3D打印技術(shù)又稱三維打印技術(shù)，是指通過可以“打印”出真實(shí)物體的3D打印機(jī)，采用分層加工、迭加成形的方式逐層增加材料來生成3D實(shí)體。3D打印技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是無需機(jī)械加工或模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，三維打印技術(shù)還擁有如下優(yōu)勢：通過摒棄生產(chǎn)線而降低了成本;大幅減少了材料浪費(fèi);而且，它還可以制造出傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)無法制造出的外形，讓人們可以更有效地設(shè)計(jì)出飛機(jī)機(jī)翼或熱交換器;另外，在具有良好設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的情況下，三維打印技術(shù)還可以簡化生產(chǎn)制造過程，快速有效又廉價(jià)地生產(chǎn)出單個(gè)物品。

3D打印歷史

·1986年，Charles Hull開發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D印刷機(jī)。

·1993年，麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專利。

·1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機(jī)。

·2005年，市場上首個(gè)高清晰彩色3D打印機(jī)Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

·2010年11月，世界上第一輛由3D打印機(jī)打印而成的汽車Urbee問世。

·3D打印圖片2011年6月6日，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。

·2011年7月，英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺(tái)3D巧克力打印機(jī)。

·2011年8月，南安普敦大學(xué)的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機(jī)。

·2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織。

·2013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3D打印藝術(shù)品。

·2013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”（SolidConcepts）設(shè)計(jì)制造出3D打印金屬手槍。

·2017年1月16日，科技公司Bellus 3D可完整拍下高分辨率的人臉3D照片，這些照片進(jìn)行3D打印出的面具與真正的人臉。

·2017年4月7日，德國運(yùn)動(dòng)品牌阿迪達(dá)斯（adidas）推出了全球首款鞋底3D打印制成的運(yùn)動(dòng)鞋，計(jì)劃2018年開始批量生產(chǎn)，以應(yīng)對快速變化的時(shí)尚潮流，生產(chǎn)更多定制產(chǎn)品。

3D打印技術(shù)出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代中期，實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。它與普通打印機(jī)工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。這一技術(shù)如今在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，人們用它來制造服裝、建筑模型、汽車、巧克力甜品等。

根據(jù)中研普華研究院《2020-2025年中國3D打印機(jī)行業(yè)市場前瞻與未來投資戰(zhàn)略分析報(bào)告》顯示：

2019年3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢前景分析

由于我國近年才引入3D打印技術(shù)，與國外相比差距非常大，目前全球已經(jīng)發(fā)展至金屬3D打印、高分子3D打印、陶瓷3D打印以及生物3D打印技術(shù)，我國則主要在層壓、激光燈。不過近年來我國生物3D打印技術(shù)不斷獲得突破，推進(jìn)了3D打印醫(yī)療器械、人工組織器官的臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

3D打印設(shè)備主要分為桌面級和工業(yè)級兩種。桌面級是3D打印技術(shù)的初級階段和入門階段，能夠很直觀地闡述3D打印技術(shù)的工藝原理。工業(yè)級的3D打印機(jī)主要分為快速原型制造和直接產(chǎn)品制造兩種。兩者在打印精度、速度、尺寸等各方面都有不同，其中，打印支撐和打印實(shí)體可分參數(shù)打印的設(shè)計(jì)是區(qū)分工業(yè)機(jī)和桌面機(jī)的最重要標(biāo)志。

3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。

市場規(guī)模不斷擴(kuò)大工業(yè)級產(chǎn)品潛力較大

我國3D打印從1988年發(fā)展至今，呈現(xiàn)出不斷深化、不斷擴(kuò)大應(yīng)用的態(tài)勢。2015-2017年的3年間，中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模實(shí)現(xiàn)了翻倍增長，年均增速超過25%。2017年，中國3D打印領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)超過500家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達(dá)100億元，增速略微放緩至25%左右，但仍高于全球4個(gè)百分點(diǎn)。2018年上半年，中國3D打印產(chǎn)業(yè)維持25%以上增速，2018年整體規(guī)模有望達(dá)到18.3億美元。

3D打印應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，其在下游應(yīng)用行業(yè)和具體用途領(lǐng)域的分布反映了這一技術(shù)具有的優(yōu)勢和特點(diǎn)，同時(shí)也反映了這一技術(shù)的局限和在發(fā)展過程中尚需完善的地方。3D打印機(jī)需求量較大的行業(yè)包括政府、航天和國防、醫(yī)療設(shè)備、高科技、教育業(yè)以及制造業(yè)。目前，應(yīng)用領(lǐng)域排名前三的是工業(yè)機(jī)械、航空航天和汽車，分別占市場份額的20.0%、16.6%和13.8%。

