1、增材制造(AM)又称“3D打印”
增材制造(AM)又称“3D打印”,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。从产业链来看,增材制造(AM)上游行业主要包括原材料、核心硬件以及辅助工具等;中游主要包括设备制造厂商和3D打印服务解决商;下游行业主要应用于机械制造、航空航天、汽车、医疗、教育、军事、文化等等,特殊应用主要包括生物、食品、建筑、人像打印等等。
增材制造(AM)产业链图解
数据来源:观研天下整理
2、增材制造主流技术路线
根据观研报告网发布的《中国增材制造行业发展趋势分析与未来投资预测报告(2023-2030年)》显示,经过多年发展,我国增材制造行业处于多技术路线并存的状态。根据我国《增材制造术语》(GB/T35351-2017),增材制造可以根据成形原理分为7种基本工艺。而金属增材制造工艺原理主要为粉末床熔融(PBF)和定向能量沉积(DED)两大类别,采用这两类工艺原理的金属3D打印技术都可以制造达到锻件标准的金属零件。
增材制造(3D打印)工艺技术类别
工艺类型 |
工艺说明 |
主要工艺技术名称 |
粉末床熔融(PBF) |
通过热能选择性的熔化/烧结粉末床区城的增材制造工艺 |
激光选区熔化(SLM)、激光选区烧结(SLS)、电子束选区熔化(EBSM) |
定向能量沉积(DED) |
利用聚焦热能将材料同步熔化沉积的增材制造工艺 |
激光近净成形(LENS)亦称激光立体成形(LSF)、电子束熔丝沉积(EBDM)、电弧增材制造(WAAM) |
立体光固化 |
通过光致聚合作用选择性的固化液态光敏聚合物的增材制造工艺 |
光固化成形(SLA) |
粘结剂喷射 |
选择性喷射沉积液态粘结剂粘结粉末材料的增材制造工艺 |
三维立体打印(3DP) |
材料挤出 |
将材料通过喷嘴或孔口挤出的增材制造工艺 |
熔融沉积成形(FDM) |
材料喷射 |
将材料以微滴的形式按需喷射沉积的增材制造工艺 |
材料喷射成形(PJ) |
薄材叠层 |
将薄层材料逐层粘结以形成实物的增材制造工艺 |
层压物体制造(LOM)、超声波增材制造(UAM) |
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3、我国增材制造产业规模不断扩大,2027年有望突破千亿元
目前,我国增材制造行业逐渐从研发创新向产业规模化发展方向转变。具体从规模变化趋势来看,2012-2022年我国增材制造产业规模从10亿元增至320亿元,CAGR为41.42%,预计2023年产业规模有望超过400亿元,并且按照25%的复合增长率保守估算,2027年产业规模有望突破千亿元。
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4、增材制造产业布局实现从零散分布到集聚发展演变
2013年,我国首个3D打印产业园在陕西渭南建成,随后广州3D打印技术产业园、安徽春谷3D打印智能装备产业园等20余个产业聚集地、产业园区涌现,初步形成珠三角地区、长三角地区为核心,京津冀地区和陕西、安徽等中、西部地区为纽带的产业空间发展布局。整体来看,我国增材制造产业布局实现从零散分布到集聚发展演变。
我国增材制造行业产业布局
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5、增材制造应用场景广泛,在航空航天、汽车、医疗等领域大有可为
在应用领域,全球增材制造下游应用领域众多,航空航天应用最多,2021年市场份额占比为16.8%,医疗、汽车占比紧随其后,分别为15.6%和14.6%。
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具体对航空航天领域进行分析,现代航空发动机由成千上万个零部件组成,通常具有复杂的结构,其中静态构件对服役性能的要求相对较低,符合现阶段增材制造的发展水平,已有相当数量的静态构件采用增材制造技术制造并应用。根据数据显示,2021年,全球航空航天增材制造行业市场规模为25.6亿美元。
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