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增材制造(3D打?。┬袠I(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局及產(chǎn)業(yè)鏈分析(附報(bào)告目錄)
1、增材制造(3D打?。┬袠I(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
增材制造又稱“3D打印”,是以數(shù)字模型為基礎(chǔ),將材料逐層堆積制造出實(shí)體物品的新興制造技術(shù),將對(duì)傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響,是制造業(yè)有代表性的顛覆性技術(shù),集合了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、先進(jìn)材料技術(shù)與數(shù)字制造技術(shù),是先進(jìn)制造業(yè)的重要組成部分,是國(guó)家間科技競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
相關(guān)報(bào)告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年增材制造(3D打?。┬袠I(yè)全景調(diào)研與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》
原理:以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本,通過軟件分層離散和數(shù)控成形系統(tǒng),將三維實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)二維平面,利用激光束、熱熔噴嘴等方式將粉末、樹脂等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié),最終疊加成形,制造出實(shí)體產(chǎn)品。增材制造將復(fù)雜的零部件結(jié)構(gòu)離散為簡(jiǎn)單的二維平面加工,解決同類型零部件難以加工難題。
產(chǎn)業(yè)鏈:上游涵蓋三維掃描設(shè)備、三維軟件、增材制造原材料類及3D打印設(shè)備零部件制造等企業(yè),中游以3D打印設(shè)備生產(chǎn)廠商為主,大多亦提供打印服務(wù)業(yè)務(wù)及原材料供應(yīng),在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)主導(dǎo)地位,下游行業(yè)應(yīng)用已覆蓋航天航空、汽車工業(yè)、船舶制造、能源動(dòng)力、軌道交通、電子工業(yè)、模具制造、醫(yī)療健康、文化創(chuàng)意、建筑等各領(lǐng)域。增材制造經(jīng)過三十多年的發(fā)展,已經(jīng)形成了一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
增材制造(3D打印)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
資料來源:普華有策市場(chǎng)研究中心
(1)3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上游
3D打印產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括3D建模工具和原材料。其中,3D建模工具包括3D建模軟件、3D建模掃描儀和3D模型數(shù)據(jù)平臺(tái)。與此相對(duì)應(yīng),聚集在產(chǎn)業(yè)鏈上游的企業(yè)包括三維軟件開發(fā)商以及耗材生產(chǎn)商等。增材制造原材料主要包括金屬增材制造材料、無(wú)機(jī)非金屬增材制造材料、有機(jī)高分子增材制造材料以及生物增材制造材料等幾類。
(2)3D打印產(chǎn)業(yè)鏈中游
增材制造設(shè)備是牽動(dòng)增材制造行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一。增材制造設(shè)備可分為桌面級(jí)打印機(jī)和工業(yè)級(jí)打印機(jī)。近年來隨著國(guó)外桌面級(jí)打印機(jī)相關(guān)專利保護(hù)到期,技術(shù)壁壘下降,國(guó)內(nèi)桌面級(jí)打印機(jī)廠家數(shù)量急劇增長(zhǎng),新進(jìn)企業(yè)增多,加大了國(guó)內(nèi)桌面級(jí)增材制造市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)程度。與桌面級(jí)打印機(jī)市場(chǎng)相比,工業(yè)級(jí)打印機(jī)技術(shù)壁壘高,資本投入大,一直以來發(fā)展較為緩慢,但當(dāng)前工業(yè)級(jí)增材制造產(chǎn)業(yè)受到國(guó)家政策大力支持,整個(gè)市場(chǎng)目前已開始呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)形勢(shì)。3D打印的核心專利大多被設(shè)備廠商掌握,因此在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)主導(dǎo)地位,這些設(shè)備生產(chǎn)廠商大多亦提供打印服務(wù)業(yè)務(wù),近年來,3D打印行業(yè)整合加劇,通過并購(gòu)3D打印軟件公司、材料公司、服務(wù)提供商等,設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合方案提供商,加強(qiáng)了對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的整體掌控能力。
