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国内3D打印市场现状及发展趋势浅析

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3D打印市场概况

市场规模呈几何级增长态势,预计 2020年突破 210亿美元。2013年全球 3D打印产品和服务市场增长 34.9%,达到 30.7亿美元,这是 3D打印行业最近 17年来增长速度最高的一年。而过去 26年的平均年增长率为 27%,最近三年的年复合增长率为 32.3%。预计2015年全球 3D打印产业的市场规模将达到 60亿美元,2018年将比 2013年翻 4倍到 125亿美元,而 2020年将突破 210亿美元。

中国市场潜力巨大从 2010 年开始,3D 打印行业整体收入进入加速期。2012 年全球3D 打印整体收入约为22.04 亿美元,主要包括设备、材料和服务三个部分,较2011 年的17.14 亿增长了28.6%;2011年和2010 年,这一增长率分别为29.4%和24.1%,预计行业整体增速持续保持在20%左右。3D 打印设备和材料方面,2012 年的收入约为10.03 亿,较2011年的8.34 亿增长了20.3%,2011 年和2010 年,这一增长率分别为28%和22.9%。3D 打印服务收入方面,2010 年、2011 年和2012 年的增长率分别为25.3%、30.7%和36.6%,收入增长呈现加速趋势。

3D打印产业链自上而下主要包含打印材料、打印设备和打印服务三大类,这三类市场份额占比分别为37%、39%和 24%。

美国、日本、德国占据了 3D打印市场的主导,尤其是美国占据了全球近 38%的比重。 具体公司而言,主要包括 3D Systems(美国)、Stratasys(美国) 、ExOne(美国) 、EOS(德国) 、Solido(以色列) 、Envisiontec(德国)等,这些公司分别在特定领域和细市场具有比较优势,目前这些企业占据了全球市场 90%的市场份额。

中国或将取代美国成为全球最大的3D打印市场

1、激光器、软件、材料等核心技术还依赖进口

目前,设备、材料、软件等核心领域都能够不同程度实现自给,并在文化创意、工业、生物医学等领域得到应用。但是激光器、软件、材料等核心技术还依赖进口。

预计未来 2-3年内将达到 100亿左右,超越美国成为全球最大的 3D打印市场。2012年中国 3D打印市场规模约为 10亿元,2013年翻了一番达到 20亿元。预计未来 2-3年内将达到 100亿左右,为 2012年(10亿元人民币)的 10倍,从而使中国超越美国成为全球最大的 3D打印市场。

2、3D打印应用广泛,但仍面临较大挑战

就应用的行业而言,目前 3D打印设备主要在消费品/电子、医疗、工业设备、交通运输、航天航空等行业应用的比较广泛。

1)医疗

医疗应用是目前最受关注的下游行业,比较成熟的是骨骼类。牙齿、手臂、下颚骨及关节等都已经在动物身上得到验证并在几例人体移植上获得成功。

2014年 8月,北京大学研究团队成功地为一名 12岁男孩植入了 3D打印脊椎,这属全球首例 3D打印人工定制枢椎应用于恶性肿瘤的治疗。植入的 3D脊椎可以跟现有骨骼非常好地结合起来,不需要太多的锚定,能缩短病人的康复时间。此外,研究人员还在上面设立了微孔洞,它能帮助骨骼在合金之间生长。换言之,植入进去的 3D打印脊椎将跟原脊柱牢牢地生长在一起,能够避免出现传统病变椎体切除手术后椎体塌陷的问题。此外,3D打印还成功打印出在外骨假肢、头盖骨甚至心脏。

打印头盖骨进行面部修复:传统的面部修复术从开发到调整,既费时又烧钱。采用 3D打印技术辅助设计缺损颅骨外形,除了以钛金属网重建缺损颅眶骨,还需要从腿部取肌肉进行填补,制作出缺损的脑盖,最终实现左右对称。

打印心脏等复杂器官:医生就可以在手术之前完全复制心脏的模型,成功制定一个复杂的矫正手术方案,从而减少病人在手术台上的时间,使手术变得更为安全。

2)工业领域

在工业领域,工业级 3D打印机可以打印出汽车、航天等需要的零件,有效地规避了传统零部件研测高投入和长耗时的弊端。如汽车制造前期的零部件研发测试阶,只是一个小批量生产过程,3D打印有着缩短开发周期、降低研发成本的快速成型要求,以便能够及时对关键的零部件进行可行性测验和调整,3D打印以一种成本有效的方式规避了传统零部件研测高投入和长耗时的弊端。

3)建筑业

建筑业里,工程师和设计师们已经接受了用 3D打印机打印的建筑模型,这种方法快速、成本低、环保,同时制作精美,完全合乎设计者的要求,同时又能节省大量材料。打印建筑所使用的原理与一般的 3D打印机基本相同,不过原料却换成了水泥和玻璃纤维的混合物,而这种特殊的建筑材料还可回收利用,大大减轻了建筑废料造成的环境压力。

4)消费品领域

随着桌面级 3D打印机的销售量持续增长,许多小工具(如凳子、扳手、剪刀、椅子、台灯等线条简单的工具)、小玩具(模型或者任务玩偶等)甚至小零食都可以由 3D打印机打印出来。

3D打印未来发展趋势分析

1、3D打印材料暴涨

材料的增加是3D打印技术发展的必然趋势。近来,每隔一段时间就会出现多款新型的3D打印材料。这些材料的研发周期逐渐缩短,发布频率逐渐提高,2015年迎来3D打印材料暴涨成为必然。

2、打印机销量暴增

2014年全球3D打印机出货量为108151台。而在未来的几年内,3D打印机的出货量将会大增。3Dprint针对此进行预测,它表示3D打印机出货量还有可能更快。理由是3D打印行业内创新速度较快,价格平民化的设备不断出现。

3、更好更快更廉价

企业家正从各方涌向3D打印领域。未来,3D打印不仅是一种打印、扫描和共享内容的新方式,而且还将增加打印的精密度、规模以及更好的选择材料。而且打印成本也将下降。总体而言,功能性材料将进入市场,而且还将出现更加先进的打印程序,2015年将会看到更加先进的3D打印机走向市场。一些初创型企业也会研发出更快、更便宜的3D打印设备。

4、3D照相馆的崛起

一些公司已经开设了一些小规模的店内3D大头照拍摄馆。未来一年,简单的3D扫描设备和软件将会越来越普及,而且消费成本也会越来越便宜,甚至还会出现一些便携式的3D拍摄设备。2015年,还将有更多的新企业开设3D拍摄馆。更为重要的是,这些扫描和拍照工具将为大规模的定制化拍摄奠定基础,并能够让更多的公司为每一个客户拍摄定制化的3D照片。

5、医疗神器

3D打印技术最具潜力的作用将体现在医疗健康领域。人们已经看到从颅骨和面部植入假体材料到低成本的低成本的假体,再到可更换的气管等在内的诸多3D打印产品。未来一年,在此领域还将充满更多的新创意。尽管打印完全功能的器官还需要一段时间,但是,为个别患者定制打印某种器官的能力将会出现。医生们也因有了强大的3D打印工具而更加舒适,并能够获得更好的体验,与此同时,人们的生活也会因此而更加美好。

6、战争武器

尽管使用类似于机器人的热熔胶枪来制作一支真枪,并不是获得武器的最有效方式,但这种做法肯定会产生轰动效应。未来一年,更多的枪支、手榴弹、以及一些更夸张的武器将会出现。管理者也会担忧3D打印机可能会成为混乱状态的最终工具。




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