來(lái)源:韜揚(yáng)軍工高端制造沙龍
作者:中信建投軍工團(tuán)隊(duì)
金屬增材制造工藝原理主要分為粉末床熔融(PBF)和定向能量沉積(DED)兩類(lèi),當(dāng)前PBF應(yīng)用最廣泛,DED市場(chǎng)份額逐步提升。作為新興工藝,增材制造具有傳統(tǒng)的減材制造不具備的優(yōu)勢(shì),因此其逐漸被人們重視,各國(guó)紛紛出臺(tái)產(chǎn)業(yè)政策扶持,行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)也逐漸明了,金屬增材制造將向著多材料、高效率、高精度、大尺寸、智能化、國(guó)產(chǎn)化率提高、滲透率提高、增減材一體化、無(wú)支撐、系統(tǒng)級(jí)制造等趨勢(shì)發(fā)展。
1金屬增材制造:方興未艾,星辰大海(上)
核心觀點(diǎn)
增材制造的主要應(yīng)用場(chǎng)景為:小批量、復(fù)雜化、輕量化、定制化、功能一體化零部件制造。金屬增材制造工藝原理主要分為粉末床熔融(PBF)和定向能量沉積(DED)兩類(lèi),當(dāng)前PBF應(yīng)用最廣泛,DED市場(chǎng)份額逐步提升。作為新興工藝,增材制造具有傳統(tǒng)的減材制造不具備的優(yōu)勢(shì),因此其逐漸被人們重視,各國(guó)紛紛出臺(tái)產(chǎn)業(yè)政策扶持,行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)也逐漸明了,金屬增材制造將向著多材料、高效率、高精度、大尺寸、智能化、國(guó)產(chǎn)化率提高、滲透率提高、增減材一體化、無(wú)支撐、系統(tǒng)級(jí)制造等趨勢(shì)發(fā)展。
增材制造—先進(jìn)制造業(yè)技術(shù),傳統(tǒng)制造業(yè)重要補(bǔ)充
增材制造(Additive Manufacturing, AM, 俗稱(chēng)“3D打印”)是具有顛覆性的先進(jìn)制造技術(shù)。增材制造以三維數(shù)字模型為基礎(chǔ),將材料通過(guò)分層制造、逐層疊加的方式制造出實(shí)體零件。其優(yōu)勢(shì)在于短研發(fā)周期、復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造、輕量化、高材料利用率、強(qiáng)力學(xué)性能等。反之金屬增材制造在可加工材料種類(lèi)、加工精度、表面粗糙度、加工效率方面遜于傳統(tǒng)精密加工,在大規(guī)模生產(chǎn)上成本處于劣勢(shì),因此增材制造的主要應(yīng)用場(chǎng)景為:小批量、復(fù)雜化、輕量化、定制化、功能一體化零部件制造。
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金屬增材制造技術(shù)以PBF、DED為主要路線(xiàn)
金屬增材制造工藝原理主要為粉末床熔融(PBF)和定向能量沉積(DED)兩大類(lèi)別。前者適用于精密成型,后者適用于高效率大尺寸應(yīng)用場(chǎng)景。當(dāng)前PBF應(yīng)用最廣泛,DED市場(chǎng)份額逐步提升。2021年P(guān)BF和DED分別在金屬增材制造市場(chǎng)中占據(jù)83.8%和9.1%的市場(chǎng)份額,預(yù)計(jì)到2026年P(guān)BF與DED市場(chǎng)份額分別下降至74%和8.6%。且金屬增材制造成熟度及產(chǎn)業(yè)化水平最高的技術(shù)路線(xiàn)主要集中在PBF、DED,其中L-PBF(基于激光的PBF,以SLM為代表)在產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用最為廣泛,E-PBF(基于電子束的PBF,以EBM為代表)排名第二。
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SLM是目前應(yīng)用最廣泛的金屬增材制造技術(shù),廣泛用于制造航空航天、汽車(chē)模具等領(lǐng)域的精密零部件。SpaceX使用SLM技術(shù)制造二代龍飛船引擎室,解決了復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造、縮短火箭發(fā)動(dòng)機(jī)交貨期、降低制造成本。
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電子束熔融技術(shù)(Electron Beam Melting)是新興的先進(jìn)金屬增材制造技術(shù),已廣泛應(yīng)用于快速原型制作、快速制造、工裝和生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域。EBM技術(shù)應(yīng)用助力航空航天零部件生產(chǎn)發(fā)展,減輕發(fā)動(dòng)機(jī)零部件重量,提高燃油效率,并且有效提高增材制造技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的滲透率。
