產業(yè)觀察 | 2021年增材制造行業(yè)現(xiàn)狀、競爭格局及趨勢分析

來源：華經產業(yè)研究院

一、增材制造綜述
3D打印也叫增材制造，是以數(shù)字模型為基礎，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術。相比于傳統(tǒng)的減材制造方式（通過刀具去除材料的加工方式），增材制造（3D打印）具備很多優(yōu)勢：1、縮短生產制造的時間，提高效率；2、提高原材料的利用效率；3、完成復雜結構的實現(xiàn)以提升產品性能。目前增材制造已形成基礎技術較成熟、新技術不斷創(chuàng)新的技術體系，材料部分的創(chuàng)新也層出不窮，逐漸成為航空航天、汽車、消費電子、醫(yī)療等領域的熱門技術。

從工作原理來看，3D打印是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件將其離散分解成若干層平面切片，由數(shù)控成型系統(tǒng)利用激光束、熱熔噴嘴等方式將材料進行逐層堆積黏結，疊加成型，制造出實體產品。獨特的制造工藝，使得制造一個形狀復雜物品并不比一個簡單物品消耗更多的時間、成本或技能。原材料主要包括金屬增材制造材料、無機非金屬增材制造材料、有機高分子增材制造材料以及生物增材制造材料等幾類。

增材制造材料的類別及應用領域

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從行業(yè)發(fā)展歷程來看，增材制造技術起源于美國。1940年，Perera提出了切割硬紙板并逐層粘結成三維地形圖的方法，直到20世紀80年代末，3D打印制造技術實現(xiàn)了根本性發(fā)展。1988年美國科學家Hull獲得光固化技術的發(fā)明專利，并成立了全球首家增材制造公司3D Systems。21世紀開始，隨著工藝、材料和裝備的日益成熟，增材制造技術的應用范圍由模型和原型制造進入產品快速制造階段，在航空航天等高端制造領域得到規(guī)模應用。

增材制造行業(yè)發(fā)展歷程

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二、增材制造行業(yè)相關政策梳理

2016年國務院印發(fā)《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，提出發(fā)展增材制造等技術，次年科技部公布《“十三五”先進技術領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》，將增材制造作為重點任務發(fā)展，3D打印成為國家重點資助領域。2018年國內擁有約90多家涉及3D打印業(yè)務的公司，近半數(shù)企業(yè)為2016年后進入市場。目前，我國在SLM等主流金屬3D打印技術和設備制造上，已經達到世界先進水平。

中國增材制造行業(yè)戰(zhàn)略計劃及相關資助情況梳理

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三、3D打印產業(yè)鏈

3D打印上游主要包括3D打印所需的原材料、3D打印設備所需的軟硬件；中游為3D打印設備及服務；下游為打印產品的應用領域，包括航空航天、機械制造、消費電子、汽車行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)等。

3D打印原材料主要分為金屬粉末和非金屬粉末。金屬粉末制造過程中重點關注純凈度、顆粒度、均勻度、球化度和含氧量。目前主流的金屬粉末材料包括鈦合金、高溫合金、鈷鉻合金、不銹鋼和鋁合金等。非金屬粉末材料主要包括尼龍、PLA、ABS塑料、樹脂等。

3D打印產業(yè)鏈

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四、增材制造行業(yè)現(xiàn)狀分析

1、全球市場
從全球市場規(guī)模來看，2021年全球增材市場規(guī)模達到了152.44億美元，較2020年增長了19.49%。2015-2021年增材市場規(guī)模年復合增長率達到了19.77%。根據(jù)最新增材制造行業(yè)數(shù)據(jù)，3D打印市場在2022Q1第一季度增長到了30億美元，比去年同期增長了27%。預計2025年增材制造收入規(guī)模將達到298億美元，2021-2025年CAGR為18.24%；2030年增材制造收入規(guī)模將達到853億美元，2025-2030年CAGR為23.41%。

2015-2030年全球增材制造行業(yè)市場規(guī)模及增速

注：2025E、2030E增速為年均復合增長速度。

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從金屬增材制造市場來看，據(jù)統(tǒng)計，到2019年全球金屬3D打印市場規(guī)模達到33億美元，包括3D打印設備、材料和服務，預計在2024年達到110億美元。2019-2024年CAGR達27.23%，要明顯快于全球增材市場平均增速。

2019-2024年全球金屬增材制造市場規(guī)模及增速

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從細分產品來看，3D打印原材料占比17.04%，打印裝備占比22.42%，3D打印服務占比40.09%，其他占比19.64%。3D打印服務占比遠遠超出其他細分產品。

2021年中國增材制造行業(yè)細分產品規(guī)模占比情況

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下游應用領域來看，增材制造被廣泛用于航空航天、醫(yī)療、汽車等領域。據(jù)統(tǒng)計，2021年全球增材制造服務產值規(guī)模達到62.35億美元，較2020年增長18.3%。其中，航空航天占比16.8%，是3D打印產品最重要的服務領域。其他應用領域：醫(yī)療占比15.6%，汽車14.6%，消費類/電子產品占比11.8%，科研機構占比11.1%，政府/軍事占比6%，能源7%，建筑4.5%，其他12.6%。航空航天領域、醫(yī)療和汽車是3D打印產品最重要的應用領域。

