隨著多年的發(fā)展，3D打印產(chǎn)業(yè)目前已形成基礎(chǔ)技術(shù)較成熟、新技術(shù)不斷創(chuàng)新的技術(shù)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(fèi)電子、醫(yī)療等領(lǐng)域的熱門技術(shù)。3D打印材料在3D打印產(chǎn)業(yè)中必不可少，占據(jù)著3成的份額。
1、3D打印材料占據(jù)3D打印產(chǎn)業(yè)比重超3成
3D打印不僅可以一次單獨(dú)制造產(chǎn)品，而且還可以創(chuàng)建大量定制產(chǎn)品，這既可以節(jié)省大量的時(shí)間，減少浪費(fèi)，還可以節(jié)約成本。以這種方式創(chuàng)建的產(chǎn)品也將更輕，但功能同樣強(qiáng)大，絲毫不遜于傳統(tǒng)方法創(chuàng)造的功能強(qiáng)度。根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IDC預(yù)計(jì)，2019年全球3D打印的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到138億美元，比2018年擴(kuò)大21.2%。其中，53億美元來自打印機(jī)銷售，42億美元來自打印材料銷售，38億美元來自打印服務(wù)。3D打印材料的占比達(dá)到30.43%。
2、金屬3D打印材料發(fā)展?jié)摿Υ?/strong>
從3D打印材料類型來看，金屬耗材占比為39.4%，低于塑料的46.5%，主要由于金屬打印的產(chǎn)業(yè)化正處于快速擴(kuò)張階段，設(shè)備端的增長(zhǎng)*于材料消耗的增長(zhǎng)。非金屬3D打印通常使用塑料、樹脂材料等，金屬3D打印通常使用各類合金粉末和線材。
相比傳統(tǒng)制造模式，非金屬3D打印的優(yōu)勢(shì)主要在于無模化和可定制，但受限于材料性能，其主要用于樣品和模具的生產(chǎn)，量和價(jià)都很難起來;而金屬3D打印除了具備無?；啥ㄖ苾?yōu)勢(shì)外，在打印效率和打印質(zhì)量上相比傳統(tǒng)金屬加工工藝均有較為明顯的提升，甚至能夠完成傳統(tǒng)工藝無法制造的高復(fù)雜度高精密度零部件的打印，具有更大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
這點(diǎn)從企業(yè)材質(zhì)需求也可以看出來。法國(guó)3D打印公司Sculpteo調(diào)研了全球1000多家應(yīng)用3D打印的公司，從打印材質(zhì)來看，2018年塑料的運(yùn)用率高達(dá)65%，但卻從2017年的88%下降了23個(gè)百分點(diǎn)，*增長(zhǎng)的材料是金屬，其需求從2017年的28%增長(zhǎng)到了2018年的36%。以金屬3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用加速為契機(jī)，高價(jià)值量的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的銷售規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，3D打印正逐漸由消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)往高端制造市場(chǎng)滲透。
3、材料成本占比不斷提高
原材料是金屬3D打印的制造成本中占比*的一部分。DigitalAlloys以鈦粉末(6Al-4V)為例，對(duì)于SLM、EBM、DED、Binder Jetting、Digital Alloys等主流的金屬3D打印工藝的制備成本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)每千克產(chǎn)品的打印成本中原材料成本是占比*的(除SLM工藝外)，同時(shí)隨著成型精度、成型質(zhì)量、打印時(shí)間的增長(zhǎng)，設(shè)備、維護(hù)和人工的占比逐步提升，在打印*的SLM工藝中，設(shè)備、維護(hù)和人工成本是占比*的，其中也有專利保護(hù)因素，但是在打印效率越來越高、規(guī)模效應(yīng)越來越明顯的趨勢(shì)下，材料成本占比將進(jìn)一步提升。
4、國(guó)際巨頭布局3D打印材料領(lǐng)域
近年來，隨著3D打印商業(yè)化應(yīng)用持續(xù)推廣，打印材料的重要性愈發(fā)凸顯。目前國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)3D打印材料已基本滿足國(guó)產(chǎn)設(shè)備的增材制造需要，但高性能金屬粉末耗材依然依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)材料在純凈度、顆粒度、均勻度、球化度、含氧量等對(duì)打印成品性能影響較大的原料指標(biāo)方面相比國(guó)外仍存在較大的差距。德國(guó)的EOS、TLS，瑞典的Arcam、Hoganas、Sandvik，比利時(shí)的Solvay等具備較強(qiáng)實(shí)力的金屬3D打印耗材供應(yīng)商多數(shù)成立于2000年以前，在粉末冶金或金屬打印設(shè)備領(lǐng)域有較強(qiáng)的技術(shù)積淀。
國(guó)內(nèi)目前能提供高質(zhì)量金屬粉末的公司包括中航邁特、飛而康、塞隆金屬、西安歐中、鉑力特以及新進(jìn)入的鋼研高納、頂立科技等，這些公司或相關(guān)業(yè)務(wù)多數(shù)成立于2010年以后，近年來發(fā)展較快。
此外，2016年以來全球大型材料制造商成立了專門的3D打印部門，如巴斯夫、杜邦等傳統(tǒng)材料企業(yè)紛紛開始布局專用材料領(lǐng)域，說明3D打印的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，隨著商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，更具增長(zhǎng)彈性的材料端開始發(fā)力，尤其是處于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用初期且技術(shù)難度較大的金屬專用材料領(lǐng)域。
1、3D打印材料占據(jù)3D打印產(chǎn)業(yè)比重超3成
