产业观察：2021年增材制造行业现状、竞争格局及趋势分析
时间：2022-11-07 16:32 来源：华经产业研究院 作者：admin 阅读：次
3D打印也叫增材制造，是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术。相比于传统的减材制造方式（通过刀具去除材料的加工方式），增材制造（3D打印）具备很多优势：1、缩短生产制造的时间，提高效率；2、提高原材料的利用效率；3、完成复杂结构的实现以提升产品性能。目前增材制造已形成基础技术较成熟、新技术不断创新的技术体系，材料部分的创新也层出不穷，逐渐成为航空航天、汽车、消费电子、医疗等领域的热门技术。
从工作原理来看，3D打印是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件将其离散分解成若干层平面切片，由数控成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将材料进行逐层堆积黏结，叠加成型，制造出实体产品。独特的制造工艺，使得制造一个形状复杂物品并不比一个简单物品消耗更多的时间、成本或技能。原材料主要包括金属增材制造材料、无机非金属增材制造材料、有机高分子增材制造材料以及生物增材制造材料等几类。
增材制造材料的类别及应用领域
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从行业发展历程来看，增材制造技术起源于美国。1940年，Perera提出了切割硬纸板并逐层粘结成三维地形图的方法，直到20世纪80年代末，3D打印制造技术实现了根本性发展。1988年美国科学家Hull获得光固化技术的发明专利，并成立了全球首家增材制造公司3D Systems。21世纪开始，随着工艺、材料和装备的日益成熟，增材制造技术的应用范围由模型和原型制造进入产品快速制造阶段，在航空航天等高端制造领域得到规模应用。
增材制造行业发展历程
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二、增材制造行业相关政策梳理
2016年国务院印发《“十三五”国家科技创新规划》，提出发展增材制造等技术，次年科技部公布《“十三五”先进技术领域科技创新专项规划》，将增材制造作为重点任务发展，3D打印成为国家重点资助领域。2018年国内拥有约90多家涉及3D打印业务的公司，近半数企业为2016年后进入市场。目前，我国在SLM等主流金属3D打印技术和设备制造上，已经达到世界先进水平。
中国增材制造行业战略计划及相关资助情况梳理
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三、3D打印产业链
3D打印上游主要包括3D打印所需的原材料、3D打印设备所需的软硬件；中游为3D打印设备及服务；下游为打印产品的应用领域，包括航空航天、机械制造、消费电子、汽车行业、医疗行业等。
3D打印原材料主要分为金属粉末和非金属粉末。金属粉末制造过程中重点关注纯净度、颗粒度、均匀度、球化度和含氧量。目前主流的金属粉末材料包括钛合金、高温合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金等。非金属粉末材料主要包括尼龙、PLA、ABS塑料、树脂等。
3D打印产业链
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四、增材制造行业现状分析
1、全球市场
从全球市场规模来看，2021年全球增材市场规模达到了152.44亿美元，较2020年增长了19.49%。2015-2021年增材市场规模年复合增长率达到了19.77%。根据最新增材制造行业数据，3D打印市场在2022Q1第一季度增长到了30亿美元，比去年同期增长了27%。预计2025年增材制造收入规模将达到298亿美元，2021-2025年CAGR为18.24%；2030年增材制造收入规模将达到853亿美元，2025-2030年CAGR为23.41%。
2015-2030年全球增材制造行业市场规模及增速
注：2025E、2030E增速为年均复合增长速度。
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从金属增材制造市场来看，据统计，到2019年全球金属3D打印市场规模达到33亿美元，包括3D打印设备、材料和服务，预计在2024年达到110亿美元。2019-2024年CAGR达27.23%，要明显快于全球增材市场平均增速。
2019-2024年全球金属增材制造市场规模及增速
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从细分产品来看，3D打印原材料占比17.04%，打印装备占比22.42%，3D打印服务占比40.09%，其他占比19.64%。3D打印服务占比远远超出其他细分产品。
2021年中国增材制造行业细分产品规模占比情况
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下游应用领域来看，增材制造被广泛用于航空航天、医疗、汽车等领域。据统计，2021年全球增材制造服务产值规模达到62.35亿美元，较2020年增长18.3%。其中，航空航天占比16.8%，是3D打印产品最重要的服务领域。其他应用领域：医疗占比15.6%，汽车14.6%，消费类/电子产品占比11.8%，科研机构占比11.1%，政府/军事占比6%，能源7%，建筑4.5%，其他12.6%。航空航天领域、医疗和汽车是3D打印产品最重要的应用领域。
2021年增材制造的重要应用领域及其市场份额占比
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2021年增材制造材料产业规模达到25.98亿美元，较2020年增长23.4%。其中，金属原材料占比18.2%，光敏树脂占比25.2%，聚合物丝材占比19.9%，聚合物粉材占比34.7%。2021年增材制造装备销售总额达到34.17美元，较2020年增长13.4%。其中，金属打印机市场份额为36.1%，非金属打印机市场份额为63.9%。
2021年全球增材制造行业原材料种类及占比情况
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