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激光近凈成形技術(shù)是無(wú)需后處理的金屬直接成形方法,也是DED中研究和應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。該技術(shù)不僅能直接打印出三維金屬零件,還能在已有零件上進(jìn)行打印。因此在制造或修復(fù)高附加值的產(chǎn)品,比如航空發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)床部件中得到廣泛應(yīng)用。LENS(激光近凈成型)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)梯度材料、復(fù)雜曲面修復(fù),在大型器件的修復(fù)上正不斷地發(fā)揮作用,是鏈接傳統(tǒng)制造與3D打印的橋梁。
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電子束熔絲沉積成形技術(shù)(Electron Beam Wire Deposition, EBWD)是以電子束作為激活源的前沿DED技術(shù),具有速度快、成本低、打印尺寸大等優(yōu)點(diǎn)。Sciaky公司推出的EBAM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了沉積速率大幅提升。
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電弧增材制造技術(shù)(Wire and Arc Additive Manufacture, WAAM)使用電弧作為激活源,是一種成本極大降低的大尺寸高效率金屬增材制造技術(shù)。WAAM打印精度較低,但是打印尺寸較大。WAAM的特點(diǎn)讓其很適合以高價(jià)值的材料制造中等復(fù)雜程度的大尺寸零件。
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金屬增材:向著多材料、高效率、高精度、大尺寸、智能化、國(guó)產(chǎn)化率提高、滲透率提高、增減材一體化、無(wú)支撐、系統(tǒng)級(jí)制造等趨勢(shì)發(fā)展
作為新興工藝,增材制造具有傳統(tǒng)的減材制造不具備的優(yōu)勢(shì),因此其逐漸被人們重視,各國(guó)紛紛出臺(tái)產(chǎn)業(yè)政策扶持,行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期,未來(lái)金屬增材發(fā)展趨勢(shì)如下:
1)多材料:多材料包括可打印材料的多樣化以及多材料混合打印兩個(gè)方面;
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2)高效率與高精度:金屬增材制造效率有待進(jìn)一步提升,打印效率和打印精度是增材制造技術(shù)兩個(gè)難以兼顧的目標(biāo),未來(lái)希望能在高精度制造的情況下實(shí)現(xiàn)高效率增材制造;
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3)大尺寸:進(jìn)一步增大可打印尺寸是當(dāng)前增材制造裝備的發(fā)展趨勢(shì),目前增材制造打印件成形尺寸已經(jīng)步入“米”級(jí)時(shí)代;
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4)智能化:增材制造工藝需要進(jìn)行質(zhì)量控制,需要高度訓(xùn)練有素的技術(shù)人員來(lái)啟動(dòng)、監(jiān)測(cè)和拆除組件,未來(lái)需要實(shí)現(xiàn)增材制造的智能化與自動(dòng)化;
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5)國(guó)產(chǎn)化率提高:由于我國(guó)的3D打印設(shè)備公司對(duì)于軟硬件存在不同程度的進(jìn)口依賴(lài),因此推進(jìn)核心器件(主要指:激光器、振鏡以及工業(yè)軟件)國(guó)產(chǎn)化至關(guān)重要;
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6)滲透率提高:加強(qiáng)金屬 3D 打印定制化產(chǎn)品在一般工業(yè)領(lǐng)域滲透,提高3D打印可運(yùn)用場(chǎng)景,并使其在已經(jīng)引入增材制造的下游領(lǐng)域中增加3D打印的使用占比;
