3d市场调研报告

1、3d市场调研报告 近日，全球领先的在线3d打印效劳平台之一sculpteo公司，对16个垂直市场的1118名对象进行了问卷调查，编制出了一份全面、深入的调查报告3d打印现状(state of 3d printing)的报告，并于近期发表。报告结果显示，几乎所有的参与者都认为，3d打印是一个成长性的行业。 sculpteo说，他们的调查首次从大量的国际性企业样本中直接获得数据。而且根据反应结果显示，压倒性的反应称他们打算增加对3d打印效劳和技术方面的支出。根据该报告，44%的受访者表示，他们对3d打印的支出至少增加50%，而68%的受访者打算在明年增加对3d打印的整体支出。 这些数字清楚地显示，

2、从航空工业、消费电子产品到食品加工业，似乎都准备在各自的商业模式中扩大3d打印的应用。在工商部门中，显示出最具成长性的是3d打印在快速原型和创造的概念证明方面的应用。不过，医疗保健、航空航天、教育等都有望看到3d打印支出的显著增加。甚至传统上离3d打印比拟远的零售、食品加工和能源生产预计都会增加这方面的支出。 这项研究还展示了，对于使用3d打印技术和效劳的企业而言，哪些领域似乎是最重要的。32%的受访者把快速成型列为了第一优先;28%的企业也在寻求将其用于个性化定制的终端产品;13%的受访者希望3d打印能够提高生产的灵活性。 其他值得注意的重点包括降低模具投资(10%)、优化演示费用(10%)

3、、改善备件(4%)等。 这份报告还显示，有19%的受访企业把增加可用的3d打印设备作为今后5年内的优先考虑事项，而只有13%的受访企业把它列为今年的优先考虑事项。16%的受访者认为今后5年内提高生产灵活性重要，而6%的受访者更为看重备件管理。 接受调查的受访者中有53%称，材料和设备的价格是他们考虑使用或者接受增材制造和3d打印技术非常重要的因素。同时在确定采用或扩大3d打印技术的应用范围 时，高达60%的人认为3d打印机性能、稳定性和打印能力是非常重要的因素。 有趣的是，使用3d打印技术的学习曲线似乎正在缩短，43%的人认为人才培养并不算一个很重要的障碍。43%的受访者也表示，客户关于3d打

4、印技术的需求也并不是影响其采用或扩大其3d打印能力的一个特别重要的因素。 该报告还展示了3d打印所扮演的角色在欧洲企业和美国企业中的有趣差异。据天工社了解，该研究显示，欧洲企业往往把3d打印看作一个需要一定熟练性(skilled)的工作，需要经过的、在使用3d打印上有一定专长的技术人员才能胜任。相反，美国公司认为任何人都可以使用3d打印技术。 尽管sculpteo的这份报告提供了丰富的数据，但在全面性上仍然有一定的局限。其中一个主要的问题是，它所抽样的受访者绝大多数(91%)都美国和欧洲大陆。这显然没有触及到3d打印产业正在蓬勃开展的整个亚洲。 尽管如此，sculpteo的这份报告仍然包含了大

5、量真实有用的数据。该报告分为四个局部，第一局部详细介绍了xx年的3d打印趋势;第二局部按照地域分别考察了美国和欧洲; 第三局部那么是一个详细的指南，帮助希望采用3d打印技术的企业确定开展的战略;最后一局部，那么是根据不同行业分类汇总的反应数据。 3d打印行业调研报告xx-01-03 18:18 | #2楼 本小组通过网络调研、实地调查等方式对3d打印行业进行了调研，现形成该报告，主要内容包括3d打印机根本情况、工作原理、打印技术、产品用途、市场前景、国内外3d打印机厂商、行业瓶颈、主要商业模式等内容。 一、3d打印介绍 3d打印又称快速成形技术。诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一

6、种高新制造技术，它集机械工程、cad、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以直接将设计思想转变成现实原型。根本原理是“分层制造，逐层叠加”。 图1-1 杭州铭展生产的桌面级3d打印机 图1-2 杭州铭展桌面级3d打印机打印的模型 二、3d打印机工作原理和打印技术 1. 工作原理 3d打印机可以根据零件的形状，每次制作一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把他们逐层的“粘”起来。当然整个过程是在电脑控制下，由3d打印机系统完成的。不同公司制造的3d打印机所用 的成型材料一般不同，系统的工作原理也有所区别，但其根本原理都是一样的，也就是前面所说的“分层制造，逐层

