▲ 2024年第二季度全球3D打印设备销售情况
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根据CONTEXT 全球分析副总裁 Chris Connery，最新的全球 3D 打印机系统出货量洞察突显出硬件市场高端和低端的截然不同趋势。工业级3D打印设备出货量的放缓，让专注于该领域的公司（尤其是西方公司）退一步审视自己的财务状况，许多公司随后开始进行长期整合。相反，以消费者为中心的入门级市场的持续加速，让专注于这一领域的公司在当下蓬勃发展。

2024 年第二季度出现了三个关键发展：

- 除了中国，全球工业级3D打印设备领域出现更深的下滑，连续第四个季度下滑

- 专业级3D打印领域出现改善，主要得益于 Formlabs 成功推出新产品

- 入门级价格类别的增长更为强劲，出货量飙升 65%

本季度全球3D 打印机收入同比增长 7%，完全得益于入门级出货量的激增，收入比 2023 年第二季度高出 58%。与上一年相比，所有其他细分市场的收入均有所下降，其中全球市场方面，专业级细分市场降幅最大（下降 21%），工业级别的3D打印机收入下降17% ，入门级3D打印机占本季度全球系统收入的 48%，超过工业级3D打印系统，成为收入最高的类别。

 工业级金属3D打印系统

2024年第二季度，全球工业金属3D打印系统的全球出货量比去年同期减少了7%，粉末床熔融 (PBF) 金属3D打印系统仍然是最受欢迎的技术，占金属3D打印设备出货量的 78% 和金属3D打印设备收入的 85%。

来自中国的工业金属3D打印系统出货量增长迅速（BLT-铂力特增长31%，Eplus3D-易加三维增长29%，ZRapid Tech-中瑞科技增长54%）。在此期间，BLT-铂力特在粉末床熔融 (PBF) 金属3D打印系统出货量（设备台数）方面处于全球领先地位，EOS 再次在设备销售收入方面名列前茅。

西方供应商的粉末床熔融 (PBF) 金属3D打印系统出货量同比略有改善，但仍同比下降 2%。一些供应商有所改善——尤其是 TRUMPF-通快（出货量增长 22%）和 Colibrium/GE Aerospace（35%）——而其他供应商则经历了一个更具挑战性的季度。尼康旗下的SLM Solutions 在此期间的3D打印收入同比增长非常强劲（超过 30%），因为终端市场的注意力已基本转移到他们的 NXG 系统上，这些先进系统的出货量继续加速。

大多数国家的通货膨胀抑制了消费，也抑制了这一段时间塑料3D打印的销售。

▲图 2：全球3D打印机出货量（按价格类别划分）
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 中端3D打印系统

中端3D打印系统（价格范围20,000-100,000 美元）的设备销量在 2024 年第二季度再次下降，2024 年第二季度全球出货量比去年同期减少了 6%。在这个近期季度，除大桶光聚合外，所有类别均出现下降。

之前加速发展的聚合物 PBF 市场（主要由该价格类别的 Formlabs 推动）似乎已稳定下来。目前，在这个领域表现良好的大多数供应商都来自中国，主要在中国国内销售。第二季度中国供应商的出货量同比增长 18%，而全球其他所有供应商的出货量均下降 15%。前 10 名中的所有西方供应商的出货量均出现下降，而三家中国供应商——联泰科技、中瑞科技和闪铸科技的出货量则出现增长的情况。联泰科技旗下的该类别3D打印系统的出货量比 2023 年第二季度高出 12%，闪铸科技的出货量则大幅增长了 90%。Stratasys、联泰科技和 Formlabs 再次成为该类别的全球前三大供应商。

 专业级3D打印系统

在经历了几个季度的同比出货量大幅下降之后，专业级价格级别（价格范围2,500-20,000 美元）的3D打印机在2024 年第二季度出货量仅同比下降10%。这主要归功于 Formlabs 强大的产品转型。UltiMaker 和 Formlabs 仍然是该价格类别的全球顶级供应商，其中 UltiMaker 专注于材料挤出设备，而 Formlabs 专注于大桶光聚合产品。该细分市场历来青睐 FDM/FFF 解决方案，材料挤出3D打印设备的出货量通常超过大桶光聚合3D打印设备。这种情况在过去一年左右发生了变化，2024 年第二季度的出货量方面，挤出类3D打印技术与大桶光聚合这两者几乎齐平。

入门级3D打印系统

入门级类别（价格范围<2,500 美元）在 2024 年第二季度再次表现出色，出货量环比增长 34%，同比增长 65%，Creality-创想三维继续压倒竞争对手，出货量同比增长 64%，占本季度该价位3D打印机出货量的 47%。只有Bambu Lab-拓竹的增长率比Creality-创想三维高，Bambu Lab-拓竹再次实现了三位数的同比增长（增长 336%），占据了全球 26% 的份额。这一单台价格低于 2,500 美元的类别中，94% 的出货量来自前四大供应商全部来自中国——Creality-创想三维、Bambu Lab-拓竹、Anycubic-纵维立方和Elegoo-智能派科技。

 展望

2024年第二季度对许多西方公司来说都很艰难——Stratasys、Velo3D 和 Markforged 都宣布裁员，其他不少的公司则申请破产。随着Nano Dimension宣布收购 Desktop Metal 和 Markforged 的计划，该地区期待已久的重大整合加速。不过尽管高银行利率继续迫使很多企业推迟投资计划，但大多数应用端企业显示了很高的对3D打印投资的兴趣和参与度。

根据CONTEXT 全球分析副总裁 Chris Connery，这表明一旦银行利率下调，资金成本下降，工业级3D打印机的购买量将有望出现强劲的出货量，美联储 9 月宣布大幅降息半个百分点（四年来首次降息），这对许多业内人士来说是个好消息，并预计到2025年下半年将有三到四次降息，这将使行业状况开始显着改善。

根据CONTEXT 全球分析副总裁 Chris Connery，从长远来看，随着资本成本的降低以及增材制造越来越多地用于批量生产，工业领域预计将实现最大增长——五年预测复合年增长率为 19%。

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根据CONTEXT 全球分析主管 Chris Connery ，传统上，每年售出的所有3D打印机中约有30%是在第四季度发货的。2023 年第四季度，这一趋势发生了逆转，由于通过膨胀带来的不确定性限制了第四季度的资产投入。尽管地区经济增长和复苏不一致，但全球主要经济体的许多方面仍然乐观。例如，中国强劲的 GDP 增长预测、强于预期的GDP实际增长，为全球3D打印市场的发展注入活力。

▲全球2023年3D打印系统出货情况(台数），来源CONTEXT

▲ 各个国家3D打印设备出货量占比（台数）
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 工业级系统

该价格类别仍然是关键，占2023年所有3D打印系统收入的50%以上。第四季度全球工业级3D打印设备出货量同比下降13%，主要是由于聚合物系统下降25%，不过金属3D打印设备强劲增长，由于中国粉末床熔融 (PBF) 市场的增长以及全球定向能量沉积 (DED) 系统销量的增加，工业金属3D打印机的出货量实际上增长了4%。全年来看，工业级3D打印系统受到资本支出减少（由于高利率）的严重影响，导致工业类3D打印系统总出货量较2022年下降9%。

l 工业金属3D打印系统

尽管定向能量沉积 (DED) 系统的出货量在 2023 年第四季度同比增长 30%，但粉末床熔融 (PBF) 仍然是同类中最常见的金属技术，占2023 年工业金属增材制造 (AM) 设备出货量的 72%。2023年第四季度PBF 系统全球出货量整体下降 1%，但中国的出货量同比增长，掩盖了北美和欧洲的金属PBF系统出货量下降。

中国供应商去年第三季度表现疲软，但第四季度反弹，金属PBF系统3D打印机出货量比一年前增加了25%（主要销往其本土地区）。事实上，这一时期金属PBF打印机的四大发货商——BLT-铂力特、华曙高科、Eplus3D-易加三维和HBD-汉邦——都是中国企业，其中三家同比增长：BLT-铂力特增长3%，华曙高科增长23%，出货量同比大幅增长100% 的是Eplus3D-易加三维。