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7)增減材一體化:增減材復(fù)合制造技術(shù)結(jié)合了增材近凈成形和減材保證精度的優(yōu)點(diǎn),適合高精度復(fù)雜型面及具有內(nèi)孔內(nèi)腔零件的一體化制造和修復(fù)再制造;
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8)無(wú)支撐3D打。褐谓Y(jié)構(gòu)的存在會(huì)降低模型的表面質(zhì)量,且去除支撐需要的后處理會(huì)提高成本,無(wú)支撐3D打印能降低材料浪費(fèi)以及提高模型質(zhì)量;
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9)系統(tǒng)級(jí)制造:系統(tǒng)級(jí)制造就是指對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)部件基于增材制造設(shè)計(jì)制造,而不單單只通過(guò)3D打印技術(shù)打印出個(gè)別零部件。由于增材制造相比于傳統(tǒng)工藝能夠更好的制造復(fù)雜構(gòu)件,且系統(tǒng)級(jí)制造應(yīng)用越來(lái)越多,其已經(jīng)成為增材制造技術(shù)的一大趨勢(shì)。
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風(fēng)險(xiǎn)提示:軍工訂單不及預(yù)期。國(guó)內(nèi)金屬增材打印行業(yè)下游客戶(hù)集中于軍工行業(yè),收入最終主要來(lái)源于國(guó)家的國(guó)防裝備支出。軍工行業(yè)屬于特殊的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,主要受?chē)?guó)際環(huán)境、國(guó)家安全形勢(shì)、地緣政治、國(guó)防發(fā)展水平等多種因素影響。若未來(lái)國(guó)際形勢(shì)出現(xiàn)重大變化,導(dǎo)致國(guó)家削減國(guó)防開(kāi)支若軍工訂單不及預(yù)期則可能影響到行業(yè)企業(yè)的營(yíng)收。
產(chǎn)業(yè)政策風(fēng)險(xiǎn)。增材制造行業(yè)系國(guó)家重點(diǎn)扶持的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策對(duì)該行業(yè)的發(fā)展起到了積極的引導(dǎo)作用。如果未來(lái)政府對(duì)行業(yè)支持政策發(fā)生變化導(dǎo)致財(cái)政稅收優(yōu)惠、政府補(bǔ)助及科技扶持等政策縮減甚至取消,將會(huì)對(duì)行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)造成不利影響。
技術(shù)迭代風(fēng)險(xiǎn)。隨著增材制造技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,技術(shù)的升級(jí)迭代加快,不同技術(shù)之間的競(jìng)爭(zhēng)加劇,技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)仍是行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。若企業(yè)無(wú)法保持技術(shù)先進(jìn)性則可能導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)力下降。
供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)增材制造領(lǐng)域振鏡、激光器等核心零部件進(jìn)口依賴(lài)嚴(yán)重,若因地緣政治導(dǎo)致進(jìn)口受限,且短期內(nèi)無(wú)法國(guó)產(chǎn)化替代,則可能影響到企業(yè)產(chǎn)品的交付。
2、金屬增材制造:方興未艾,星辰大海(中)
核心觀點(diǎn)
全球增材制造市場(chǎng)規(guī)模高速增長(zhǎng),整個(gè)增材制造市場(chǎng)從疫情期間回暖,增速穩(wěn)定。金屬增材制造市場(chǎng)增速領(lǐng)跑增材制造行業(yè)。各國(guó)政府爭(zhēng)相出臺(tái)扶持政策爭(zhēng)奪產(chǎn)業(yè)高地。金屬增材制造產(chǎn)業(yè)鏈完備,增材制造設(shè)備制造是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的核心主體。增材制造下游主要系工業(yè)級(jí)應(yīng)用需求,已處產(chǎn)業(yè)化階段,航空航天、醫(yī)療、汽車(chē)應(yīng)用最廣泛。
