根据中商情报网,3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。当前我国3D打印行业渗透率不到0.1%，未来有望成长为大千亿级别行业。近日，中商情报网发布了《2023年中国3D打印行业产业链上中下游市场分析》报告，报告主要内容如下。
一、产业链
3D打印行业上游为原材料及零件，包括3D打印原材料、关键零部件和软件配套等，中游为设备制造和打印服务，下游应用领域包括航天航空、医疗健康、教育创新、文化创意、铸造模具、汽车工业等。
二、上游分析
1、3D打印原材料
3D打印原材料是影响3D打印产品质量的重要因素之一，是3D打印技术发展的物质基础。3D打印原材料目前主要可分为金属材料、非金属材料。
数据显示，在我国整个3D打印市场中，钛合金、铝合金、不锈钢分别占20.2%、10.0%、9.1%，合计占比39.3%，其余多为非金属材料，包括尼龙、PLA、ABS塑料、树脂等。
2、激光器
近年来，中国激光器市场规模保持增长趋势，2020年市场规模已达109.1亿美元，同比增长7.16%，占全球激光器市场66.12%的份额。2021年中国激光器市场规模增速加快，达到129亿美元，同比增长18.24%，市占率进一步提升。预计2023年将继续保持增长，市场规模将达172亿美元。
3、振镜系统
2021年中国激光振镜控制系统销售规模达3.86亿元，预计2023年激光振镜控制系统销售规模将达5.24亿元。
我国中低端振镜控制系统已基本实现国产化，但高端应用领域主要由德国Scaps、德国Scanlab等国际厂商主导，根据控制系统供应商出货数量及高端应用情况测算，2020年我国振镜控制系统的国产化率约15%。未来随着国内激光控制供应商的崛起，有望在高端领域对国外企业进行有效替代。
4、重点企业分析
三、中游分析
1、市场规模
受3D打印产品逐步规模化应用和部分积压的3D打印设备需求释放的带动，2021年中国3D打印产业规模增速加快，产业规模增至216.5亿元。随着3D打印产品在已有场景中应用规模进一步扩张，以及新场景、新应用的不断开拓，预计2023年中国3D打印产业规模将突破400亿元。
2、产业结构
中国3D打印设备规模占比达45.0%，3D打印服务和3D打印材料规模占比超25%。
3、产业布局
我国3D打印产业主要分布在京津冀地区、长三角地区、珠三角地区、中西部地区。
4、竞争格局
目前，中国市场的主流设备品牌包括联泰、EOS、华曙、铂力特、3D Systems、GE、Stratasys、惠普等。数据显示，联泰在3D打印行业中市场占比最大达16.4%，其次为Stratasys和EOS，分别占比14.8%和13.1%。
5、重点企业分析
随着国内3D打印企业技术的不断积累，与国外先进水平的差距快速缩小，在大尺寸成型等部分领域甚至实现了反超，优秀企业不断涌现，以铂力特、华曙高科、联泰科技等为代表，综合实力雄厚，属于行业领军企业。
6、企业热力分布图
四、下游分析
1、应用领域
3D打印目前已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域，并逐渐被尝试应用于更多的领域中。根据Wohlers Report 2022报告显示，2021年3D打印主要应用于航空航天、汽车、消费及电子产品、医疗/牙科、学术科研等领域，占比情况如下：
资料来源：Wohlers Report 2022报告、中商产业研究院整理
2、医疗
基于人体存在个体差异而传统制造医疗器械多为标准化样式或尺寸的现状，3D 打印凭借可个性化定制的特点在医疗领域内应用逐步广泛，主要应用方向包括制造医疗模型、手术导板、外科/口腔科植入物、康复器械等（主要材料包括塑料、树脂、金属、高分子复合材料等），以及生物 3D 打印人体组织、器官等。随着未来经济水平和精准医疗要求的不断提升，3D 打印技术在医疗行业的发展将拥有巨大空间。
智慧医疗产业链围绕着信息化基础设施到“互联网+医疗健康”系统建设，利用人工智能、通信、大数据等技术，逐步打通“医、药、险”各环节，智慧医疗已经成为推动我国数字经济飞速发展的“新动能”。预计未来行业将继续高速发展，到2023年国内智慧医疗应用规模可达到936.6亿元。
2、汽车工业
伴随3D 技术的创新升级，其在汽车制造领域的应用将逐渐深入，从概念模型打印到功能模型打印，目前逐步应用于功能部件制造，并向打造整车方向拓展。汽车制造领域 3D 打印，主要应用已覆盖汽车设计、零部件开发、内外饰应用等方面，主要技术为 SLS、SLM 等。随着汽车保有量和产量的上升，汽车行业巨大的市场规模将持续为 3D 打印技术的应用提供广阔的空间。
2023年1月，全国汽车产销分别完成159.4万辆和164.9万辆，同比分别下降34.3%和35%。
2022年汽车市场形势呈现好转，企业生产经营状况逐步改善。2022年中国汽车制造业营业收入92899.9亿元，同比增长6.8%。利润总额5319.6亿元，同比增长0.6%。