目前，全球发货的工业金属 PBF 打印机中有一半以上 (52%) 来自中国供应商。该领域的西方供应商的单位出货量较22年第4季度下降了20%。2023年全年工业级金属3D打印系统出货量下降3%，不过定向能量沉积 (DED) 增长了15%，粘结剂喷射金属3D打印增长了2%。

 中端系统

2023 年第四季度，中端系统的单位出货量环比增长16%，但较上年同比下降7%。该类别各家企业情况各有千秋，一半供应商的出货量同比下降，而另一半供应商的出货量持平或增长。季度业绩表现出色的企业包括：联泰科技，其国内还原光聚合出货量全年强劲，并持续增长；而Flashforge-闪铸的WaxJet 3D打印机的需求不断增加；Nexa3D 受益于从 XYZprinting 收购的聚合物粉床熔融产品线，获得增长。

全年来看，该类别的领先者是 Stratasys、UnionTech-联泰科技和 Formlabs。UnionTech-联泰科技和 Formlabs 引领了该类别的增长。虽然这两家供应商在该类别中的年增长率令人印象深刻（分别为 88% 和 123%），但整个细分市场仅同比小幅增长 2%。2023年这一类别的推动因素之一是 Formlabs，他们成功地为新型聚合物粉末床增材制造创造了入门级市场，而UnionTech-联泰科技则专注于他们的产品创新与服务，关注满足垂直细分领域的市场需求。

 专业级系统

对于该价位设备供应商来说，2023年最后一个季度又是一个艰难的时期。虽然第四季度专业级3D打印机的出货量比第三季度增长 21%，但连续第九个季度同比下降。在全球高通胀时期，份额变化与其说是在价格类别内，不如说是在该类别与入门级价格类别之间的竞争。专业买家已经认识到，曾经被认为仅供消费者使用的入门级产品提供了与此类别的型号类似的功能。

专业级系统全年出货量急剧下降，同比下降-33%，初创公司 Nexa3D 除外），由于通货膨胀改变了终端市场的购买习惯，增加功能的产品策略在2023年被证明不太有效。历来专注于这一价位的主要供应商，现在都准备进行产品线扩展，并计划在2024年扭转市场趋势。

 入门级系统

2023 年第4季度，全球出货量接近100万台 (993000台) 入门级 3D 打印机，创下季度新纪录！尽管 Creality-创想三维本季度的出货量同比增长 38% 令人印象深刻，但 Bambu Lab-拓竹的3000% 的增长尤为突出，是该类别整体表现的主要推动因素之一。如果将这两家供应商排除在数据之外，该价格级别的出货量增长仅为 2%。Flashforge-闪铸等一些公司也实现了不错的增长 (36%)，其他公司的出货量有所下降。

2023年3D打印设备全年出货量较2022年增长 19%，2023 年出货的入门级3D打印机中有94%来自中国供应商（高于2019年的 88%），而 89%仅来自四家供应商：Creality、Anycubic、Elegoo 和 Bambu Lab。

 展望

随着 2024 年第一季度的结束，许多人对2024年的预测仍然持有保守态度，根据Context的Chris Connery，虽然工业界在等待全球利率如何变化尘埃落定，对设备的投资尤其会保持谨慎，但许多人看到了需求被压抑的强烈迹象。其中，GE增材制造已宣布的将其2024年6.5亿美元支出中的很大一部分专门用于增材制造。其他美国公司报告称，由于联邦政府的新投资，国防客户的需求有所增加。

在中国，联泰科技宣布，除了产品线从聚合物扩展到金属3D打印设备之外，计划在 2024年进一步扩大其产品组合。

对2024年全球总出货量的预测显示，所有价格等级（工业级5%、中档 4%、专业级3%、入门级 8%）的单位百分比增长将呈现个位数增长态势，到2025年将上升至两位数百分比增长 (2024 到 2025 年的预测是工业级16%、中端 12%、专业级13%、入门级 11%）。

* 价格等级组：工业级设备（单台$100,000以上）；中档（单台$20,000–$100,000）；专业级（单台$2,500–$20,000）；入门级 （单台<2,500 美元，包含爱好者组装套件）

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全球工业级3D打印设备出货量
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 机遇与挑战并存

根据CONTEXT 全球分析副总裁 Chris Connery，西方许多上市3D打印公司开始将注意力从市场增长转向盈利，最近因失败的合并和裁员而分心。尽管这些问题也反映在更广泛的全球市场中，但在一些3D 打印机领域，尤其是在经常被忽视的入门级市场部分，仍然存在一些机会。

l 工业3D打印系统

2023 年第三季度，单价在10万美元以上的3D打印机的全球出货量同比下降11%。工业聚合物3D打印机出货量下降 17%，而工业金属3D打印机出货量下降3%。

中国仍然是该价格级别的最大市场，国际上工业3D打印机向中国的出货量比上一年减少了16%，主要是由于聚合物3D打印机出货量疲软。尽管如此，2023 年第三季度工业3D打印机的全球收入仍较上年增长 2%。

图2：全球工业3D打印机系统出货量
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 工业金属3D打印机

2023 年第三季度工业金属3D打印机出货量下降了3%，其中大部分缺口来自最大（且最具战略重要性）的粉末床熔融 (PBF) 系统出货量下降了 9%。在工业金属出货量最大的两个地区，工业金属3D打印机的出货量同比下降：中国（下降8%）和北美（下降6%）。然而，虽然销售台数下降，但是通货膨胀带来的价格上涨以及市场上更大尺寸的多激光粉末床熔融3D打印系统走强，整体金属3D打印设备收入比 2022 年第三季度高出 8%。

 工业金属3D打印增长点

虽然大多数工业级金属3D打印系统的出货量在2023年第三季度同比下降，但定向能量沉积 (DED) 领域表现出强劲的增长。最近几个季度，该领域出现了新的入门级产品，其中西班牙的Meltio引领潮流，目前在市场份额方面处于领先地位。

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l 中端3D打印系统

2023年第三季度，中端打印机出货量同比下降5%（环比下降 2%）。如果不是有两个因素也影响了上一季度的业绩，跌幅可能会更严重：（1）主要来自Formlabs 的新型PBF系统的强劲出货量；(2)中国国内还原光聚合3D打印机的出货量不断增加，几乎全部来自联泰科技。如果 Formlabs 和 UnionTech-联泰科技被排除在分析之外，那么该类别其他品牌商的出货量下降了17%。值得一题的是认识到这一价格级别的激烈竞争态势，Formlabs 等公司巧妙地以新的方式和新的价格点在其产品线中添加差异化产品定位。近年来，这种产品组合扩展策略在全球3D打印市场中屡屡使用，是成功的秘诀，不仅有助于创新公司，而且还能提振整个市场。

l 专业级3D打印系统

2023年第三季度专业价格类别的3D打印系统继续呈下降趋势，2023年第三季度打印机出货量比一年前减少了41%。这是全球出货量连续第六个季度同比下降，也是第三个季度降幅超过30%。近年来，市场领导者 UltiMaker 和 Formlabs 的策略通常是以逐步提高的价格提供功能更丰富的产品，直到最近，客户才开始接受。

然而，在通货膨胀时期，需求显然已转向“足够好”的解决方案，这些解决方案可以在入门级价格类别中找到。除新来者 Nexa3D 外，所有专业级3D打印机供应商在此期间此类产品的出货量均出现两位数的同比下降。

l 入门级3D打印系统

2023 年第三季度，入门级3D打印机的出货量增长了 9%，许多行业（包括牙科、汽车、医疗保健、航空航天、珠宝和消费品）的终端市场买家越来越认识到，他们可以从入门级3D打印系统中获得他们想要的功能，因此这些3D打印机不再是业余爱好者和普通消费者的专利 。最近增长最好的例子是 Bambu Lab拓竹（在 FDM 领域）和 Elegoo（在 LCD 领域）。

