前言:
當(dāng)前3D打印已成我國拉動經(jīng)濟(jì)增長新引擎,未來有望成為一個千億級別的增長極。而3D打印作為3D 打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),其市場也呈現(xiàn)出蓬勃生機(jī)的態(tài)勢,更預(yù)示著未來幾年該市場將持續(xù)保持高速增長的態(tài)勢。目前市場主流的粉末床熔融工藝路線相關(guān)的 3D 打印原材料包括金屬粉末材料和高分子粉末材料等。其中對于材料技術(shù)的更新創(chuàng)造不斷加速,各類復(fù)合材料、可降解材料以及更優(yōu)性能的金屬材料是目前研發(fā)的重點方向。
一、3D 打印材料是 3D 打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),占據(jù)16%的市場份額
3D打印材料?是指用于3D打印技術(shù)的各種材料,這些材料通過逐層堆積的方式構(gòu)建出三維物體,是3D 打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),在3D 打印市場上占據(jù)著16%的市場份額。3D 打印技術(shù)的興起和發(fā)展離不開 3D 打印材料的發(fā)展,3D 打印原材料是影響 3D 打印產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一。
數(shù)據(jù)來源:公開數(shù)據(jù),觀研天下整理
二、3D打印已成我國拉動經(jīng)濟(jì)增長新引擎,未來有望成為一個千億級別的增長極
3D 打印又可以稱為增材制造,是一種基于離散-堆積原理形成實體物品的新型制造方式,融合了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、先進(jìn)材料技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)。雖然相比于國外市場,我國3D 打印技術(shù)發(fā)展要相對較晚,于21 世紀(jì)初期才開始發(fā)展。但近年受益于多項政策支持、3D 打印產(chǎn)品逐步規(guī)?;瘧?yīng)用以及部分積壓的 3D 打印設(shè)備需求釋放的帶動,我國3D 打印市場得到快速發(fā)展。2023 年我國 3D 打印市場規(guī)模367 億元,同比增長 14.7%。估計2024 年我國 3D 打印市場規(guī)模將達(dá) 415 億元。
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目前,3D 打印已經(jīng)邁過“0—1”的階段,已成為我國拉動經(jīng)濟(jì)增長的新引擎,其應(yīng)用場景正在不斷拓展,未來有望成為一個千億級別的增長極。數(shù)據(jù)顯示,2024年上半年我國3D打印設(shè)備產(chǎn)量同比激增51.6%,這一增長率甚至超越了熱門的新能源汽車行業(yè)(34.3%)和集成電路行業(yè)(28.9%)。同時,2024年我國3D打印設(shè)備總出口數(shù)量達(dá)到377.77萬臺,同比增長7.88%;出口總金額為81.63億元,同比增長32.75%。
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三、3D打印市場發(fā)展帶動3D打印材料市場規(guī)模不斷擴(kuò)大,目前已突破80億元大關(guān)
隨著3D打印技術(shù)的廣泛應(yīng)用,我國3D打印材料市場規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。數(shù)據(jù)顯示,2023年我國3D打印材料行業(yè)市場規(guī)模已突破80億元大關(guān),占3D打印產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的比重在20%~30%之間。這一數(shù)據(jù)不僅彰顯了3D打印材料市場的蓬勃生機(jī),更預(yù)示著未來幾年該市場將持續(xù)保持高速增長的態(tài)勢。
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四、金屬粉末材料與高分子粉末材料是主流工藝原材料,其中金屬材料是目前研發(fā)重點方向
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國??3D打印材料??行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與發(fā)展前景預(yù)測報告(2025-2032年)》顯示,目前3D 打印材料主要可分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料以及生物材料等幾類。3D 打印的每種打印技術(shù)使用的材料各有不同,如 SLM 技術(shù)常用金屬材料,SLA 通常用光敏樹脂,SLS 工藝常用尼龍(PA)粉末,F(xiàn)DM 適應(yīng)于工程塑料等。
3D 打印常用材料比較及代表企業(yè)
類別 |
材料 |
特性及應(yīng)用 |
代表企業(yè) |
金屬材料 |
鈦及鈦合金 |