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近日，由来自硅谷的 At One Ventures 牵头与AM Ventures共同像3D打印陶瓷膜公司Evove投资了570 万英镑，这笔投资使得Evove能够扩大制造能力，扩大其膜 3D 打印工艺并利用其大量机会。Evove 的膜技术用于满足各种过滤和分离需求，包括从地热水中提取锂，因此将在脱碳经济中发挥关键作用。
大多数膜制造商继续依赖几十年的老方法来制造核心基础技术，这些 1960 年代至今仍在使用的工艺会产生多孔结构，如果在电子显微镜下观察，这些结构具有各种孔径（左图），这本身就很难进行精密过滤，这些传统制造的膜的主动过滤效率仅为 17%。增材制造极大地改变了游戏规则。 1960 年代技术的潜力已经耗尽，但 3D 打印可以在这些现有成熟行业的效率上实现又一次飞跃，与那些较旧的制造工艺相比，性能提高了几个数量级。
© Evove
无机陶瓷膜
根据粉体网，陶瓷膜也被称为无机陶瓷膜，是以氧化铝（Al2O3）、氧化锆（ZrO2）和氧化钛（TiO2）等粉体为原材料，采用特殊工艺制备而形成的非对称膜。上个世纪80年代，陶瓷过滤膜分离技术作为一项精密的过滤分离技术开始转向民用领域，被用来取代蒸发、离心、板框过滤等传统分离技术。90年代，无机膜研究进入以气体分离运用为主和无机膜分离器—反应器组合构件的阶段，给传统的化学工业、石油化工、生物化工等领域带来革命性的变化。
陶瓷膜特点及3D打印工艺
© 3D科学谷白皮书
陶瓷膜优点如下：
1 热稳定性好，在400℃一1000℃的高温下使用时，仍能保持其性能不变，这使采用膜分离技术进行高温气体的净化具有了可能性；
2 化学性质稳定，能耐有机溶剂、氯化物和强酸溶液，并且不被微生物降解；
3 具有较大的机械强度，能在很大压力梯度下操作，因为其机械性能好，在任何溶剂中不溶胀，能经受固体颗粒的磨损；
4 清洗方便，由于陶瓷膜的高耐腐蚀性，可以用酸溶解固体堵塞物，用碱液清洗油性沉积物；
5 膜的使用寿命长，经过多次的高温清洗仍能保持分离性能不变，它一般比有机膜的使用寿命长3—5倍；
6 抗微生物能力强，不与微生物发生作用，可在生物工程及医学科学领域中应用；7 孔径分布窄，分离效率高，容易控制孔径大小和尺寸分布，从而有效地控制分离组分的透过率和选择性。
陶瓷膜应用
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数据显示，仅计算包含市场流通的单陶瓷膜材料，我国陶瓷膜材料的市场规模从2014年的1.28亿元上升到2018年的2.03亿元。而陶瓷膜系统集成市场规模从2014年的5.56亿元上升到2018年的8.52亿元。
无机陶瓷膜
增加锂供应，实现绿色氢生产，At One Ventures与AM Ventures对Evove的投资面向可持续发展实现零碳经济带来的巨大机会。Evove的Separonics 产品线商业化的一个重要里程碑， 通过与Desktop Metal旗下的Meta Additive专有的粘结剂喷射和材料技术合作，凭借可扩展且具有成本效益的制造能力，Evove的Separonics产品线用作做气体、液体、悬浮物、甚至微生物的过滤、隔离和提取，通过3D打印技术，Separonics陶瓷膜产品可以显着降低的成本，并获得产品性能提升。
© Evove
粘结剂喷射3D打印技术，从生产效率、经济性的角度看充分的满足了面向量产的应用。不过，通过粘结剂喷射3D打印技术制造陶瓷产品的一大挑战是烧结过程中的收缩变形控制。Meta Additive的非牺牲性粘结剂解决方案使得烧结收缩从20%降到了2%，不仅消除了脱脂步骤的需要，而且还降低了后处理阶段所需的热量水平。在正常打印后，做300℃的热处理即可，热处理是为了巩固和优化一些微结构。
© 3D科学谷白皮书
据悉Meta Additive的粘结剂在使用过程中，主要是化学反应，而不仅是物理反应。这是在基于70年代就发明的原子层沉积 (ALD)与化学气相沉积 (CVD)的科技树和相关产业成果基础上，进行的化学技术的研发。这种由分子成分、纳米成分和微成分组成的粘结剂，纳米颗粒填充在粉末间隙来实现颗粒间结合和渗透，相当于在3D打印过程中将粘结剂均匀无孔地沉积在金属粉末床颗粒的空隙之间。
利用Meta Additive的粘结剂喷射技术和新型功能粘结剂来提供先进的增材制造解决方案，将使 Evove 能够消除与传统陶瓷制造技术相关的问题，包括收缩、能源密集型热处理和生产速度慢等问题。
Meta Additive的解决方案在生产陶瓷膜具有明显的优势，尤其是在具有高温和酸性流体的恶劣环境中，采用Meta Additive3D 打印Separonics 陶瓷膜意味着Evove可以有效地消除与传统陶瓷制造工艺相关的挑战、高成本和碳足迹。此外，3D 打印使得Evove能够生产新颖的精密工程架构，优化膜的流体动力学和完整性，提供真正改变游戏规则的性能，减少过滤和分离的能源消耗，并延长膜的使用寿命。
知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。