7、叠加”。3d打印机工作的过程可以打一个形象的比喻：例如要制作一个塑料材质的苹果，首先我们需要的就是在电脑上做出一个3d的苹果模型文件，然后在打印机里面放入原料材质，接着就可以开始打印了。打印系统在控制的时候会从这个苹果3d模型底部开始切成很多片，也就是上面说到的截面，一般最先开始制作的是底面的 2 / 10 那一层，这时，系统会控制激光器在这一层截面的范围烧结原料（或挤出原料，这根据打印机的不同而有所差异），这一层做好就做上一层，直到整个苹果被“打印”出来。 2. 3d打印技术 从上世纪80年代3d打印诞生之后到如今，已经有十几种不同的打印技术，其中比拟成熟的有“立体光固化成型法”、“选择性激

8、光烧结法”、“分层实体制造法”等。 2.1 立体光固化成型法（sla） 用特定的激光聚焦到光固化材料的外表，使之由点到线再由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，这样层层堆叠构成一个三维的实体。该技术是最早实用化的快速成型技术，一般采用的原料为液态光敏树脂。这项技术主要用于制造多种模具、模型等。该技术成形速度快，精度较高，但是由于树脂固化过程中产生收缩，不可防止地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其开展趋势。 优势：该技术是最早出现的快速成形制造工艺，成熟度高，经过时间的检验。加工速度快，产品生产周期短，无需切削工具或模具 缺陷：造价昂贵，维护本钱过高，该系统是

9、要对液体进行操作的精密设备，对工作环境要求高。产品多为树脂类，强度，耐热性有限，不利于长期保存。软件系统操作复杂，入门门槛较高。 总结：立体光固化成形法的开展趋势是高速化，节能环保与微型化。 2.2 选择性激光烧结（sls） 该技术最早由美国德克萨斯大学奥斯汀分校提出，1992年美国dtm公司推出该技术的商业化生产设备，几十年来奥斯汀分校和dtm公司在sls领域做了大量的研究工作，同时，德国的eos公司在这一领域也做了很多研究工作，并开发了相应的系列成型设备。国内也有多家单位进行sls的相关研究工作，如华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、中北大学等。 选择性激光烧结是采用激光有选择地

10、分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成，工作时粉末缸活塞上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉。控制激光 3 / 10 束再扫描烧结新层。如此循环，直到三维零件成型。 总结：金属粉末sls技术是近年来人们研究的一个热点。实现使用高熔点金属直接烧结成型零件，对用传统切削加工方法难以制造出的高强度零件，对快速成型技术更广泛的应用具有特别重要的意义。据研究人员介绍，该技术今后的开展方

11、向应该是单元体系金属零件烧结，多元合金材料零件的烧结成型等。 2.3 分层实体制造法（lom） lom又称层叠成形，它以片材为原材料，激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据，将反面涂有热溶胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓，切割完一层后，送料机构将新的一层纸叠加上去，利用热粘压装置将已切割层粘合在一起，然后再进行切割，这样一层层地切割、粘合，最终成为三维工件。lom常用材料是纸，金属箔，塑料膜，陶瓷膜等。 lom的技术特点是工作可靠，本钱低。缺点是不能制造中空构建。 成形材料：涂敷有热敏胶的纤维纸。 主要用途：快速制造新产品样件、模型等。 三、3d打印机优势及其用途 3d打印行业最早应用于

12、工业领域，随着技术的开展，适用的制造领域范围 不断扩大。近些年来，市场规模保持着较快的.增速。从3d打印现有的技术优势和自身局限，以及未来的开展方向来看，这一技术在医疗、航空航天、消费电子和汽车行业的开展前景较为广阔。现阶段，除了医疗领域之外，3d打印技术对其他行业的奉献主要集中在产品设计和模具开发两个方面，随着技术的不断完善，这一技术的应用将会向行业的其他环节渗透。 同时，随着“创客”潮流的风行，近些年来，3d打印设备在个人消费市场的 需求急速膨胀。由于个人制造没有传统工业技术标准的约束，我们判断，未来仍将保持相对较快的开展速度，存在巨大的市场潜在需求。 随着技术的不断开展，3d打印已经逐步

13、应用于制造业的各个领域。从近 10年3d打印设备下游应用行业的分布来看，个人消费品（以电子行业为主）和交通运输设备占据主要份额；同时，医疗方面的占比在持续提升。而3d打印设备在航空航天领域的应用也稳中有升。 从具体用途来看，3d打印技术的应用主要集中在模具、工具加工（主要是 产品设计中的样件制造）和功能性设计模型上。同时，近些年来，使用3d打 4 / 10 印设备进行直接部件制造的比例，从最初的几乎为零，开始逐渐跃升。 3d打印最突出的优点是无需模具就能够成型，也不需要机械加工，就能直接从设计好的三维图形数据中打印出任何形状的物体。而传统的制造工艺最核心的一个环节就是要建模，很多高端产品能够设

