印的零件材質全致密、沒有宏觀偏析和縮松,具有較高的性能。
設備方面,最終生產零件,是3D打印的未來。近期的IDTechEx報告中提到2016金屬打印機銷售增長48%,材料銷售增長32%。該報告涵蓋了選擇性激光熔化(SLM),電子束熔煉(EBM)、送粉、金屬+粘結劑,焊接和一些新興的技術。材料范圍廣:鋁合金、鈷合金、鎳合金、鋼、鎳鈦合金、鈦合金、金、鉑、鈀、銀、銅、青銅,和鎢。由于對航空航天和醫療應用的高度重視,金屬增材制造,由于航空航天行業的大量使用,鈦合金占有31%的市場份額,同時,航空航天行業也大量投資于鈷、鎳和鋁合金.。
針對與SLM和EBM,根據Absolute Reports,預測到2021年的增長率保持在26.86%的年平均水平,另外根據Absolute Reports,歐洲金屬市場的速度高于全球水平,從2011年到2016年保持了54.92%的高增長水平。
金屬粉末是金屬增材制造的一大制約因素,根據Wholers與VDW報告,金屬增材制造市場份額大約只占所有增材制造的10%左右,然而這一比例有望在2023年達到51%左右。而目前大多數領先的金屬粉末制造商都在開發用于增材制造的金屬粉末,雖然粉末還是供不應求,但這一現象有望很快發生改變。
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