2021年增材制造的重要應用領域及其市場份額占比

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2021年增材制造材料產業(yè)規(guī)模達到25.98億美元，較2020年增長23.4%。其中，金屬原材料占比18.2%，光敏樹脂占比25.2%，聚合物絲材占比19.9%，聚合物粉材占比34.7%。2021年增材制造裝備銷售總額達到34.17美元，較2020年增長13.4%。其中，金屬打印機市場份額為36.1%，非金屬打印機市場份額為63.9%。

2021年全球增材制造行業(yè)原材料種類及占比情況

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2、中國市場

從國內市場規(guī)模來看，據(jù)統(tǒng)計，國內增材市場規(guī)模在2021年達到了262億元，較2020年增長了34.1%。預計2024年市場規(guī)模將達到500億元，2021-2024年年均復合增速為24.12%。

2017-2024年中國增材制造行業(yè)市場規(guī)模及增速

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五、增材制造行業(yè)競爭格局
1、整體市場競爭格局

從全球增材制造市場競爭格局來看，根據(jù)Xignite在2021年發(fā)布了全球3D打印排名前25的企業(yè)排名情況，其中位居前三的企業(yè)分別為泰國的Cal-Comp Electronics、日本的Mitsubishi Paper Mills和美國的3D Systems。其中進入排行榜的中國企業(yè)有5個，分別是西安鉑力特、永盛新材料、實威國際、武漢金運激光與力新國際。

從營收規(guī)模來看：營收超過10億美元的廠家僅有Cal-Comp Electronics和Mitsubishi Paper Mills。營收在1億美元-10億元美元之間的廠家有4家，分別為3D Systems、Stratasys、Proto Labs、Group Gorge SA。剩余20家企業(yè)的營收均不足一億美元；從企業(yè)分布區(qū)域來看：25家企業(yè)中中美企業(yè)數(shù)量占比達到了40%，中國和美國是3D打印產業(yè)規(guī)模全球領先的地區(qū)。

全球主要3D打印產家營收規(guī)模情況

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2、細分市場-設備端

金屬3D打印設備的主要競爭對手包括EOS、SLM Solutions、3D Systems、鉑力特、華曙高科。德國EOS成立于1989年，專注于金屬和高分子工業(yè)增材制造技術（SLM、SLS）的研發(fā)、生產和銷售，EOS公司是目前全球最大的金屬增材制造設備提供商。其他企業(yè)情況如下：

金屬3D打印設備主要公司及營收規(guī)模情況

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3、細分市場-打印產品端
當前國內金屬增材產品服務的廠家主要有鉑力特、鑫金合、頂維科技等。以南極熊在2021年7月發(fā)布的數(shù)據(jù)來看，鉑力特以150余臺金屬3D打印設備規(guī)模居行業(yè)第一。而至2021年底，鉑力特擁有的金屬3D打印設備已到了240臺，是國內最大的金屬3D打印工廠，在打印產品領域有著突出的規(guī)模優(yōu)勢。

國內金屬3D打印產品服務領域主要競爭者

資料來源：南極熊，華經產業(yè)研究院整理

3、細分市場-材料端

金屬3D打印材料制造難度大，對國外廠家的依賴度較高。金屬3D打印應用領域對粉末的要求很高，尤其是航空航天和醫(yī)療等高端應用領域。國內生產3D打印金屬粉末的廠家多集中在低端應用領域，能夠自主生產3D打印用高品質金屬粉末的制造商數(shù)量不多。

金屬3D打印原材料主要公司介紹

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六、增材制造行業(yè)未來發(fā)展趨勢

1、金屬 3D 打印技術在我國的快速發(fā)展，國內設備廠商在 3D 打印設備所需的專用材料、工藝裝備、關鍵零部件、軟件系統(tǒng)等實現(xiàn)了技術突破和工藝經驗積累，具有了一定的批產能力，帶動整個產業(yè)的競爭力明顯提升。目前，我國的熔融沉積成形、光固化成形、激光選區(qū)燒結/熔化等一大批工藝裝備實現(xiàn)產業(yè)化，部分增材制造工藝裝備已經達到國際先進水平。

2、且隨著“工業(yè)4.0”不斷推進，3D打印也被用在了汽車制造領域。相比傳統(tǒng)汽車制造工業(yè)，3D 打印技術無需模具、能夠減少廢料、可隨時打印維修部件而減少零件庫存，得到了汽車制造領域的重視， 3D打印技術在汽車零部件領域更廣泛地應用已成大勢所趨。

3、從原材料端來看，國內 3D 打印行業(yè)發(fā)展迅速，推動國產金屬粉末技術和產能提升。隨著金屬 3D 打印技術在航空航天、醫(yī)療等領域的快速滲透，市場對高端 3D 打印金屬粉末需求旺盛，國內 3D 打印金屬粉末廠家都在積極地進行粉末產品研制和相關生產線建設，未來國內3D打印金屬粉末制品廠家的市占率也有望逐步提升。