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然而，由于SiC是Si-C键很强的共价键化合物，硬度仅次于金刚石，硬度高、脆性大，在加工过程中易产生缺陷，像复杂几何形状的碳化硅陶瓷构件往往难以用传统的加工技术制造，这在很大程度上制约了复杂结构碳化硅陶瓷的应用，而3D打印技术可有效解决这一难题。

3D打印SiC示意图

3D打印SiC陶瓷制备技术已成为目前SiC陶瓷研究和应用的发展方向之一。3D打印SiC陶瓷主要为反应烧结SiC陶瓷，多数密度低于2.95g·cm-3，硅含量通常大于30vol%甚至高达50vol%。由于硅熔点低于1410℃，导致硅使用温度较低，限制了3D打印SiC陶瓷在半导体领域（如LPCVD）的应用场景。

3D科学谷白皮书

 3D打印SiC陶瓷领域的新进展

中国科学院上海硅酸盐研究所研究员黄政仁团队研究员陈健在前期提出高温熔融沉积结合反应烧结3D打印SiC陶瓷的基础上，进一步将陶瓷打印体等效碳密度从0.80g·cm-3提高至接近理论等效碳密度0.91g·cm-3。等效碳密度的增加致使渗硅难度呈指数级提升，直接液相渗硅易阻塞通道致使渗硅失效。

气相渗硅形成的多孔SiC壳层

近期，该团队提出了气相与液相渗硅联用逐次渗硅方法，通过气相熔渗反应形成多孔SiC壳层，避免高碳密度的陶瓷打印体在液相渗硅初期发生快速剧烈反应，同时限制液态硅与固体碳的接触面积。这样不会发生熔渗通道的堵塞，使得后续的液相反应可缓慢且持续进行。

采用气相和液相联用渗硅得到的SiC陶瓷力学性能

该研究制备的SiC陶瓷密度可达3.12g·cm-3，硅含量降低至10vol%左右，抗弯强度和弹性模量分别达到465MPa和426GPa，力学性能与常压固相烧结SiC陶瓷相当，可提高SiC陶瓷环境使用温度。

相关研究成果发表在《欧洲陶瓷学会杂志》(Journal of the European Ceramic Society)上，并申请中国发明专利2项（其中1项已授权）。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目和上海市自然科学基金等的支持。

 SiC陶瓷增材制造挑战与机遇

l 致密化与强韧化

目前增材制造SiC陶瓷材料的致密度与强度/韧性较传统制造仍有较大距离。如何发展新工艺，提高增材制造SiC陶瓷材料的致密性与强韧性，将是下一阶段重点需要解决的难题，这将直接决定增材制造SiC陶瓷材料能否真正工程化应用。

增材制造SiC陶瓷材料致密化与强韧化途径

l 缺陷定量化表征与精准控制

增材制造的工艺特点决定了陶瓷产品中难以避免存在较多缺陷。然而缺陷类型、缺陷产生原因以及缺陷精准抑制缺陷，目前尚未有系统关注。包括X-CT在内的无损检测技术发展为增材制造材料内部制造缺陷的精准化、定量化表征提供了新的方法。通过对增材制造陶瓷材料内部制造缺陷类型、缺陷源头与产生机理的精准分析，建立增材制造SiC陶瓷材料内部制造缺陷的精准控制策略，将是下一阶段需要重点关注的主要问题。

l 复合材料化

陶瓷材料的本征脆性仍是SiC陶瓷材料难以规避的“宿命”难题。以1D、2D、3D增强相实现SiC陶瓷材料的复合材料化，将是今后SiC陶瓷材料增材制造的重要关注点。虽然目前已有一些采用晶须、短纤维等增强相在SiC陶瓷材料增材制造中的研究报道，但是连续纤维增强SiC陶瓷材料的增材制造仍是很大的难题。如何发展连续纤维增强SiC陶瓷基复合材料的高效增材制造技术，将是下一阶段本领域的重要突破口。

l 结构化、功能化与结构功能一体化

通过轻量化构型设计、超材料设计等结构设计思路，结合增材制造技术成形复杂异型构件的独特优势，实现SiC陶瓷材料的结构化，将是今后陶瓷材料与结构设计结合的重要方向。此外，通过结构构型创新设计，实现增材制造SiC陶瓷材料结构在电磁、声学、光学、热学等方面的优异功能，也将是今后陶瓷材料与结构设计结合的另一增长点。最后，如何基于增材制造，实现SiC陶瓷材料结构功能一体化，获得诸如轻量化防热隔热一体化、轻量化电磁吸波一体化、轻量化抗冲击一体化等结构功能一体化结构，将是增材制造技术在陶瓷材料中的终极体现奥义之一。

l  4D打印与其他先进发展方向

如何基于增材制造技术，发展增材制造SiC陶瓷材料的变形状、变性能、变功能的4D打印设计方法，或者突破其他先进发展方向(如零膨胀、负泊松等)，也是作者认为的SiC陶瓷材料增材制造领域未来新的闪光点。

来源 l 机械工程材料

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以下内容根据会议现场速录，由TCT编辑整理

当今增材制造市场的状况、规模和概况如何？
增材制造的哪些独特特征为增材制造的成功和发展提供了广阔的前景？
扩大增材制造市场并引领其进入下一阶段的发展需要克服什么？

Joseph Kowen先生：3D打印的历史要比人们想象的更长，1984年诞生了立体光刻技术，1989年研发了熔融沉积成形技术。它的名称也从最开始的快速原型变成3D打印，到近些年我们熟知的增材制造，从名字的变迁便可窥见这项技术的重点从“模具模型”转移到了“制造技术”上。

Wohlers Associates, powered by ASTM International的副顾问 Joseph Kowen先生

通过下图的专利数量统计图表，可以直观感受到增材技术是一直在不断地发展的，这项新技术的发展吸引了众多创新者和企业家的加入。

2012年-2015年，行业专利数量、创新数量出现了比较大幅的增长。（图注：蓝色代表专利的应用，红色代表专利授权）

在过去28年当中，Wohlers Associates一直都在观察和跟踪增材制造市场的发展。其中，2022年整个增材制造市场的规模大概是180亿美元，年增长率大概是18.3%。从过去十年间来看，年复合增长率大约为20%，增材制造市场的不断发展是有目共睹的。预计到2028年，整个增材制造市场规模将达到500亿美元。
单看这些数据确实很漂亮，但是放眼整个制造业市场（每年规模约为12万亿美元），增材制造180亿美元的市场规模却只是占了非常小的比例。

图注：黄色代表产品，蓝色代表服务

关于增材制造的优势，相信行业人已经再熟悉不过了。实现复杂几何图形的设计，一体化设计与生产，高效的小批量生产与产品迭代，供应链优势，个性化定制等等。

通过增材制造技术，GE公司把零配件的个数从845下降到11个

德国的一家轮船公司通过3D打印快速生产备件，体现供应链优势

当然，增材制造是不完美的。首先是零件的经济性问题，制造商可以造出完美、优秀的零配件，但没有办法进行低成本的大批量制造。

第二是零配件的性能问题，我们还不能保证产品在堆叠过程中不出现任何问题。

第三是行业缺乏相应的标准和规定，缺乏标准意味着行业对于在各个应用领域需要达到什么水准是不够有自信的，这也是行业成熟度的体现。最后是操作层面的问题，尤其是在我们处理粉末的时候，需要确保工人的职业健康安全，避免粉尘爆炸。

除了通用标准以外，还有各个行业的特殊标准与工艺

谈到操作层面的挑战（以金属粉末的制造商为例），我们必须对金属粉末进行管控，以确保操作人员的安全；并且关注有效清理工件残留粉末与粉末回收技术，这也是实现增材制造经济性的一项重要举措。同时，确保供应零件的一致性也是相当重要的。