14、计出来，最大的困难是生产不出来。因此，3d打印意义的核心一是传统生产方式不能生产制造的个性化、复杂高难度产品，通过3d打印技术都能够直接制造；二是虽然传统方式能够生产制造，但投入本钱太大，周期太长，通过3d打印技术可以实现快捷、方便、缩短周期、降低本钱的目的。 图3-1 abs工程塑料打印的复杂曲面模型 图3-2 abs工程塑料耗材 四、3d打印机市场 1987年3d system 公司使用立体平面印刷技术（sl）成功研发了第一台商用3d打印设备sla-1。二十多年以来，3d打印产业的市场规模一直保持着较高的增速。亚洲制造业协会首席执行官罗军介绍说，xx年全球3d打印市场规模在13亿美元，中国

15、包括设备、耗材和效劳在内，为3亿元人民币左右。根据著名咨询公司wohlers associates的统计和预测，1993-xx年行业产值复合增速为17.6%。xx年，预计市场规模超过20亿美元，年增速在25%-30%。到xx年，行业产值将突破65亿美元。 这里统计的产值范围仅包括3d打印设备，3d打印材料，以及外包的打印效劳，即3d设备制作的最终零部件。如果加上衍生市场的收入：包括3d打印设备制造的中间产品，如模具；以及其他的效劳，cad模型设计，设备使用教学等，xx年已接近30亿的市场规模。 5 / 10 根据我们对国内几家3d打印机公司的实地调查，国内3d打印机市场规模 有限。据上海福斐科

16、技董事长助理张乐奎介绍，xx年国内3d打印机市场规模在10亿元左右，该公司通过代理国外3d打印机产品实现年销售额1亿元左右，并且张乐奎估计工业级别3d打印机市场规模在最近几年只会缓慢平稳增长。另一家位于杭州的铭展网络科技公司市场人员张经理介绍，该公司自xx年11月推出自主生产的桌面级3d打印机以来，到目前为止销量仅为几百台左右。据其介绍，国内3d打印机厂商虽然不多，但竞争也十分剧烈，主要还是因为目前国内市场规模有限。 五、3d打印机生产厂商 根据我们的调查，国内外均有公司进行3d打印机的生产。但国外厂商生产的3d打印机主要偏向于工业级别，而国内厂商生产的3d打印机主要偏向于桌面级别。 国外3d

17、打印机主要生产商集中在美国，3d打印机的核心技术也掌握在美国手中。国际上比拟著名的公司有：3dsystems、objet、z-crop、makerbot、sratasys等。这些公司生产的3d打印机可以使用的耗材、加工尺寸、加工精度、加工速度等均优于国内产品。例如，国外3d打印机能打印金属制品，光敏树脂制品，石膏制品等，而国内3d打印机只能打印abs工程塑料。 国内厂商生产3d打印机主要为桌面级3d打印机，大多数生产厂商购置国外3d打印机部件在国内进行组装，仿制国外的产品。国内产品在精度控制、耗材选择等方面与国外产品仍然有很大的差距。目前国内产品使用的主要耗材为abs工程塑料，而国外产品可使用

18、光敏树脂、石膏粉、金属等各种耗材。国内产品的精度为100m级别，而国外产品可以将精度控制到25m级别。国产3d打印机打印出的制成品外观就有较明显的纹理，相比传统机械工艺还显粗糙（国内传统车床的加工精度在1m左右，超精密加工机床0.01m左右）。但国内产品的优势在于本钱较低，对于精度要求不高，只需要进行产品外观设计、产品模具验证等需求能够得到根本满足。 6 / 10 图5-1 光敏树脂材料打印的模型 图5-2 金属材料打印的模型 六、3d打印行业存在的问题 根据我们对3d打印机行业的调查，该行业主要存在的几大问题如下： 1. 可供选择的耗材过少，打印产品用途单一 目前国内外对于3d打印的热捧导致

19、某些报道有点玄乎，比方能直接打印汽车、打印肾脏云云。实际上，根据我们的调查，可供3d打印机使用的耗材有相当的局限性，目前仅仅可以使用abs工程塑料、光敏树脂、石膏粉、金属等材料。 美国、加拿大公司联合研制的所谓“3d打印车”urbee已问世一年有余。它是一种两人乘坐的三轮混合动力车，其主要动力为电力，辅以燃料乙醇，目标是成为最绿色的汽车。可惜媒体报道时通常偏离其环保目标，而称它为“第一辆完全通过3d打印制造的车”。真是这样吗？事实是现在仍无法仅通过3d打印的方式制造汽车里的关键部件，比方电机。这辆车全身上下唯一用3d打印来制造的局部只有外壳而已。urbee团队本想用玻璃钢制造车外壳，但在比照后