(3)3D打印產(chǎn)業(yè)鏈下游
增材制造技術(shù)的下游應(yīng)用以航空航天、軍工、船舶工業(yè)、核工業(yè)、汽車工業(yè)、軌道交通及醫(yī)療為主。目前該技術(shù)在下游行業(yè)的應(yīng)用方式主要分為直接制造、設(shè)計(jì)驗(yàn)證和原型制造。直接制造是指根據(jù)三維模型,直接用增材制造技術(shù)生產(chǎn)最終產(chǎn)品,具有產(chǎn)品定制性強(qiáng)與產(chǎn)品精度硬度高的特點(diǎn),是未來增材制造技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。與傳統(tǒng)制造相比,采用增材制造技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證及原型制造,可節(jié)約時(shí)間與經(jīng)濟(jì)成本。此外,增材制造在維修領(lǐng)域也具有市場(chǎng),使用增材制造技術(shù)不僅能簡(jiǎn)化維修程序,還可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高還原度與制造材料原型匹配的功能。
2、我國(guó)3D打印市場(chǎng)增長(zhǎng)潛力較大
經(jīng)過三十多年發(fā)展,增材制造產(chǎn)業(yè)正從起步期邁入成長(zhǎng)期,呈現(xiàn)出加速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。預(yù)計(jì)到2025年全球增材制造產(chǎn)業(yè)可能產(chǎn)生高達(dá)2,000-5,000億美元經(jīng)濟(jì)效益。
中國(guó)增材制造行業(yè)相對(duì)歐美國(guó)家起步較晚,在經(jīng)歷了初期產(chǎn)業(yè)鏈分離、原材料不成熟、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一與不完善及成本昂貴等問題后,當(dāng)前中國(guó)增材制造已日趨成熟,市場(chǎng)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。2015-2019年我國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模年均增速超過30%,高于全球增速近10個(gè)百分點(diǎn),預(yù)計(jì)未來幾年,還將保持高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。
3、增材制造(3D打?。└?jìng)爭(zhēng)格局
(1)國(guó)家層面
當(dāng)前,全球3D打印市場(chǎng)主要集中在北美、歐洲和亞太地區(qū)三個(gè)地區(qū)。這三個(gè)地區(qū)的3D設(shè)備累計(jì)裝機(jī)量占到了全球的95%,其中四成在北美(美國(guó)為主),歐洲和亞太地區(qū)各占近三成。美國(guó)、中國(guó)、日本和德國(guó)四個(gè)國(guó)家累計(jì)裝機(jī)量排名前列。
全球增材制造產(chǎn)業(yè)已基本形成了美、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)主導(dǎo),亞洲國(guó)家和地區(qū)后起追趕的發(fā)展態(tài)勢(shì)。美國(guó)率先將增材制造產(chǎn)業(yè)上升到國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展高度,引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化。歐盟及成員國(guó)注重發(fā)展金屬增材制造技術(shù),產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用走在世界前列。俄羅斯憑借在激光領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì),積極發(fā)展激光增材制造技術(shù)研究及應(yīng)用。日本全力振興增材制造產(chǎn)業(yè),借助增材制造技術(shù)重塑制造業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
(2)企業(yè)層面
3D打印行業(yè)內(nèi)部的競(jìng)爭(zhēng)主要分為技術(shù)之間的競(jìng)爭(zhēng)和公司之間的競(jìng)爭(zhēng)。行業(yè)發(fā)展初期,各項(xiàng)技術(shù)獨(dú)立發(fā)展,市場(chǎng)也相對(duì)獨(dú)立,企業(yè)之間不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。隨著技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用面擴(kuò)大,不同技術(shù)之間開始競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)行業(yè)整合加劇,單一技術(shù)企業(yè)數(shù)量減少,技術(shù)間的競(jìng)爭(zhēng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯贁?shù)擁有多項(xiàng)技術(shù)的企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)。目前3D打印行業(yè)內(nèi)部的競(jìng)爭(zhēng)主要集中在設(shè)備廠商之間,這些設(shè)備廠商同時(shí)也提供3D打印的相關(guān)服務(wù)。2018年,從市場(chǎng)份額來看,Stratasys和3D Systems仍保持前兩名。