Align是一家美国的牙齿矫正器制造公司，该公司的产量非常惊人，一天可以产出100多万件。多年来，他们一直利用增材制造的工艺与系统，并于2023年9月收购了聚合物3D打印机制造商Cubicure，这也侧面反映了很多公司并不完全是依赖外部的系统制造商。对此，我想说明的是现在很多公司开始考虑如何尽可能缩短增材制造从文件到最终产品的路径，尽可能多的让产品和工艺都通过自动化形式实现。

应用可以说是增材制造领域未来发展的核心和关键，新一代的工程师、技术员也在不断地挖掘新的应用。随着时间的推移，相信越来越多的行业将会开始了解增材制造的价值，并开始利用增材制造技术。

观众提问：我们是做激光器的厂家，我们想了解一下在增材制造对激光器的要求更多是什么？比如我们现在跟很多客户合作，他们对一致性的要求可能会更高，对精度要求会更高，或者说对它未来的功率衰减整体的稳定性会更高。我想了解一下这块，以您专业的眼光来看，对激光器的判断是怎样的？谢谢。

Joseph Kowen：如果我理解得没错的话，不管是激光，还是其他的与增材制造有关的领域，标准是最重要的，我们首先需要设立标准。

观众提问：我想咨询的问题是，增材制造在电子电路领域也是有所涉及的，对于这个领域的技术发展和未来的前景是什么样的看法？

Joseph Kowen：确实有些公司在电子领域应用增材制造技术，如果是快速打印一个比较小的产品，是可以实现的，但是如果要做到电网线路这样的规模，短期之内是比较难实现的。

增材制造需要在技术上发生一个飞跃，否则潜力将要耗尽。

有些看不见的东西非常值得我们思考，比如软件、大数据与人工智能

 01 行业发展趋势

王晓燕女士：我们从VCD时代到DVD时代，从大哥大时代到如今的智能手机时代，新技术的发展都呈现出一种“跳跃”发展规律，而非线性发展。再看增材制造技术的发展趋势，也是如此。

©3D科学谷

我们将增材制造的发展阶段分为5个阶梯：

• 第一阶梯是功能化的增材制造过程；
• 第二阶梯是可预测的增材制造过程；
• 第三阶梯是自动化的增材制造过程；
• 第四阶梯是全自动化的增材制造，包括前处理与后处理；
• 最高阶梯是集成化的全自动化不同制造工艺的组合。

目前我们还处于第一阶梯发展阶段，当下进入到增材制造领域的厂家企业都面向广阔的机会，只要有能力解决通往金字塔尖的任何一个痛点，都有可能成为市场的领导者。

3D科学谷创始人王晓燕女士

2022年，全球增材制造的市场价值是95亿欧元，预计到2027年的复合增长率是17.7%。这其中包括了金属与塑料打印设备，以及材料和零件的制造服务。而工业金属增材制造市场再2022年增长了20%以上，缩小了与塑料3D打印的差距。展会现场众多的金属3D打印展商就能带给我们一个直观的感受。

增材制造设备的供应商在2022年的设备销售价值为25亿欧元，其中美国占全球市场份额的33%，中国占17%。预计到2027年，金属市场份额的增长速度会是聚合物的两倍以上，从而缩小和塑料3D打印市场份额的差距。

目前塑料的市场份额是金属的两倍，且由于塑料3D打印的应用市场和性质更加丰富，在应用端、打印服务等领域的收入要大得多。除了当前的医疗和消费领域，塑料3D打印下一个发展的热点是电器制造，并且国内已经有了非常好的解决方案。

塑料3D打印预计从2022年的65亿欧元，以每年12.9%的速度增长，其中聚合物粉末床熔融3D打印设备占设备销售收入的14%。到今年为止，聚合物的增材制造设备装机量18.5万台，到2027年预计装机量在36.5-46.4万台之间。

市场上基于颗粒的聚合物3D打印设备出现了更多的打印头，例如来自荷兰初创公司 CEAD 的设备，现在将尺寸推向长达40米。

金属3D打印的直接发展趋势是超过600mm加工尺寸的大型设备需求上升。其中的驱动因素是航空航天，企业购买金属3D打印单台设备的均价在100万欧元以上，采购的设备一方面为了满足大尺寸零件的加工，一方面为了满足小批量零件量产制造的要求。

到今年为止，金属设备的历史装机量是1.66万台，其中粉末床和定向能量沉积两个主流技术，装机量大概是1.4万台。到2027年，预计累计的金属装备装机量是3.7-3.9万台之间。

2022年，全球的金属3D打印设备的销售额达到了10亿欧元，航空应用占1.68亿，更多的金属打印设备商会把研发中心放在更大、更高生产力、鲁棒性更高的设备开发。

在塑料领域，粉末床熔融、光固化、熔融挤出这几项技术在工业领域已经获得了不断扩张的应用，下一步的应用领域就是对这些技术自动化水平的集成。

而金属粉末床熔融3D打印是目前市场上最成熟的一个3D打印技术，全球范围内有超过80家金属粉末床熔融3D打印设备商，占据80%的市场份额，中国在航空航天、国防领域的订单爆增，随之带来的是对金属粉末需求的爆增。

到2030年，预计金属增材制造原材料的消耗量年增长在20-40%。我们看到展馆里的大展台基本上都是设备商，可能再过两三年，TCT亚洲展上就会有一些大展位面积的材料厂商了。

特别值得一提的是，其中钛合金、镍基合金、钴铬合金40-60%的应用场景将通过3D打印实现，而不锈钢通过3D打印来实现，大概也会增长到10-15%。

 02 智能化时代—3D打印进入成熟发展期软件赋能

有些看不见的东西非常值得我们思考。目前来看，平台性的软件驱动增材制造其他类软件的发展是一个很清晰的发展趋势。

要实现可预测、质量的可重复的增材制造发展阶段，就需要过程控制软件、仿真软件、设计软件，整体配合驱动整个增材制造从一个傻瓜型变成更智能化发展的态势。

另外，增材制造的数字化特征已经非常充分了，如果结合大数据和大模型训练，那将进一步推动增材制造产业化发展。

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我非常建议大家多关注做检测类型方案的提供商，如果在检测方面获得突破，便可积累一批不错的数据，而这也将成为未来所有的制造过程中最大的金矿，当然它一定是动态的。

 03 战略思考出发点

结合国内增材制造发展的特点，有三个战略思考出发点分享给大家。首先是品牌战略，这包括了企业文化与价值观，以及技术护成河与品牌护城河；第二个是价值链战略，选择有核心竞争力并创造附加值的环节；最后是投资战略，通过国内与海外投资与并购，加强抗风险的能力，还可以思考怎样打造企业级的产业投资孵化器，去更多的赋能他人。

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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。

 01 增材制造优势和应用领域

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。

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。

——汽车领域应用。汽车制造领域的3D打印，主要应用于汽车设计、零部件开发、内外饰等方面。在设计方面，3D打印技术的应用可以实现无模具设计和制造，可以在设计阶段引导零件轻量化、一体化、个性化、功能化方面的创新。在制造方面，3D打印技术可提升零件的制造效率和生产质量，实现零件轻量化制造和降低质量的位移途径，进行复杂结构模具的加工，加强对制造精度的控制，同时，增材制造一体化成形技术允许将多个零件整合为一个零件，可减轻复杂关键部件的重量。在维修方面，3D打印技术可以进行门把手、轮毂、汽缸、变速器和其他基础部件的制作。

——医疗领域应用。3D 打印凭借可个性化定制的特点在医疗领域内应用逐步广泛，主要应用方向包括制造医疗模型、手术导板、外科/口腔科植入物、康复器械等（主要材料包括塑料、树脂、金属、高分子复合材料等），以及生物3D打印人体组织、器官等。目前在口腔医学中的应用逐渐成熟，主要运用于制造牙冠和牙桥等修复材料，包括义齿打印、矫正器制作等。在骨科植入方面也发展迅速，目前开始采用金属3D打印技术生产全膝关节植入物、髋臼杯、脊柱植入物等。听力学领域，主要运用于制造耳蜗和听骨链等助听器部件。心脏和神经系统方面，主要运用于制造心脏支架和脑植入物等。