國(guó)內(nèi)外金屬增材制造產(chǎn)業(yè)快速擴(kuò)張
全球增材制造市場(chǎng)規(guī)模高速增長(zhǎng),整個(gè)增材制造市場(chǎng)從疫情期間回暖,增速穩(wěn)定。全球增材制造行業(yè)產(chǎn)值從2003年的5.29億美元增長(zhǎng)至2022年的180億美元,CAGR達(dá)19.58%。2020年受疫情影響年同比增速短暫下滑至7.51%,但2021年快速回升19.49%。預(yù)計(jì)2025年將達(dá)298億美元,2030年預(yù)計(jì)將達(dá)853億美元。
金屬增材制造市場(chǎng)增速領(lǐng)跑增材制造行業(yè)。2021年全球金屬增材制造市場(chǎng)規(guī)模達(dá)25億歐元,,從需求側(cè)測(cè)算預(yù)計(jì)2026年將達(dá)到75.8億歐元,CAGR達(dá)到25%,從供給側(cè)測(cè)算預(yù)計(jì)2026年將達(dá)到78.1億歐元,CAGR達(dá)26%,領(lǐng)先增材市場(chǎng)平均增速。全球增材制造市場(chǎng)正從非金屬打印轉(zhuǎn)向金屬打印,增材制造行業(yè)應(yīng)以萬(wàn)億美元規(guī)模的金屬零件制造市場(chǎng)為目標(biāo)。
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中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)?焖贁U(kuò)張。截至2021年末中國(guó)增材制造設(shè)備累計(jì)裝機(jī)量占全球比重約10.6%,位列世界第二。中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值從2017年的96億元增長(zhǎng)至2020年的208億,同比增長(zhǎng)32.06%,CAGR達(dá)29.40%。且預(yù)計(jì)2025年我國(guó)增材制造市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)630億元,2021年-2025年CAGR超20%。
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各國(guó)政府爭(zhēng)相出臺(tái)扶持政策爭(zhēng)奪產(chǎn)業(yè)高地。美國(guó)在最新的《美國(guó)增材制造標(biāo)準(zhǔn)化路線(xiàn)圖草案V3.0》注釋了目前增材制造領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)的已發(fā)布和開(kāi)發(fā)中的標(biāo)準(zhǔn),并提供了解決增材制造標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范差距的建議,其中包括必要的前期研究和開(kāi)發(fā)指南以推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。歐洲早在2014年的《Horizon2020》就將增材制造列為關(guān)鍵實(shí)用技術(shù)之一,而我國(guó)的《2025中國(guó)制造》、《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》等重要文件中亦將增材制造列入規(guī)劃之中。
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金屬增材制造產(chǎn)業(yè)鏈完備,核心環(huán)節(jié)創(chuàng)造價(jià)值大
金屬增材制造產(chǎn)業(yè)鏈完備。增材制造產(chǎn)業(yè)上游包括原材料、零部件、三維掃描設(shè)備和三維軟件等企業(yè),中游以增材制造設(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),下游行業(yè)應(yīng)用覆蓋航空航天、汽車(chē)、工業(yè)、消費(fèi)電子、醫(yī)療、教育等多個(gè)領(lǐng)域。由于金屬增材制造技術(shù)的成本較高,增材制造設(shè)備在制造技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用和提供產(chǎn)品服務(wù)方面起到?jīng)Q定性作用,因此真正掌握打印生產(chǎn)能力或設(shè)備制造能力的中游廠商在行業(yè)中占主導(dǎo)地位。
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上游:增材專(zhuān)用粉材要求高,軟硬件國(guó)產(chǎn)化率低