從3D打印機(jī)類型來看，2017年，國內(nèi)桌面3D打印機(jī)出貨量增長27%，其中約95%是個(gè)人或桌面打印機(jī)，工業(yè)級3D打印機(jī)出貨量雖只增加了5%。但從銷售收入來看，工業(yè)級3D打印機(jī)占總收入的80%。所以，雖然消費(fèi)級設(shè)備支撐了出貨量，但工業(yè)級設(shè)備支撐了整個(gè)行業(yè)的銷售收入，未來工業(yè)級3D打印設(shè)備是行業(yè)收入增長的主力軍。

3D打印技術(shù)品牌市場份額占比一覽

近幾年來，我國3D打印市場呈現(xiàn)出穩(wěn)中向好的態(tài)勢。因此，越來越多的企業(yè)想要分這塊大蛋糕，紛紛進(jìn)入該領(lǐng)域，目前中國所有3D打印相關(guān)企業(yè)中，約有46.9%是2016年以后進(jìn)入3D打印市場的。當(dāng)前中國市場的主流設(shè)備品牌包括聯(lián)泰、EOS、華曙、鉑力特、3D Systems、GE、Stratasys、惠普等，多為國外品牌。

以環(huán)渤海、長三角、珠三角為核心的空間發(fā)展格局已形成

從區(qū)域分布來看，我國3D打印產(chǎn)業(yè)集聚態(tài)勢明顯，目前已基本形成以環(huán)渤海、長三角、珠三角為核心，以中西部部分地區(qū)為紐帶的產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展格局。

中，北京、浙江、陜西、湖北、廣東等省份產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快。目前，北京市從事3D打印技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)與服務(wù)的企業(yè)達(dá)70家以上，2017年實(shí)現(xiàn)銷售收入約6億元。廣東省從事3D業(yè)務(wù)的企業(yè)超過400家，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值超過30億元。陜西省從事3D研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)超過70家，2017年?duì)I業(yè)收入達(dá)5億多元。

未來5年中國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景預(yù)測

2017年中國3D打印市場規(guī)模達(dá)到110.0億元，增長率為37.5%。我們預(yù)計(jì)，2018年我國3D打印市場規(guī)模將達(dá)到152億元，未來五年（2018-2022）年均復(fù)合增長率約為35.25%，2022年將達(dá)到508億元。3D打印技術(shù)涵蓋范圍廣，在汽車、航空航天、建筑業(yè)、醫(yī)學(xué)專業(yè)以及其他領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值都是十分廣泛的。未來，隨著3d打印技術(shù)發(fā)展前景成長與成本的降低，3D打印技術(shù)走入千家萬戶不無可能。

物聯(lián)網(wǎng)+3D打印

無處不在的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和日益成熟的3D打印結(jié)合后，可以形成威力巨大的智能制造生態(tài)系統(tǒng)，打通從設(shè)計(jì)師到消費(fèi)者之間的通道，并有可能干掉工廠。

對于3D打印在“中國制造”向“中國智造”過程中的角色定位，3D打印是發(fā)展智能制造的核心技術(shù)之一，有不可替代的作用。特別是將3D打印技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、機(jī)器人、智能材料等其他先進(jìn)技術(shù)結(jié)合，將構(gòu)成一個(gè)智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)師將各種富有創(chuàng)新意義的設(shè)計(jì)放到數(shù)據(jù)庫平臺(tái)上，用戶通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，就可以自由選擇需要的產(chǎn)品，然后在家里打印出來，從而實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，萬物打印。

3D打印現(xiàn)在已被應(yīng)用到了高性能大型金屬構(gòu)件的生產(chǎn)中。由于3D打印是熱加工，目前還存在很多缺陷，尤其是在生產(chǎn)大型的構(gòu)件方面，容易出現(xiàn)斷裂等問題。大型金屬構(gòu)件增材制造國家工程實(shí)驗(yàn)室副主任張述泉介紹，他們經(jīng)過長期科研攻關(guān)，現(xiàn)在在很多材料的3D打印中終于克服了這一難題，最大已經(jīng)可以3D打印出12平方米的高性能金屬構(gòu)件，被廣泛應(yīng)用于航空、核電、汽車等領(lǐng)域。

圖表：2014-2018年3D打印市場融資情況

數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)

中研普華利用多種獨(dú)創(chuàng)的信息處理技術(shù)，對3D打印行業(yè)市場海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、加工、分析、傳遞，最大限度地降低客戶投資風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)營成本，把握投資機(jī)遇，提高企業(yè)競爭力。

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