——国防军工领域应用。3D打印技术在武器装备设计、制造以及维修保障等方面的应用逐渐普及，比如，可以使用3D打印技术生产战斗机等高端武器装备的复杂零部件，维修中短缺的零部件。在军事制造业生产模式上，除了按需便捷生产，3D打印技术还允许创建高级定制和专业化的设备。例如，士兵可以拥有定制的头盔、防弹衣等防护装备，可以在战场上快速为伤员打印假肢、关节，随时随地建造营房和防御工事等。

——消费电子等消费品领域应用。3D打印技术在产品的研发和生产阶段，如装配和功能验证、外观及性能测试、人体工程学、快速手板、批量制造等方面，有助于降低研发和时间成本。苹果预计下半年发布的Apple Watch Ultra智能手表的部分钛金属机械部件将采用3D打印工艺。未来在iPhone 15上有可能将中框结构件用钛合金替换之前的铝合金。荣耀近期发布的荣耀MagicV2折叠旗舰机，铰链的轴盖部分首次采用钛合金3D打印工艺。其他消费品领域，3D打印技术有助于加速产品设计、优化和迭代，提升并丰富产品性能，如为运动员量身定制轻量化、个性化运动设备等。

——模具领域应用。3D打印已广泛应用于鞋模及随形冷却模具等领域，优化冷却水路设计，不受水路复杂程度的限制，提升模具的冷却效率和生产效率。

 02 增材制造工艺路线

增材制造技术自诞生至今将近40年，目前多种技术路线并存。按照成型原理，增材制造主要有7种工艺，如下表所示。

表2 增材制造工艺类别及应用领域

资料来源：铂力特招股说明书等。

金属增材制造工艺原理主要为粉末床熔融和定向能量沉积两大类别，对应的金属3D打印技术都可以制造达到锻件标准的金属零件。粉末床熔融技术比较适合航空航天小批量、定制化的生产特点，是目前最广泛应用的增材制造技术之一。定向能量沉积技术的成熟度和设备自动化程度不及粉末床熔融技术，但是能实现修复功能，因此也具有不可替代性。具体工艺来看，目前激光选区熔化技术（SLM）是最常用的金属增材制造工艺，其生产效率高，可以在短时间内制造出致密度极高的金属零件；电子束选区熔化（EBSM）依托真空加工环境，更容易加工难熔的材料，但维护费用高，打印的零件尺寸受限，且需要有射线安全保护设备；电弧增材制造（WAAM）在大尺寸结构件制造中具有优势，但零件表面质量较差，需经过表面加工过后才能使用。

 03 增材制造产业链概况

增材制造产业链上游主要为原材料和零件，包括增材制造装备零部件、三维扫描设备、增材制造软件系统、专用材料生产工艺及设备等；中游为3D打印设备，多数厂商同时提供打印服务、原材料供应及系统解决方案；下游为各个行业应用。产业链如下图所示。

图2 增材制造产业链示意

资料来源：华曙高科招股说明书。

图3 增材制造产业链全景图

资料来源：信达证券《增材制造行业深度报告-3D打印：颠覆性技术，有望从1到100撬动千亿产业链-230712》。

——3D打印原材料。目前主要可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料以及生物材料等几类。金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低，目前应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛及钛合金、高温合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等。SLS工艺技术目前使用最广泛的原材料为PA粉末类材料。近年来，行业内出现多种新型高分子增材制造粉末材料，各类材料在成形质量和稳定性等方面的表现各有差异。

图4 3D打印原材料类别及应用领域

资料来源：艾瑞咨询，招商证券《金属3D打印行业深度报告：传统技术的革新，高成长与高壁垒-230728》。

目前国内的金属3D打印材料已基本满足国产设备及国内下游增材制造需要，设备生产厂商一般与第三方材料厂商合作研究开发各类金属材料熔融工艺，少量3D打印服务的厂商会同时自主生产金属3D打印材料。不过，海外3D打印巨头如Stratasys和3D Systems在体量、积累和技术实力上远超国内企业，分别拥有数百种商业牌号的增材制造材料销售，其采用“捆绑销售”模式，导致我国进口高端增材制造材料数量长期居高不下。

——核心硬件。增材制造所使用的核心硬件包括振镜和激光器等。目前，该等核心硬件多数采购自美国、德国等，存在依赖进口的情况，但随着国产振镜和激光器的研制成功及性能提升，目前已实现部分进口替代。

——软件。3D打印相关软件包括3D打印设备工业软件系统以及应用软件。应用软件可由产业链上中下游主体及专业软件供应商基于技术应用需求开发提供，如辅助设计软件、工程处理软件、仿真模拟软件、智能处理软件等。目前，行业内大部分3D打印设备制造企业的3D打印设备工业软件系统系向第三方采购，软件性能提升依赖并受制于软件服务商，拥有完全自主知识产权3D打印设备工业软件系统将有助于设备制造企业提升行业竞争力。

——3D打印设备及服务。3D打印设备是中游、也是整个产业链的核心主体。可分为桌面级打印机和工业打印机，其中工业级打印机技术壁垒高，资本投入大，一直以来发展较为缓慢，但当前受到国家政策大力支持，市场呈现出快速增长形势。据铂力特公司公告，增材制造设备是牵动增材制造行业发展的关键之一，增材制造的核心专利大多被设备厂商掌握，因此设备厂商往往在整个产业链中占据主导地位。此外，重点设备厂商通过行业并购，整合上游3D打印软件、上游材料、3D打印服务等，成为集装备、材料、服务等多种业务为一体的综合解决方案提供商，进而提升对产业链的掌控能力。

从业务构成看，打印设备和打印服务占据增材制造行业主要市场份额。根据Wohlers Report 2022报告，2021年全球增材制造市场份额中，增材制造服务占比40.09%，打印装备占比22.42%，增材制造原材料占比 17.04%，增材制造服务市场份额占比远超出其他业务，如下图所示。

图5 2021年全球增材制造各业务占比

资料来源：Wohlers Associate《Wohlers Report 2022》。

  04 中国及全球市场情况

中国增材制造产业规模高速增长，超过全球增速。根据工信部数据，2012-2022年，我国增材制造产业规模自10亿元增长至320亿元，年复合增速为41.42%，预计2023年我国增材制造产业规模有望超过400亿元。据左世全《增材制造十年发展及展望》数据，我国增材制造产业规模有望于2027年超过千亿元。

图6 2019-2022年中国增材制造产业营业收入情况

资料来源：李方正、李博、郭丹《中国增材制造产业发展现状与趋势展望》。

从各环节企业的营收情况来看，根据工信部装备工业发展中心对50家行业企业的调研数据，调研企业在材料、零部件、装备、服务等各个环节占总营收的比重，分别为12.4%、5.9%、53.2%和26.0%，装备市场占比超过50%，仍处于市场主导地位，如下图所示。

图7 工信部调研企业产业链各环节营收比重

资料来源：李方正、李博、郭丹《中国增材制造产业发展现状与趋势展望》。50家调研企业对应2022年总营收为112.5亿元。

我国增材制造装备实现从进口为主到国产化替代的转变。十年来，我国增材制造一批重点工艺装备和核心器件实现国产替代，批量化供应能力和成本竞争优势显著。我国在高精度桌面级光固化增材制造装备、多材料熔融沉积增材制造装备持续保持领跑并畅销海外，米级多激光器激光选区熔化装备、多电子枪电子束熔化装备、大幅面砂型增材制造装备等自主开发装备相关核心指标达到国际先进水平，5轴增减材混合制造装备已实现商用。此外，我国完成了超高速激光熔覆头、电子枪等十多类关键部件的技术攻关和自主生产，其稳定性、可靠性得到不断改善，大族激光、锐科激光等企业自主研发的激光器、扫描振镜等零部件已应用到相关增材制造装备中。从出口情况看，2022年中国增材制造装备出口228.7万台（含消费级），较2019年增长59.7%；出口金额为36.6亿元，较2019 年增长近1倍。多家企业增材制造装备出口营收占企业主营业务的90%以上；消费级FDM 3D打印机出口量持续领先全球；各类装备已出口至全球40多个国家和地区。