20、选择了fdm 3d打印技术。最终，他们通过2500小时打印，得到50个零件并组装出了urbee的外壳。 由此可见，3d打印并不意味着将车的设计文件输入机器，就能够无中生有造出一台功能完整的车。就连宝马、现代等传统车商，迄今也刚刚做到用fdm 3d打印技术加速开发新型方向盘和仪外表板。 现在看来，想用3d打印作为生产方式来取代大规模生产不太可能。且不说3d打印技术目前尚且不具备直接生产像汽车这样复杂的混合材料产品，即使该技术在未来取得长足进步，完全打印一辆车只怕要耗时好几个月，在本钱上远远高于大规模生产车时均摊到每辆车上的本钱。所以，对于生产有大量刚性需求的产品来说，具有规模经济优势的大规模生产

21、仍比重点放在个性化、可定制的3d打印生产方式更加经济。 7 / 10 不过，也正因为这个原因，在某些生产规模无法到达“汽车”规模经济效应的领域，3d打印正逐渐成为主力生产方式之一。飞机工业就是一个典型。由于飞机产量较小，结构复杂，用传统制造方式本钱高昂，浪费原料，周期很长。因此，波音公司正借助3d打印生产某些零件，并已装配到美国空军现役战机上；中国西北工业大学正尝“电子束热熔”技术制造飞机用钛合金零件；xx年度中国国家技术创造一等奖获奖工程正是“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”。 在需要高度定制化的某些医疗领域，3d打印也可以大展拳脚！今年3月初，一位美国患者借助3d打印技术及计算机断

22、层扫描/磁共振成像数据，用美国“牛津高性能材料”公司的生物兼容塑料替换了自己75%的受损颅骨。 无独有偶，美国男孩卢克因膀胱频繁渗尿，导致肾功能受损。美国威克森林再生医学研究所曾用3d打印技术为卢克定制了膀胱模子，并使其自身细胞在模子内发育成可发挥膀胱功能的器官。这个人造器官让卢克防止了终生依赖透析的命运。但这种打印技术目前还无法制成有实用价值的肾脏等结构、功能更复杂的器官，此前媒体盛传的3d打印肾脏还深藏在实验室中，不能植入人体。目前，威克森林研究所正尝试利用喷墨打印机原理，用细胞替代墨水，直接打印制造人体组织和器官。 此外，3d打印技术还可用于博物馆展品复制、个性化玩具及首饰定制等等需要精

23、确仿造或异想天开的设计等领域。 2. 本钱居高不下 虽然国产桌面级3d打印机价格廉价，在几千至几万元不等，但是受本钱和耗材的限制，其打印后的产品粗糙，所以只能用于外形设计，不能进行批量生产使用。假设要对产品进行批量生产使用，只能使用国外进口的工业级打印机，这些设备高达几十万至几百万元人民币，本钱居高不下，使得很多企业不敢尝试。 3. 效率低下，打印时间过长 即使不考虑3d打印机设备的高额本钱，使用3d打印机进行规模化生产的 时间本钱也远远高于传统的制造工艺，因为其效率仍然处于较低的水平。urbee汽车的外壳为使用3d打印机打印，但整个打印时间长达2500小时，可见，3d打印机的效率问题仍然是其

24、开展的一个瓶颈。 七、3d打印行业主要商业模式 3d打印市场在国内主要有3种商业模式，第一是设备销售，包括国外设备代理和国内厂商自己生产，第二是提供3d打印效劳，包括模型设计、3d照相等效劳，第三是3d打印机配套耗材的生产。 8 / 10 1. 设备销售 对于采用设备销售的模式，国内厂商生产的3d打印机均为桌面级别，实用性不大，而且均处于“自产自销”的模式；代理国外工业级打印机方面，由于代理的利润空间较小，而且从上文的分析来说国内目前对工业级3d打印机的需求量有限，受价格的限制短期内不会有太大的市场需求增长，国内目前也已经存在十余家，竞争已经非常剧烈，再贸然进入这种自身没有核心竞争力的领域风险

25、很大。 2. 打印效劳 对于3d打印效劳正在兴起，因为工业级3d打印机设备本钱过高，且一般企业使用率不高，因此，很多生产企业在需要进行制造新产品模具时，更加偏向于选择价格更加低廉的3d打印代理效劳，因此，成立专门的机构提供该项效劳具有一定市场潜力，实际上，在杭州、苏州等地已经出现了一些这样的企业。但同时需要考虑的是，很多企业新产品的新型模具以及设计公司的新设计都属于商业机密，在委托打印时可能会存在需要签署保密协议的问题。 3. 耗材生产 3d打印最具局限性的地方要属于其耗材，3d打印机能使用的耗材有限，并且，大局部耗材的生产技术都掌握在国外生产者的手中。例如，掌握核心3d打印机技术的objet公司，目前已经研究出14种根本材料，并在此根底上混搭出107种材料