強(qiáng)度高、耐蝕耐熱,用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)部件,以及火箭、導(dǎo)彈等各種結(jié)構(gòu)件 |
國外:瑞典 SANDVIKOsprey、美國Carpenter、英國 LPW、德國 EOS、瑞典 Hoganas等 國內(nèi):北京中航邁特、無錫飛而康、西安賽隆、江蘇威拉里、江西悅安新材、安徽楚江新材、西安鉑力特等 |
鋁合金 |
強(qiáng)度高、耐腐蝕,用于飛機(jī)機(jī)翼、機(jī)身和發(fā)動機(jī)部件,以及汽車工業(yè) |
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鈷基合金、不銹鋼、鎳基合金等 |
硬度高、耐腐蝕,用于航空航天、船舶工業(yè)、核工業(yè)、汽車工業(yè)等領(lǐng)域 |
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高分子材料 |
粉末類(PA、PEEK) |
強(qiáng)度高、耐高溫、機(jī)械性能優(yōu)異,適用工/模具制造、原型驗證、科研教學(xué)等 |
國外:德國巴斯夫、德國Evonik、美國陶氏化學(xué)、美國杜邦、美國3DSystems 、美國 Stratasys、美國Carbon等 國內(nèi):深圳光華偉業(yè)易生/eSUN、濟(jì)南圣泉集團(tuán)、東莞銀禧科技、深圳沃特股份、河南神馬股份、山東凱盛新材、山東萬華化學(xué)、湖南華曙高科等 |
樹脂類(光敏樹脂) |
韌性好、精度高,適用汽車、家電、電子消費品等領(lǐng)域 |
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絲材類(PLA、ABS、PC) |
高強(qiáng)度、耐高溫和沖擊,適用汽車、家電、電子消費品等領(lǐng)域 |
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無機(jī)非金屬材料 |
陶瓷材料 |
強(qiáng)度硬度高、耐高溫,適用航空航天、汽車、生物等領(lǐng)域 |
美國3DPotter、美國 Tethon3D、廣東中利鼎智能科技等 |
資料來源:公開資料,觀研天下整理
目前主流的粉末床熔融工藝路線相關(guān)的 3D 打印原材料包括金屬粉末材料和高分子粉末材料等。其中華曙高科率先突破了贏創(chuàng) PA12 在 SLS 高分子粉末材料領(lǐng)域的壟斷,成功開發(fā)從原料端全國產(chǎn)化的首款類尼龍 12 粉末材料 FS3200PA,使材料及成品價格顯著降低,并實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn),促進(jìn)了 SLS 技術(shù)應(yīng)用市場快速擴(kuò)展。
金屬材料方面,其市場開發(fā)潛力較大。就我國目前3D打印粉末材料使用情況來看,非金屬與金屬材料大致形成 6:4 的格局,非金屬材料占材料市場大部分份額。對于材料技術(shù)的更新創(chuàng)造不斷加速,各類復(fù)合材料、可降解材料以及更優(yōu)性能的金屬材料是目前研發(fā)的重點方向。
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五、成本下降下金屬 3D 打印應(yīng)用規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大
金屬 3D 打印粉末前期是由于價格較高而制約了 3D 打印的應(yīng)用拓展。近年隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及市場價格逐漸走低。以鈦合金 TC4 為例,2019 年均價在 2000 元/公斤左右,民用領(lǐng)域通常無法承擔(dān)。隨著生產(chǎn)工藝的進(jìn)步和市場參與者的增多,TC4 粉末價格持續(xù)走低,2023 年最新的粉末價格已降到 600 元/公斤,3C 領(lǐng)域成為金屬 3D 打印的另一個主戰(zhàn)場。目前金屬 3D 打印技術(shù)正在逐漸走向批量規(guī)?;瘧?yīng)用,若 3D 打印金屬粉末設(shè)備的成本下降 50%以上,則應(yīng)用規(guī)??赡軙U(kuò)大 10 倍甚至 100 倍。
近年隨著金屬粉末成本下降,金屬 3D 打印的應(yīng)用規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大。目前國內(nèi)的金屬3D 打印材料已基本滿足國產(chǎn)設(shè)備及國內(nèi)下游 3D 打印的需要,設(shè)備生產(chǎn)廠商一般與第三方材料廠商合作研究開發(fā)各類金屬材料熔融工藝,少量 3D 打印服務(wù)的廠商會同時自主生產(chǎn)金屬 3D打印材料。
目前應(yīng)用于 3D 打印的金屬粉末材料主要有鈦合金、高溫合金、鈷鉻合金、不銹鋼和鋁合金材料等。其中鈦合金是3D 打印應(yīng)用最多的金屬粉末材料,占比大袋20.2%;其次為鋁合金、不銹鋼,占比10%、9.1%。
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