增材制造技术应用实现从原型制造向直接制造的质变。十年来，增材制造技术的应用实现由快速制造原型样件逐步向直接制造最终产品质变。

● 航空航天领域。新一代战机、国产大飞机、新型火箭发动机、火星探测器等重点装备的关键核心零部件大量应用增材制造技术，解决了许多过去难以制造的复杂结构零件的成形问题，实现产品结构轻量化。

● 医疗领域。髋臼杯、脊柱椎间融合器等14款增材制造医疗植入物已获得NMPA认证，实现临床应用，拓展疾病治疗解决方案；时代天使运用增材制造技术实现口腔正畸牙模批量定制生产，解决传统机加工制造复杂的问题，满足患者个性化需求，全面提高中国口腔医疗水平。

● 铸造领域。宁夏银川建成世界首个万吨级铸造3D打印工厂，将增材制造技术应用于砂型铸造、熔模铸造等铸造工艺中，大大减少铸造加工流程,提升产品制造效率，实现对传统铸造的替代。

● 其他领域。大规模混合桥体、房屋等增材制造建筑在各地落成，高级手办、轻量化鞋品等深受消费者欢迎。

全球增材制造市场规模高速增长。根据2023年发布的《Wohlers Report 2023》报告，全球增材制造产品和服务的收入从2003年的5.29亿美元增长至2022年的180亿美元，2015-2022年CAGR为19.5%。2020年受疫情影响年同比增速短暂下滑至7.51%，2021年反弹至19.49%，2022年同比增长18.3%。预计2025年全球市场规模将达到298亿美元，2022-2025年CAGR为18.3%，2030年达到853亿美元，2025-2030年CAGR预计达23.4%。根据《Global Additive Manufacturing Market, Forecast to 2025》报告显示，从2015年到2025年，全球汽车行业、垂直医疗设备的3D打印收入将分别以 34%和23%的复合增速增长。

图8 全球增材制造产品和服务产值

资料来源：Wohlers Associate《Wohlers Report 2023》，2023年3月发布。

金属增材制造市场增速领跑增材制造行业。根据AMPOWER数据，2021年全球金属增材制造市场规模达25亿欧元，从需求端测算预计2026年将达到75.8亿欧元，CAGR达25%，从供给端测算预计2026年将达到78.1亿欧元，CAGR达26%。

增材制造设备销量持续增长。根据Wohlers Associates统计数据显示，全球工业级增材制造设备销量（指面向工业且销售售价在5000美元及以上的机器）从2012年的6千余台增长至2021年的2.6万余台，年复合增长率14.45%。全球金属增材制造设备的销售量从2012年的200余台增长至2021年的2300余台，十年来增长1087%，年复合增长率31.63%。全球工业级高分子增材制造设备的销售量从 2012年的7500余台增长至2021年的23800余台，年复合增长率 13.57%。

图9 全球工业级增材制造设备销售量（台）

图10 全球金属增材制造设备销售量（台）

图11 全球工业级高分子增材制造设备销售量（台）

资料来源：Wohlers Associate，华曙高科招股说明书。

增材制造原材料市场规模快速增长。根据Wohlers Associates 统计数据显示，全球增材制造专用原材料销售金额从2012年的4.17亿美元增长至2021年的25.98亿美元，CAGR达22.54%，2021年金属原材料占市场比重约18.2%。2021年金属原材料销售额达4.74亿美元，同比增长23.50%，五年CAGR达26.80%。

图12 全球增材原材料销售额（百万美元）

资料来源：Wohlers Associate，华曙高科招股说明书。

从全球市场的分布来看，美国是全球第一大市场，中国为第二大市场。截至2021年末中国工业增材制造设备安装量市场占比10.60%，仅次于美国，如下图所示。

图13 截至2021年增材制造设备安装量占比

资料来源：Wohlers Associate，华曙高科招股说明书。

 05 各领域竞争格局

3D打印企业集中在美国、德国及中国。根据Wohlers Associates,统计显示，2021年全球有266家制造商生产和销售工业3D打印设备（统计口径价格高于5000美元），其中39家公司的工业3D打印系统销量超过100套。266个系统制造商分布在世界各地，美国制造商数量59家排名第一；德国制造商数量38家排名第二；中国制造商数量37家排名第三。

我国增材制造骨干企业数量持续增长。根据李方正、李博《增材制造十年：成就、启示与展望》报告，我国增材制造全产业链相关企业超过1000余家，铂力特、先临三维、华曙高科等以增材制造为主营业务的上市公司涌现，数量2013年的1家增长至2022年的22家（含新三板），规模以上企业数量由2016年的20余家增至2022年的100余家，其中规模过亿的企业数量由2012年的3家增至2022年的42家。

——3D打印材料

目前3D打印金属粉体材料以欧美厂商为主，国内金属粉末制备存在氧含量高、球形度差和粒径分布不均匀等问题，超细粉及优质粉末仍需进口。

表3 3D打印金属粉体材料国内外重点企业

资料来源：深企投产业研究院整理。

非金属材料供应商众多，除了材料、设备、服务一体化厂商外，3D打印材料在专业材料厂商的营收占比较低、一般不做专门生产。国内重点企业有斯科瑞（山东临沂，3D打印高分子材料）、苏州聚复科技（3D打印高分子材料）、嘉兴饶稷科技（陶瓷材料）、山东创瑞激光科技（烟台）等。

——3D打印设备

当前中国市场的主流3D打印设备品牌包括上海联泰科技、美国Stratasys（纳斯达克上市）、德国EOS、美国GE、美国3D Systems（纽交所上市）、华曙高科（A股，长沙）、西安铂力特（A股）、美国惠普等，其中联泰、华曙高科、铂力特等均为国产品牌。

图14 2021年中国3D打印设备市场竞争格局

资料来源：3D科学谷。

国际3D打印设备重点企业还有德国SLM Solutions（被Nikon收购）、美国Desktop Metal（纽交所上市）、美国Nano Dimension（纳斯达克上市）、美国VELO 3D（纽交所上市）、美国Markforged（纽交所上市）、德国voxeljet（纽交所上市，苏州维捷）、法国Prodways、美国Shapeways等。

国产重点厂商还有先临三维（杭州，新三板）、鑫精合激光（北京）、北京易加三维、南京中科煜宸、无锡飞而康、广东汉邦激光科技（中山）、浙江迅实科技、峰华卓立（佛山，新三板）、西安赛隆增材、东莞远铸智能、深圳创想三维、珠海三绿实业（消费级）等。另有深圳金石三维、山东创瑞激光科技（烟台）、湖北嘉一三维（咸宁，新三板）、深圳极光创新（新三板）等上百家企业。多数设备厂商同时拓展3D打印服务业务。

——核心光学硬件

增材制造设备所需核心元器件包括扫描振镜、激光器。增材制造用的激光器主要从美国、德国进口，基本被德国Trumpf、美国IPG等3-4家国外企业占有，目前低功率光纤激光器基本完成国产替代，中功率光纤激光器国产化率保持稳定且多保持在60%上下，实现了大部分的国产化替代。