與傳統(tǒng)冶金用金屬粉末相比,增材專(zhuān)用金屬粉材性能指標(biāo)要求較高,生產(chǎn)工藝有明顯區(qū)別。增材制造采用的金屬粉末一般要求純凈度高、球形度好、粒徑分布窄、氧含量低,目前應(yīng)用于 3D 打印的金屬粉末材料主要有鈦合金、高溫合金、鈷鉻合金、不銹鋼和鋁合金材料等。目前國(guó)內(nèi)的金屬 3D 打印材料已基本滿(mǎn)足國(guó)產(chǎn)設(shè)備及國(guó)內(nèi)下游增材制造需要,設(shè)備生產(chǎn)廠商一般與第三方材料廠商合作研究開(kāi)發(fā)各類(lèi)金屬材料熔融工藝,少量 3D 打印服務(wù)的廠商會(huì)同時(shí)自主生產(chǎn)金屬 3D 打印材料。
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我國(guó)工業(yè)級(jí)增材制造裝備的核心光學(xué)硬件嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口。增材制造設(shè)備所需核心元器件包括振鏡、激光器,其中激光器主要從美國(guó)、德國(guó)進(jìn)口,振鏡主要從德國(guó)進(jìn)口,都存在嚴(yán)重的依賴(lài)進(jìn)口的情況。增材制造主要采用500W等中低功率激光器,中國(guó)中功率光纖激光器國(guó)產(chǎn)化率保持穩(wěn)定且多保持在60%上下,實(shí)現(xiàn)了大部分的國(guó)產(chǎn)化替代。進(jìn)口振鏡在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用歷史較久,性能成熟穩(wěn)定,知名度相對(duì)更高,而國(guó)產(chǎn)振鏡的技術(shù)成熟度相比進(jìn)口振鏡還存在一定的差距。激光器市場(chǎng)基本被 Trumpf、IPG 等 3-4 家國(guó)外企業(yè)占有,掃描振鏡市場(chǎng)則主要被德國(guó) Scanlab 公司占有。
行業(yè)內(nèi)大部分 3D 打印設(shè)備制造企業(yè)的 3D 打印設(shè)備工業(yè)軟件系統(tǒng)系向第三方采購(gòu),軟件性能提升依賴(lài)并受制于軟件服務(wù)商,限制了設(shè)備性能和材料性能的應(yīng)用,難以快速響應(yīng)客戶(hù)軟件方面的需求。因此,擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)3D 打印設(shè)備工業(yè)軟件系統(tǒng)將有助于設(shè)備制造企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)內(nèi)比較有名的工業(yè)軟件服務(wù)商為安世亞太、Voxeldance,國(guó)外行業(yè)知名軟件廠商有Altair 公司、Materialise 公司、Hexagon 公司。
中游:打印設(shè)備為產(chǎn)業(yè)鏈核心主體,鋪粉技術(shù)路線(xiàn)主導(dǎo)行業(yè)應(yīng)用
增材制造設(shè)備制造商研發(fā)、生產(chǎn)打印設(shè)備提供給下游客戶(hù)使用,并且根據(jù)客戶(hù)反饋不斷更新迭代,向上游傳遞市場(chǎng)需求,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈水平提升。工業(yè)級(jí)打印機(jī)技術(shù)壁壘高,資本投入大,一直以來(lái)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(kāi)始呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)形勢(shì)。金屬增材制造設(shè)備制造主要廠商有EOS、SLM Solutions、鉑力特、華曙高科、易加三維等。
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增材制造設(shè)備制造是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的核心主體。增材制造設(shè)備制造商研發(fā)、生產(chǎn)打印設(shè)備提供給下游客戶(hù)使用。其中工業(yè)級(jí)打印機(jī)技術(shù)壁壘高,資本投入大,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(kāi)始呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)形勢(shì),從2017年開(kāi)始,金屬工業(yè)級(jí)增材制造設(shè)備銷(xiāo)售量出現(xiàn)井噴式增長(zhǎng),從2016年的983臺(tái)增長(zhǎng)到2017年的1768臺(tái),18A/19A/20A/21A的銷(xiāo)售量分別為2297/2327/2169/2390臺(tái),均保持了每年2000臺(tái)的銷(xiāo)售量。