3D打印不僅可以一次單獨(dú)制造產(chǎn)品，而且還可以創(chuàng)建大量定制產(chǎn)品，這既可以節(jié)省大量的時(shí)間，減少浪費(fèi)，還可以節(jié)約成本。以這種方式創(chuàng)建的產(chǎn)品也將更輕，但功能同樣強(qiáng)大，絲毫不遜于傳統(tǒng)方法創(chuàng)造的功能強(qiáng)度。根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)IDC預(yù)計(jì)，2019年全球3D打印的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到138億美元，比2018年擴(kuò)大21.2%。其中，53億美元來自打印機(jī)銷售，42億美元來自打印材料銷售，38億美元來自打印服務(wù)。3D打印材料的占比達(dá)到30.43%。
2019年全球3D打印行業(yè)細(xì)分市場(chǎng)構(gòu)成情況
2、金屬3D打印材料發(fā)展?jié)摿Υ?/strong>
從3D打印材料類型來看，金屬耗材占比為39.4%，低于塑料的46.5%，主要由于金屬打印的產(chǎn)業(yè)化正處于快速擴(kuò)張階段，設(shè)備端的增長(zhǎng)*于材料消耗的增長(zhǎng)。非金屬3D打印通常使用塑料、樹脂材料等，金屬3D打印通常使用各類合金粉末和線材。
相比傳統(tǒng)制造模式，非金屬3D打印的優(yōu)勢(shì)主要在于無模化和可定制，但受限于材料性能，其主要用于樣品和模具的生產(chǎn)，量和價(jià)都很難起來;而金屬3D打印除了具備無?；啥ㄖ苾?yōu)勢(shì)外，在打印效率和打印質(zhì)量上相比傳統(tǒng)金屬加工工藝均有較為明顯的提升，甚至能夠完成傳統(tǒng)工藝無法制造的高復(fù)雜度高精密度零部件的打印，具有更大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
2018年中國(guó)3D打印材料價(jià)值量占比統(tǒng)計(jì)情況
這點(diǎn)從企業(yè)材質(zhì)需求也可以看出來。法國(guó)3D打印公司Sculpteo調(diào)研了全球1000多家應(yīng)用3D打印的公司，從打印材質(zhì)來看，2018年塑料的運(yùn)用率高達(dá)65%，但卻從2017年的88%下降了23個(gè)百分點(diǎn)，*增長(zhǎng)的材料是金屬，其需求從2017年的28%增長(zhǎng)到了2018年的36%。以金屬3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用加速為契機(jī)，高價(jià)值量的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的銷售規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，3D打印正逐漸由消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)往高端制造市場(chǎng)滲透。
2017-2018年全球1000多家3D打印應(yīng)用企業(yè)打印材質(zhì)需求調(diào)研情況
3、材料成本占比不斷提高
原材料是金屬3D打印的制造成本中占比*的一部分。DigitalAlloys以鈦粉末(6Al-4V)為例，對(duì)于SLM、EBM、DED、Binder Jetting、Digital Alloys等主流的金屬3D打印工藝的制備成本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)每千克產(chǎn)品的打印成本中原材料成本是占比*的(除SLM工藝外)，同時(shí)隨著成型精度、成型質(zhì)量、打印時(shí)間的增長(zhǎng)，設(shè)備、維護(hù)和人工的占比逐步提升，在打印*的SLM工藝中，設(shè)備、維護(hù)和人工成本是占比*的，其中也有專利保護(hù)因素，但是在打印效率越來越高、規(guī)模效應(yīng)越來越明顯的趨勢(shì)下，材料成本占比將進(jìn)一步提升。
鈦粉末3D打印成本統(tǒng)計(jì)情況(單位：美元/KG)
4、國(guó)際巨頭布局3D打印材料領(lǐng)域
近年來，隨著3D打印商業(yè)化應(yīng)用持續(xù)推廣，打印材料的重要性愈發(fā)凸顯。目前國(guó)內(nèi)的基礎(chǔ)3D打印材料已基本滿足國(guó)產(chǎn)設(shè)備的增材制造需要，但高性能金屬粉末耗材依然依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)材料在純凈度、顆粒度、均勻度、球化度、含氧量等對(duì)打印成品性能影響較大的原料指標(biāo)方面相比國(guó)外仍存在較大的差距。德國(guó)的EOS、TLS，瑞典的Arcam、Hoganas、Sandvik，比利時(shí)的Solvay等具備較強(qiáng)實(shí)力的金屬3D打印耗材供應(yīng)商多數(shù)成立于2000年以前，在粉末冶金或金屬打印設(shè)備領(lǐng)域有較強(qiáng)的技術(shù)積淀。
國(guó)內(nèi)目前能提供高質(zhì)量金屬粉末的公司包括中航邁特、飛而康、塞隆金屬、西安歐中、鉑力特以及新進(jìn)入的鋼研高納、頂立科技等，這些公司或相關(guān)業(yè)務(wù)多數(shù)成立于2010年以后，近年來發(fā)展較快。
此外，2016年以來全球大型材料制造商成立了專門的3D打印部門，如巴斯夫、杜邦等傳統(tǒng)材料企業(yè)紛紛開始布局專用材料領(lǐng)域，說明3D打印的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，隨著商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，更具增長(zhǎng)彈性的材料端開始發(fā)力，尤其是處于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用初期且技術(shù)難度較大的金屬專用材料領(lǐng)域。
國(guó)內(nèi)外主要金屬3D打印材料供應(yīng)商統(tǒng)計(jì)情況
典型材料巨頭增材制造部門設(shè)立情況
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