扫描振镜主要从德国进口。根据铂力特招股说明书，扫描振镜系统在全球范围内主要的供应商为德国ScanLab公司、美国CTI公司、美国GSI公司，其中德国ScanLab公司占据了金属3D打印设备市场的主要份额，市场占有率达到80%左右，根据其官网披露信息，德国 ScanLab公司扫描振镜系统年产超过3.5万套。经过近年来国内供应商的快速发展，在中低端振镜控制系统领域已经基本实现国产化；在高端应用领域，目前主要由德国Scaps、德国ScanLab等国际厂商主导，国产化率仅15%左右。目前金橙子（A股）振镜产品相关核心性能指标与德国Scanlab的同类型产品相近，具备与国际厂商竞争的水平和实力。大族激光也在拓展增材制造领域的光纤激光器和振镜产品。

 06 我国增材制造产业园分布

目前全国各地建设的3D打印园区有20多个，主要提供增材制造产业链的配套服务，少数由设备龙头企业建设产业基地。各地园区的规模体量差别较大，多数园区招商运营并不理想。现有主要园区如下图所示。

图15 我国增材制造产业园分布

资料来源：深企投产业研究院整理。不含停止运营或实际无运营的园区。

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金属3D打印设备的销售台数及金额
© CONTEXT

2023 年第一季度，工业和专业级增材制造设备的全球出货量分别同比下降15%和30%，而设计级、个人级、套件与爱好类别的出货量均有所上升，同比分别增长18%、34%和29%。大多数等级的系统设备出货收入都有所增长（专业级除外），从而使得系统设备总收入比上一年同期增长15%。

 工业级

工业级3D 打印机（占同期系统总收入54% 的最大类别）全球出货量同比下降主要是由于塑料3D打印系统销售疲软（尽管塑料挤出机的销售保持稳定）。这一下降并没有影响到收入，收入同比增长了 11%，这是由于对更高效率设备需求的不断增长所致。

虽然几乎所有类型的工业级塑料3D打印机的销量都下降了，但降幅最大的是光聚合3D打印。这些设备的出货量下降了-33%，大多数地区都出现疲软。例如，在北美，由于通货膨胀导致消费者将支出从非必需品（例如牙科美容）转向燃料和食品消费，3DSystems 等市场领导者在某些牙科市场的销售额大幅下滑。尽管中国市场正从 2022 年的艰难岁月中走向正轨，但许多工业领域都出现疲软。

工业级金属3D打印机表现更好：尽管设备台数的销量下降了8%，但 2023 年第一季度收入同比增长了25%。粉末床熔融 (PBF) 3D打印机占金属3D打印系统出货量的 77%，销售台数方面与同期持平（同比下降 1%）。尽管销售台数是一个挑战，但对更高生产力（和更大）金属3D打印设备的需求持续增长，使得工业级粉末床熔融金属3D打印（PBF系统）的收入增长 34%。推动这一收入增长的“新势力”是 Velo3D 和 SLM Solutions（现已成为 Nikon-尼康产品品牌），这两家以提供广受欢迎的多激光器、大型构建量（且价格更高）的设备受到市场青睐。出货量同比强劲增长的供应商还包括GE增材，使其与EOS 一起成为该时期工业级粉末床熔融金属3D打印（PBF系统）的市场份额领先者。

 中端系统

中端3D打印机单位出货量同比增长 18%，主要是由以下因素推动的：(1) 新产品，如 Formlabs的基于粉末床的塑料3D打印设备Fuse 系列；(2) 中国多个终端市场对联泰科技的光聚合DLP设备有着强劲的国内需求。

尽管更便宜的基于粉末床的塑料3D打印本身并不是什么新鲜事，但Formlabs能够利用新发现的需求，实现超加速增长：2023 年第一季度，基于粉末床的塑料3D打印设备占中端类别所有出货量的 17%，而相比之下， 一年前为2%。Formlabs 的成功将人们的注意力集中在这一类别上，在此期间，3D Systems 收购了 Wematter，Nexa3D 通过收购专注于该技术的 XYZprinting 产品线来扩大其产品范围。

 专业级

专业级3D 打印机的出货量在 2023 年第一季度大幅下降（同比下降30%），但收入情况稍好一些（同比下降15%），因为加权后的单台价格上涨 21% 至 7,271 美元。市场需求下降影响了所有排名前 5 的供应商，但 UltiMaker（最近与 MakerBot 合并）在单位出货量和系统收入方面仍然处于领先地位。Formlabs 将新产品（例如低端基于粉末床的塑料3D打印机）引入到专业价格等级中，并在去年同期取得了一些成功。然而，最近几个季度的需求已转向稍微更先进的产品，再加上通货膨胀的价格上涨，已将低端的基于粉末床的塑料3D打印细分市场转移到中端类别，这种现象也促成了同比比较结果发生跳跃。

不过，这一价格等级一直由材料挤出和光聚合以及粉末床熔融3D打印设备的出货量主导，总体市场份额并未大幅下降。如果将基于粉末床的塑料3D打印机的出货量排除在 2023 年第一季度的数据之外，该类别核心产品的出货量仍下降了28%（其中材料挤出下降了33%，光聚合设备出货量下降了18%），因此这是一个困难的时期。

 个人级，套件和爱好级

尽管 2023 年第一季度以消费者为中心的低端个人和套件与爱好级别的3D打印机销量出色，但该类别的全年增长预期仍然疲弱，因为这些出货量的增长主要是由于供应链物流的改善和其他因素，这一时期的一个强有力的例外是 Bambu Lab，巨大的需求使他们成功地从众筹转向主流商业化；事实上，对其产品的需求如此强劲，以至于帮助他们在本季度迅速跃居全球市场份额第二位，仅次于 Creality。

根据CONTEXT，3D打印在原型制造方面继续表现出色，在大规模定制和复杂零件小批量生产领域仍有充足的增长空间，未来几年增长潜力最强的是批量生产 。

工业级出货台数的预测
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对于塑料3D打印来说，光聚合和基于粉末床的塑料3D打印设备等技术最能满足这些大规模生产的需求；而粉末床熔融金属3D打印设备和粘结剂喷射3D打印技术最适合加速金属增材制造进入主流生产。事实上，粉末床熔融金属3D打印设备是当前工业市场的领先技术，并且有望实现5年出货量复合年增长率26%。与此同时，尽管预测金属粘结剂喷射3D打印目前落后于 PBF，但预计该技术到 2027 年的复合年增长率为 30%。

* 完全组装成品的价格等级：工业级 100,000 美元以上；中端级 20,000 美元至 100,000 美元（此类别以前称为设计级）；专业级 $2,500–$20,000；个人级<2,500美元；套件和爱好级打印机需要由买方组装。

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 全球3D打印区域竞争格局

作为3D打印行业息息相关的产业，3D打印材料行业的区域分布亦依托3D打印行业的分布。具体来看，2021年，全球3D打印行业发展以美国为先，拥有全球40.4%的市场；其次为德国，市场占比22.5%；中国排名全球第三，拥有全球18.6%的市场。

 全球3D打印TOP25企业

2021年10月，全球领先的数据提供商Xignite发布了全球3D打印Top25企业排名情况，泰国的Cal-Comp Electronics公司、日本的Mitsubishi Paper Mills公司与美国的3D Systems位居前三名;其中，进入排行榜的中国大陆及港澳台地区企业有5个，分别为西安铂力特、永盛新材料、实威国际、武汉金运激光与力新国际。

 国内发展概况
       3D打印材料行业市场规模增幅超30%

3D打印材料行业是3D打印产业的重要基础，依据CCID数据，2017年以来，3D打印材料市场规模占3D打印产业总规模的总比重在20%-30%之间。2017-2021年，我国3D打印材料行业市场规模逐年递增，且在2021年的同比增幅达到31.37%，为历年来最高增幅，实现重大跨越。

 部分材料技术水平可比肩国际龙头

依据铂力特招股说明书，其生产的钛合金粉末相关技术指标与德国TLS的钛合金粉末基本相当。反映国内3D打印材料金属材料已经达到出口标准，在国内国际均具有竞争力。

依据华曙高科招股说明书（申报稿），其生产的高分子粉末与同行业可比上市公司同类产品对比，热变形温度、拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量等关键性能指标相近，处于国际先进水平，断裂伸长率优于同类产品，达到国际领先水平。