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3D打印服務(wù)主要通過(guò)3D打印設(shè)備為客戶(hù)提供打印服務(wù)及各類(lèi)衍生的技術(shù)服務(wù)。全球增材制造產(chǎn)業(yè)鏈中服務(wù)收入占比接近六成,3D打印服務(wù)仍然是增材制造中游中增長(zhǎng)最迅速,最穩(wěn)定的。2021 年全球增材制造市場(chǎng)規(guī)模(包括產(chǎn)品和服務(wù))達(dá)到 152.44 億美元,同比增長(zhǎng)19.5%,2017-2021 年的年復(fù)合增長(zhǎng)率為 20.06%。其中,產(chǎn)品收入為 62.29 億美元,同比增長(zhǎng) 17.5%,服務(wù)收入為 90.15 億美元,同比增長(zhǎng) 20.9%。
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下游:工業(yè)級(jí)廣泛應(yīng)用,航空航天系最大應(yīng)用行業(yè)
增材制造下游主要系工業(yè)級(jí)應(yīng)用需求,已處產(chǎn)業(yè)化階段,航空航天、醫(yī)療、汽車(chē)應(yīng)用最廣泛。航空航天/醫(yī)療/汽車(chē)系全球增材制造的前三大下游客戶(hù)群體,市場(chǎng)占比分別從17A的18.9%/11.3%/16.0%變化到21A的16.8%/15.6%/14.6%,整體占比變化不大,航空航天與醫(yī)療有小幅度的增長(zhǎng)。主要變化來(lái)自于17A下游的工業(yè)領(lǐng)域占比最廣泛達(dá)到20%,而到21A,增材制造在該下游的占比下降嚴(yán)重。
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增材制造在航空裝備領(lǐng)域應(yīng)用前景廣。預(yù)計(jì)未來(lái)十年中國(guó)航空制造業(yè)將為增材制造帶來(lái)近千億的市場(chǎng)價(jià)值。2019 年中國(guó)航空制造業(yè)市場(chǎng)價(jià)值約 698 億美元(約合 4,886 億元人民幣),預(yù)測(cè)未來(lái)十年(2020 年~2029 年)中國(guó)航空制造業(yè)的價(jià)值年均復(fù)合增速為 10%,則未來(lái)十年中國(guó)航空制造業(yè)市場(chǎng)價(jià)值約 9.05 萬(wàn)億元,年均 9,054.33 億元,假設(shè)未來(lái)十年增材制造在航空制造業(yè)占據(jù)的份額提升至 1%,據(jù)此可計(jì)算出未來(lái)十年中國(guó)航空制造業(yè)為 3D 打印帶來(lái)的市場(chǎng)價(jià)值約 905.43 億元,年均約 90.54 億元。
航空航天領(lǐng)域廣泛使用增材制造在于其具有的多種優(yōu)勢(shì)。1)輕量化對(duì)于航空航天領(lǐng)域意義重大;2)金屬增材制造可通過(guò)拓?fù)湓O(shè)計(jì),在保證性能的前提下最大化降低零件質(zhì)量;3)增材制造能夠大幅降低材料損耗率,節(jié)約材料成本;4)金屬增材制造能夠大幅縮短零件交付周期;5)增材制造設(shè)計(jì)靈活,所需零部件少,能夠大幅降低產(chǎn)品交付周期;5)金屬增材制造在輕量化制造、零件整合、縮短交付周期方面具有傳統(tǒng)制造工藝無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用增材制造技術(shù),醫(yī)用植入物和醫(yī)療器械制造已在臨床上大規(guī)模應(yīng)用,前景廣闊。增材制造技術(shù)可被用于生產(chǎn)特制的醫(yī)療器械,從而可以為患者量身定制最終產(chǎn)品,并以非常低的成本實(shí)現(xiàn)。如今設(shè)計(jì)和打印個(gè)性化的醫(yī)用植入物和假肢已成為標(biāo)準(zhǔn)方法。增材制造技術(shù)已被廣泛用于制造牙科零件、創(chuàng)傷醫(yī)用植入物和整形外科醫(yī)療器械。全球3D打印醫(yī)療器械市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2021年的22.9億美元增長(zhǎng)到2022年的27.6億美元,復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)為20.4%。預(yù)計(jì)到2026年,該市場(chǎng)將以13.0%的CAGR,增長(zhǎng)到44.9億美元。