金屬和非金屬是3D打印材料的兩個(gè)主要分類,分別對(duì)應(yīng)不同的打印原理和技術(shù)。美國(guó)企業(yè)多集中在非金屬材料領(lǐng)域,歐洲企業(yè)多集中在金屬材料領(lǐng)域。2017年度,全球?qū)I(yè)級(jí)3D打印設(shè)備出貨量排名前三的公司都以非金屬3D打印為主。其中美國(guó)Stratasys和3DSystems兩家公司的出貨量占行業(yè)的近七成。EOS、Concept Laser(被GE增材公司收購(gòu))、SLM Solutions、Arcam(被GE增材公司收購(gòu))、Phenix Systems(被3DSystems收購(gòu))、鉑力特等為主要的金屬3D打印設(shè)備廠商。由于金屬3D設(shè)備單價(jià)遠(yuǎn)高于非金屬,因此出貨量方面不及非金屬3D設(shè)備。受專利到期等因素影響,非金屬3D打印行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)逐漸加劇,設(shè)備價(jià)格出現(xiàn)下降趨勢(shì)。相比之下,金屬3D設(shè)備的價(jià)格仍維持在較高的水平。鉑力特專注于金屬增材制造領(lǐng)域,除鉑力特外,該領(lǐng)域的主要企業(yè)如下:
1)德國(guó)EOS
德國(guó)EOS成立于1989年,是金屬和高分子材料工業(yè)3D打印的領(lǐng)導(dǎo)者。EOS公司現(xiàn)在已經(jīng)成為全球 最大的金屬增材制造設(shè)備提供商,產(chǎn)品類型覆蓋增材制造設(shè)備、打印服務(wù)、材料、工藝和咨詢服務(wù)等。
2)德國(guó)SLM Solutions
德國(guó)SLM Solutions集團(tuán)是世界 領(lǐng)先的金屬激光增材制造設(shè)備生產(chǎn)商及服務(wù)提供商,法蘭克福上市公司。一直以來SLM專注于選擇性激光熔化(SLM)相關(guān)的高新技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,公司同時(shí)也是該技術(shù)領(lǐng)域的先驅(qū)之一,為客戶提供具有高自由度形態(tài)部件的設(shè)計(jì)和制造方法,適用于個(gè)性化定制及批量的部件生產(chǎn),產(chǎn)品類型覆蓋增材制造設(shè)備、原材料、打印及軟件服務(wù)。
3)美國(guó)GE增材
GE通過全球并購(gòu)實(shí)現(xiàn)從增材制造應(yīng)用向增材制造裝備及服務(wù)供應(yīng)商轉(zhuǎn)變。GE公司2010年開始布局增材制造技術(shù),通過不斷并購(gòu)實(shí)現(xiàn)從增材制造用戶方到服務(wù)提供方的轉(zhuǎn)變。2016年,GE公司成功收購(gòu)瑞典Arcam公司和德國(guó)Concept Laser公司,成為金屬增材制造領(lǐng)域的佼佼者,并在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了增材制造零部件的規(guī)模化應(yīng)用。
4)美國(guó)3D Systems
3D Systems成立于1986年,紐約證券交易所上市企業(yè),全球銷售規(guī)模最大的3D打印解決方案供應(yīng)商,提供“從設(shè)計(jì)到制造”全套增材制造解決方案,包括3D打印機(jī)、打印材料、打印服務(wù)和云計(jì)算按需定制部件。主要技術(shù)路線包括材料擠出、激光燒結(jié)、光固化成形及3DP等多種,可選材料包括塑料、金屬、陶瓷等多種。
5)雷尼紹公司(Renishaw)
雷尼紹是世界 領(lǐng)先的工程科技公司之一,在精密測(cè)量和醫(yī)療保健領(lǐng)域擁有專業(yè)技術(shù)。公司向眾多行業(yè)和領(lǐng)域提供產(chǎn)品和服務(wù),從飛機(jī)引擎、風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)制造,到口腔和腦外科醫(yī)療設(shè)備等。此外,公司是英國(guó)唯一一家設(shè)計(jì)和制造工業(yè)用金屬增材制造設(shè)備的公司,產(chǎn)品覆蓋增材制造設(shè)備、金屬粉末材料、輔助設(shè)備和軟件及專業(yè)打印和技術(shù)服務(wù)
咨詢等。
6)杭州先臨三維
杭州先臨三維成立于2004年,專注3D數(shù)字化與3D打印技術(shù)研發(fā),從3D掃描設(shè)計(jì)技術(shù)、3D打印制造技術(shù)到3D視覺檢測(cè)技術(shù),覆蓋設(shè)計(jì)-制造-檢測(cè)的數(shù)字化制造全流程。旗下易加三維專注金屬3D打印等直接制造3D打印技術(shù)的研發(fā)。
7)西安鉑力特增材
公司是一家專注于工業(yè)級(jí)金屬增材制造(3D打?。┑母咝录夹g(shù)企業(yè),為客戶提供金屬增材制造與再制造技術(shù)全套解決方案,業(yè)務(wù)涵蓋金屬3D打印原材料的研發(fā)及生產(chǎn)、金屬3D打印設(shè)備的研發(fā)及生產(chǎn)、金屬3D打印定制化產(chǎn)品服務(wù)、金屬3D打印工藝設(shè)計(jì)開發(fā)及相關(guān)技術(shù)服務(wù)(含金屬3D打印定制化工程軟件的開發(fā)等),構(gòu)建了較為完整的金屬3D打印產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,整體實(shí)力在國(guó)內(nèi)外金屬增材制造領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。產(chǎn)品及服務(wù)廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)機(jī)械、能源動(dòng)力、科研院所、醫(yī)療研究、汽車制造及電子工業(yè)等領(lǐng)域,尤其在航空航天領(lǐng)域,市場(chǎng)占有率較高。