2024增材制造行业研究报告-深企投产业研究院

2024 增材制造行业研究报告 深企投产业研究院 !" #$%&'()%*+,-./0 深企投产业研究院 行业研究系列报告 I 深企投产业研究院 战略新兴系列 !"#""一、增材制造优势和应用领域 ........................ 1 二、增材制造工艺路线 .............................. 5 三、增材制造产业链概况 ............................ 7 四、全球及中国市场情况 ........................... 11 五、各领域竞争格局 ............................... 19 六、我国增材制造产业园分布 ....................... 22 II 深企投产业研究院 战略新兴系列 !"#$% 图 1 2021 年全球增材制造应用领域 ........................ 3 图 2 增材制造产业链示意 ................................. 8 图 3 增材制造产业链全景图 ............................... 8 图 4 3D 打印原材料类别及应用领域 ........................ 9 图 5 2021 年全球增材制造各业务占比 ..................... 11 图 6 全球增材制造产品和服务产值 ........................ 12 图 7 全球工业级增材制造设备销售量（台） ................ 13 图 8 全球金属增材制造设备销售量（台） .................. 14 图 9 全球工业级高分子增材制造设备销售量（台） ......... 14 图 10 全球增材原材料销售额（百万美元） ................. 15 图 11 截至 2021 年增材制造设备安装量占比 ................ 15 图 12 2019-2022 年中国增材制造产业营业收入情况 ......... 16 图 13 工信部调研企业产业链各环节营收比重 ............... 17 图 14 2021 年中国 3D 打印设备市场竞争格局 ............... 21 图 15 我国增材制造产业园分布 ........................... 23 表 1 金属 3D 打印技术与传统精密加工技术对比 .............. 2 表 2 增材制造工艺类别及应用领域 ......................... 5 表 3 3D 打印金属粉体材料国内外重点企业 ................. 19 1 深企投产业研究院 战略新兴系列 增材制造技术是颠覆性的先进制造技术，目前已广泛应用于航空航天、汽车、船舶、国防军工、医疗健康等众多领域，苹果、荣耀等品牌开始将其应用到手机零部件制造中。2022 年全球市场规模 180亿美元，预计到 2030 年将达到近千亿美元。 &"'()*+,-./012增材制造（Additive Manufacturing,AM）又称 3D 打印，是基于三维模型数据，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，采用逐层叠加材料（逐层打印）的方式，直接制造与相应数字模型完全一致的实体或零件。增材制造是制造业有代表性的颠覆性技术，不同于传统制造业通过切削等机械加工方式对材料去除从而成形的“减”材制造，增材制造通过对材料自下而上逐层叠加的方式，将三维实体变为若干个二维平面，大幅降低了制造的复杂度，简化了生产流程，避免了生产周期长、成本高、难以生产复杂零件等缺点。 目前增材制造技术在可加工材料、加工精度、表面粗糙度、加工 效率等方面与传统的精密加工技术相比，还存在较大的差距，但因其全新的技术原理和特点，在多种应用场景有使用优势，可作为传统精密加工技术的补充。以金属 3D 打印技术为例，与传统精密加工技术相比，其材料利用率可达到 95%，而在我国航空锻件的材料利用率约为 15-25%，相比之下，3D 打印将大幅降低材料成本，具有“去模具、减废料、降库存”的特点，可以缩短新产品研发及实现周期，实现一 2 深企投产业研究院 战略新兴系列 体化、轻量化设计，也可以实现优良的力学性能。 表 1 金属 3D 打印技术与传统精密加工技术对比 资料来源：铂力特招股说明书。 目前增材制造技术已经广泛应用到航空航天、汽车、船舶、国防军工、能源动力、轨道交通、石油化工、医疗健康、电子、模具、文化创意、建筑、文创等领域。根据从事增材制造行业研究的美国咨询机构 Wohlers Associates 发布的《Wohlers Report 2022 报告》显示，2021 年增材制造主要应用于航空航天、汽车、消费及电子产品、医疗/牙科、学术科研等领域，如下图所示。 项目 金属 3D 打印技术 传统精密加工技术 技术原理 “增”材制造（分层制造、逐层叠加） “减”材制造（材料去除、切削、组装） 技术手段 SLM、LSF 等 磨削、超精细切削、精细磨削与抛光等 适用场合 小批量、复杂化、轻量化、定制化、功能一体化零部件制造 批量化、大规模制造，但在复杂化零部件制造方面存在局限 使用材料 金属粉末、金属丝材等（受限） 几乎所有材料（不受限） 材料利用率 高，可超过 95% 低，材料浪费 产品实现周期 短 相对较长 零件尺寸精度 ±0.1mm （相对于传统精密加工而言偏差较大） 0.1-10μm （超精密加工精度甚至可达纳米级） 零件表面粗糙度 Ra2μm-Ra10μm 之间 （表面光洁程度较低） Ra0.1μm 以下 （表面光洁度较高，甚至可达镜面效果） 3 深企投产业研究院 战略新兴系列 图 1 2021 年全球增材制造应用领域 资料来源：Wohlers Associate《Wohlers Report 2022》，华曙高科招股说明书。 ——航空航天应用。在航空航天领域，由于零部件形态复杂、传统工艺加工成本高及轻量化要求等因素，增材制造已发展成为提升设计与制造能力的一项关键核心技术，能够实现任意复杂构件成形与多材料一体化制造，突破了传统制造技术对结构尺寸、复杂程度、成形材料的限制，应用场景日趋多样化。欧洲航天局（ESA）、美国国家航空航天局（NASA）、SpaceX 和 Relativity Space 均使用增材制造技术生产火箭点火装置、推进器喷头、燃烧室和油箱，美国 GE、波音（Boeing）、雷神科技、法国空客（Aribus）、赛峰（Safran）使用增材制造技术生产商用航空发动机零部件、军机机身部件、飞机风管、舱内件等。同时，增材制造的构件也已在国内航空航天领域广泛应用，先后成功参与了天问一号、实践卫星、北斗导航系统等数十次发射和飞行任务，我国航天院所如航天一院、航天二院、航天五院、航天六院、中航商飞等均积极运用 3D 打印技术制造相关零部件。 航空航天, 16.8%医疗/牙科, 15