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增材制造技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用廣泛,預(yù)計(jì)未來(lái)3D打印零件能接近百億規(guī)模。金屬增材制造在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用經(jīng)歷了從概念模型打印,到功能模型打印,到功能部件制造,最后向打造整車(chē)方向的方向發(fā)展的過(guò)程。目前汽車(chē)行業(yè)增材制造已覆蓋汽車(chē)設(shè)計(jì)、零部件開(kāi)發(fā)、內(nèi)外飾應(yīng)用等場(chǎng)景。預(yù)計(jì)2029年汽車(chē)市場(chǎng)僅通過(guò)3D打印成品零件就可產(chǎn)生90億美元的收入,較2019年增長(zhǎng)8倍,CAGR達(dá)到20.64%。
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增材制造技術(shù)在模具領(lǐng)域的運(yùn)用廣泛,前景廣闊。3D 打印已廣泛應(yīng)用于復(fù)雜模具、嫁接模具以及隨形冷卻模具等領(lǐng)域,CNC 加工是在制造模具時(shí)最常用的技術(shù)。雖然它能夠提供高度可靠的結(jié)果,但同時(shí)也非常昂貴和費(fèi)時(shí)。所以很多模具制造企業(yè)也開(kāi)始尋找更加有效的替代方式,3D 打印技術(shù)就是一個(gè)很好的替代方式。3D 打印模具涵蓋了多個(gè)優(yōu)點(diǎn),包括:1)模具生產(chǎn)周期縮短;2)制造成本降低;3) 模具設(shè)計(jì)的改進(jìn)為終端產(chǎn)品增加了更多的功能性如隨型水冷等;4)優(yōu)化工具更符合人體工學(xué)和提升最低性能;5)定制模具幫助實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品的定制化,提升注塑模具的生產(chǎn)效率以及模具壽命。
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風(fēng)險(xiǎn)提示:軍工訂單不及預(yù)期。國(guó)內(nèi)金屬增材打印行業(yè)下游客戶(hù)集中于軍工行業(yè),收入最終主要來(lái)源于國(guó)家的國(guó)防裝備支出。軍工行業(yè)屬于特殊的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,主要受?chē)?guó)際環(huán)境、國(guó)家安全形勢(shì)、地緣政治、國(guó)防發(fā)展水平等多種因素影響。若未來(lái)國(guó)際形勢(shì)出現(xiàn)重大變化,導(dǎo)致國(guó)家削減國(guó)防開(kāi)支若軍工訂單不及預(yù)期則可能影響到行業(yè)企業(yè)的營(yíng)收。
產(chǎn)業(yè)政策風(fēng)險(xiǎn)。增材制造行業(yè)系國(guó)家重點(diǎn)扶持的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策對(duì)該行業(yè)的發(fā)展起到了積極的引導(dǎo)作用。如果未來(lái)政府對(duì)行業(yè)支持政策發(fā)生變化導(dǎo)致財(cái)政稅收優(yōu)惠、政府補(bǔ)助及科技扶持等政策縮減甚至取消,將會(huì)對(duì)行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)造成不利影響。
技術(shù)迭代風(fēng)險(xiǎn)。隨著增材制造技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,技術(shù)的升級(jí)迭代加快,不同技術(shù)之間的競(jìng)爭(zhēng)加劇,技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)仍是行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。若企業(yè)無(wú)法保持技術(shù)先進(jìn)性則可能導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)力下降。
供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)增材制造領(lǐng)域振鏡、激光器等核心零部件進(jìn)口依賴(lài)嚴(yán)重,若因地緣政治導(dǎo)致進(jìn)口受限,且短期內(nèi)無(wú)法國(guó)產(chǎn)化替代,則可能影響到企業(yè)產(chǎn)品的交付。
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