3D打印專(zhuān)題研究:市場(chǎng)篇與技術(shù)篇

        行業(yè)規(guī)模尚不大,但維持快速增長(zhǎng)

　　3D打印是增材制造的通俗叫法。2012年,全球增材制造市場(chǎng)達(dá)22億美元, 其中設(shè)備6.2億、材料4.2億、服務(wù)12億。行業(yè)增速持續(xù)保持在20%左右。  增材制造須與制造工藝密切結(jié)合,不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)材料、設(shè)備、工藝的要求差異巨大,因而整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈體系龐雜,商業(yè)模式多樣。

　　增材制造是傳統(tǒng)減材制造的補(bǔ)充,而非替代

　　與傳統(tǒng)減材制造相比,增材制造的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域包括:1)傳統(tǒng)方法難以制造的高復(fù)雜性產(chǎn)品;2)傳統(tǒng)制造缺乏經(jīng)濟(jì)性和快速反應(yīng)能力的極小批量制造。

　　目前最適用于增材制造的領(lǐng)域包括航空航天(高復(fù)雜度結(jié)構(gòu)、極小批量)、醫(yī)療(生物特征、個(gè)性化需求)、原型制作(極小批量、對(duì)導(dǎo)入快速性要求高)、模具(小批量)、個(gè)性化產(chǎn)品(如古董復(fù)制、定制消費(fèi)品等)。

　　長(zhǎng)期空間取決于能否實(shí)現(xiàn)零件直接大批量制造,面臨瓶頸仍多

　　目前增材制造僅有傳統(tǒng)制造的萬(wàn)分之一規(guī)模,若僅局限于原型試制、樣品展示、模具、個(gè)性化消費(fèi)等目前飛速發(fā)展的領(lǐng)域,則長(zhǎng)期天花板并不高。

　　增材制造能否取得10倍增長(zhǎng),關(guān)鍵看能否實(shí)現(xiàn)零件直接大批量制造,目前僅6億美元為零件直接制造,瓶頸包括:符合工業(yè)要求的材料仍缺乏;設(shè)備穩(wěn)定性和加工過(guò)程可重復(fù)性有待加強(qiáng);材料成本高;制造時(shí)間長(zhǎng);尺寸受限等。

　　七類(lèi)增材制造技術(shù)各有適用領(lǐng)域

　　增材制造的核心理念是材料的逐層疊加,實(shí)現(xiàn)方式多樣,每種主流技術(shù)彼此間既有重疊亦各有所長(zhǎng),暫時(shí)看不到某一、兩種將成為絕對(duì)的趨勢(shì)。

　　例如材料擠出技術(shù)(FDM)簡(jiǎn)單易用成本低、光固化(SL)技術(shù)精細(xì)度高、材料噴射技術(shù)(PolyJet)高精細(xì)度且可實(shí)現(xiàn)多材料組合、粘結(jié)劑噴射技術(shù)(3DP)速度高且可彩色打印、粉末床熔化(Laser Sintering)可實(shí)現(xiàn)高機(jī)械性能且適用于金屬、直接能量沉積(LENS)適用于大型復(fù)雜難熔金屬毛坯制作及零件修復(fù)。

　　在相同建造尺寸的設(shè)備間比較,各技術(shù)價(jià)格差10倍 :越低價(jià)格往往用于更易加工的材料,但在強(qiáng)度、性能上較弱,適合于外觀、功能驗(yàn)證用途;而越高價(jià)格的往往用于難加工材料,盡管成本上升,但或可用于直接制造零件。  材料性能、精細(xì)度、色彩、構(gòu)建尺寸、價(jià)格等指標(biāo)決定各技術(shù)的適用領(lǐng)域 。

　　光固化市場(chǎng)銷(xiāo)售額最大,而粉末床熔化(激光燒結(jié))前景更被看好

　　若按銷(xiāo)量劃分,材料擠出占比最大41%,其次是光固化25%和材料噴射19%。從用戶(hù)使用的廣泛程度而言,這三種居前。但因設(shè)備價(jià)格差異巨大,銷(xiāo)量無(wú)法正確反映市場(chǎng)容量。因而我們根據(jù)單價(jià)水平估計(jì)了每類(lèi)設(shè)備的銷(xiāo)售額,以此推算,光固化占比最大31%,材料擠出22%,粉末床熔化21%。

　　對(duì)于未來(lái)增材制造服務(wù)商最想購(gòu)買(mǎi)的設(shè)備,粉末床熔化超過(guò)了50%。由于該技術(shù)能處理難加工金屬和復(fù)雜結(jié)構(gòu),是未來(lái)直接制造零件的理想選擇,因而該技術(shù)在未來(lái)將可能獲得更大的成長(zhǎng)空間。