中國3D打印產(chǎn)業(yè)金額及國內(nèi)代表性發(fā)展趨勢
3D打印行業(yè)進入快速發(fā)展期,為我國企業(yè)帶來前所未有的機遇,同時也伴隨著相當(dāng)大的風(fēng)險。我國企業(yè)所面臨的風(fēng)險不僅僅是技術(shù)問題,更多的來自企業(yè)自身缺乏專業(yè)市場咨詢指導(dǎo)而造成的眼界問題,以及商業(yè)模式和戰(zhàn)略能力方面的風(fēng)險。
一切都在變化中,從設(shè)備技術(shù)的快速發(fā)展,材料技術(shù)為設(shè)備帶來的新市場發(fā)展空間,企業(yè)的內(nèi)部生態(tài)圈戰(zhàn)略版圖新布局,銷售網(wǎng)絡(luò)與商業(yè)模式的演變…無一不處于動態(tài)的變化當(dāng)中。
預(yù)計2017年我國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到173億元,未來五年(2017-2021)年均復(fù)合增長率約為41.36%,2021年產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到691億元。
發(fā)展戰(zhàn)略方面,科技部發(fā)布了科技部“十三五”先進制造技術(shù)領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃的通知,指出了推動增材制造具備開展大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)的目標(biāo),并且將網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造模式提到了重要位置。
資金引導(dǎo)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(chǎn)業(yè)鏈,部署創(chuàng)新鏈”的要求,圍繞增材制造與激光制造的基礎(chǔ)理論與前沿技術(shù)、關(guān)鍵工藝與裝備、創(chuàng)新應(yīng)用與示范部署任務(wù)。專項實施周期為5年(2016-2020年)。
本期,就中國3D打印產(chǎn)業(yè)所處的現(xiàn)狀及國內(nèi)代表了一定發(fā)展趨勢的企業(yè)情況做一梳理。
我國的優(yōu)勢體現(xiàn)在設(shè)備領(lǐng)域的全面發(fā)展,從SLA到SLM,LENS技術(shù),生物打印技術(shù),電子束焊接3D打印技術(shù)甚至是超聲波焊接3D打印技術(shù),我國都有相關(guān)的強勢企業(yè)在進行商業(yè)化運作。材料領(lǐng)域,我國不僅僅出現(xiàn)了一線的品牌與國際品牌競爭,國內(nèi)不少企業(yè)還意識到發(fā)展3D打印技術(shù)需要圍繞著這一技術(shù)實現(xiàn)的獨特價值來進行研究與應(yīng)用轉(zhuǎn)化,他們在應(yīng)用領(lǐng)域進行著積極的布局。
材料方面,根據(jù)3D科學(xué)谷的市場研究,3D打印材料領(lǐng)域,我國將圍繞著市場應(yīng)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(tài)金屬、梯度合金、記憶合金、顆粒增強高溫合金等領(lǐng)域出現(xiàn)科研標(biāo)桿,這些將進一步帶動生態(tài)圈的健全。同時,我國涌現(xiàn)了一批有特色的3D打印材料企業(yè),包括高分子材料領(lǐng)域的上海聚復(fù)(Polymaker),上海Polymaker開發(fā)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(zhì)量,令打印件變得像注塑件一樣光滑。瞄準(zhǔn)國際市場上的技術(shù)空白點,從解決市場的痛點出發(fā),這成為我國3D打印領(lǐng)域創(chuàng)新企業(yè)的一股清流。
金屬材料主要供應(yīng)商包括西安鉑力特、無錫飛爾康、上海材料所、中航邁特、優(yōu)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(yīng)用工程技術(shù)研究中心(五邑大學(xué))、華中科技大學(xué)材料成形與模具技術(shù)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(yīng)用科技、廣東華科新材料研究院、深圳微納增材技術(shù)、陜西宇光飛利、北京621所、無錫德潤堂貿(mào)易、華南理工大學(xué)國家金屬材料近凈成形工程技術(shù)研究中心、中國航空工業(yè)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(chuàng)潤新材料、湖南寧鄉(xiāng)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(fēng)、渭南安泰科技、南通金源智能技術(shù)、寧波麥斯特、南宮市肯納硬質(zhì)合金、沈陽稀有金屬研究所、長沙唯特冶金工程技術(shù)、陜西融天航空器材、西北有色金屬研究院、成都優(yōu)材科技有限公司、上海鑫烯三維、廣州納聯(lián)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(yè)增材等
基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,南京航空航天大學(xué)在主動跟蹤激光3D打印熔池凝固行為的數(shù)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(fù)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(xué)在鋁基納米復(fù)合材料的3D打印制備,激光3D打印技術(shù)制造馬氏體模具等方面頗有建樹。
華中科技大學(xué)數(shù)字裝備與技術(shù)國家重點實驗室張海鷗教授主導(dǎo)研發(fā)的金屬3D打印新技術(shù)“智能微鑄鍛”,以金屬絲為原材料的增材制造技術(shù),無需模具的自由近凈成形,且全數(shù)字化、高柔性,打印的零件材質(zhì)全致密、沒有宏觀偏析和縮松,具有較高的性能。
設(shè)備方面,最終生產(chǎn)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(jié)劑,焊接和一些新興的技術(shù)。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(yī)療應(yīng)用的高度重視,金屬增材制造,由于航空航天行業(yè)的大量使用,鈦合金占有31%的市場份額,同時,航空航天行業(yè)也大量投資于鈷、鎳和鋁合金.。
針對與SLM和EBM,根據(jù)Absolute Reports,預(yù)測到2021年的增長率保持在26.86%的年平均水平,另外根據(jù)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(jù)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(shù)領(lǐng)先的金屬粉末制造商都在開發(fā)用于增材制造的金屬粉末,雖然粉末還是供不應(yīng)求,但這一現(xiàn)象有望很快發(fā)生改變。
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