整体来看，我国3D打印材料发展迅速，国内外产品在特定领域如钛合金粉末和高分子粉末等，达到一致水平，甚至国内企业拥有领先优势。

 发展趋势
未来3D打印材料行业市场规模破300亿元

随着3D打印材料行业持续增长，预计未来几年产业增长动力将由以3D打印设备为主向设备和材料双驱动转变，3D打印材料需求量将较快增长。2028年中国3D打印材料行业规模或将突破300亿元。

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全球工业级3D打印设备发货台数及销售收入

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根据CONTEXT 全球分析主管Chris Connery，虽然工业3D打印机出货量下降，但由于高端市场转向更大、更高效和价格更高的工业金属3D打印设备，总的3D打印设备销售收入再次上升。

由于终端市场买家仍面临全球通胀和对区域经济衰退的担忧，全球 3D 打印机供应商已开始将他们的重点从市场扩张转移到对盈利能力的关注上，并将他们对 2023 年的预期重新设定为个位数的销售台数增长。

 工业级

在关键的工业3D打印设备中（占 2022 年第四季度全球3D打印设备收入的 57%），出货量同比下降13%，工业聚合物3D打印设备出货量同比下降 19%，而金属3D打印设备出货量下降 11%。但由于平均价格上涨 23%，总销售收入增长7%。

虽然这在一定程度上是由于通货膨胀，但市场需求上升为对大型金属粉末床熔融3D打印系统的需求，这些设备普遍比较昂贵，对总销售金额的上升起到了一定作用。

工业金属3D打印设备出货量此前连续八个季度增长，受粉末床熔融3D打印系统带动，数据显示西方和中国公司的销售台数都在下降，金属粉末床熔融3D打印机的出货量下降了5%。

尽管如此，来自 Velo3D 和 SLM Solutions（被尼康收购）等供应商的多激光、高通量构建3D打印系统的出货量持续增长，导致金属粉末床熔融3D打印机的总收入增长了 26%。

尽管第四季度出现下降，从全年来看，工业聚合物3D打印机出货量同比下降 10%，而金属3D打印机出货量增长 5%。在金属类别中，占所有工业金属3D打印系统 75%份额的粉末床熔融3D打印机需求旺盛，导致全年出货量增长 12%。

虽然聚合物和金属3D打印机在工业类别中占据主导地位，分别占市场的 57% 和 39%，但今年出货量增长显著的两个新兴材料类别是陶瓷和复合材料。虽然这两个类别的份额均未超过 2%，但由于 3DCeram、Carima、Lithoz、Nano Dimension（收购 Admatec 后）、Xjet 等供应商的实力，陶瓷3D打印机的出货量增长了 34%，此外，复合材料方面的Markforged 的FX20出货量增加。

 设计级

设计级3D打印机成为 2022 年第四季度市场的一个亮点，这些机器在全球的出货量比2021年第四季度增加了 20%。

Stratasys 仍然遥遥领先于竞争对手，出货量占该价位所有打印机的 28%，但 Formlabs 凭借其增强型 Fuse SLS 聚合物粉末床设备在同类产品中脱颖而出，跃居第二。

其他帮助该类别增长的新系统包括 Stratasys 的 Origin 平台和 联泰科技-UnionTech 对其DLP高精度3D打印的扩展，根据3D科学谷，联泰科技推出S系列全新一代超高效3D打印机S300+。S300+是在S300基础上更新迭代的一款DLP高精度齿科专用打印机，全球1000家齿科机构正在使用这款设备。

其他来自 Sinterit、Roboze、Xact Metal 和 Desktop Metal 的 Desktop Health 系列的产品，一次又一次地推动了设计级3D 打印机市场的增长。

 专业级

专业级3D打印设备的价格范围为2,500 至 20,000 美元之间。在2022年第四季度，这些产品的出货量连续第三个季度下降，同比下降 12%，收入或多或少持平，主要是由于通货膨胀。

UltiMaker 是同类市场份额的领导者，该价位产品的总出货量同比下降 26%。在排名前 5 的供应商中，复志-Raise3D 在第四季度表现最好，3D打印机出货量同比增长 32%。根据复志-Raise3D， 其Pro2系列3D打印机自推出以来，屡获殊荣：曾获得美国Make杂志授予的Best Large Format（最佳大尺寸）奖项，德国All3DP颁发的Best Large Format 3D Printer（最佳大尺寸3D打印机）奖项等。作为专业级3D打印机，Pro2系列在定制化小批量生产方面表现稳定良好，兼容多种耗材，是建立3D打印工厂，柔性制造的最佳选择之一。

基于 LCD 的光固化3D打印技术（例如 Nexa3D 的 LSPc 技术）是全年的赢家，2022 年的出货量比 2021 年增长了 7%。

 个人级和DIY

2022 年第四季度个人级3D打印机出货量同比下降 2%，而收入增长16%。DIY套件在2022年第四季度的出货量增长了 15%，Creality 仍然是该低端市场份额的主要领导者。

虽然美国（个人级和DIY产品的最大终端市场，北美占整个个人级和DIY类别出货量的 40%）在第四季度的整体消费者支出相当疲软，许多销售小型、便宜的3D打印机的供应商发现越来越难以赚钱。

在此期间，一些知名度较高的公司开始退出市场，包括 XYZprinting，该公司将部分 SLS 业务线剥离给 Nexa3D，并宣布全面退出3D打印机市场。

其他更多区域性品牌，包括韩国的 Sindoh 和美国的 Dremel（以前由博世提供）缩减规模、出售或以其他方式分散对个人技3D打印的投入。

虽然 2023 年将充满挑战，但仍有延续长期增长的势头：许多行业的制造商仍然认为 3D 打印是一种可行的本地化生产方式，以缓解未来的供应链问题。因此，CONTEXT预计未来五年工业3D打印机收入的年复合增长率为 28%。

个人级：2,500美金或以下; 专业级：2,500-20,000美金; 设计级：20,000- 100,000美金; 工业级：100,000美金或以上。

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(该报告可在线获得，也可以在www.additive-manufacturing-report.com上以PDF格式获得。)

年度增材制造全球市场报告
© AMPOWER 2023

 全球市场

根据全球整个工业增材制造市场，包括金属和聚合物3D打印设备、材料和零件制造服务，2022 年价值 95.3 亿欧元，预计到 2027 年复合年增长率 (CAGR) 为 17.7%。工业金属增材制造 市场在 2022 年增长了 20% 以上，缩小了与聚合物3D打印的收入差距，然而，聚合物 AM 增材制造市场约占总量的 70%，因此大约是金属增材制造市场的 2 倍。展望未来，预计到 2027 年，金属市场的增长速度将是聚合物市场的两倍以上，从而进一步缩小与聚合物增材制造的差距。

全球金属和聚合物增材制造市场（2020-2022年，2027预测）
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金属增材制造市场在 2022 年的价值为30.3 亿欧元，预计到 2027 年复合年增长率为 26.1%，而聚合物增材制造市场预计将从2022年的65亿欧元以每年 12.9% 的速度增长。

金属和聚合物3D打印设备销售收入大致相等，但是，由于聚合物 AM 增材制造应用的市场和性质更加丰富，聚合物材料和聚合物零件制造供应商产生的收入要大得多。

总体而言，根据3D打印供应商的预测，整个增材制造市场的年增长率为 17.7%，因此预计到 2027 年将达到 215.8 亿欧元。3D打印设备供应商在 2022 年取得了成功，平均收入增长超过 20%，并对未来几年持乐观态度。到 2027 年，设备供应商预计该市场将继续以 20% 以上的速度增长。

增材制造设备供应商在 2022 年销售了价值 25.1 亿欧元的设备，3D打印设备销售收入有三分之一在美国产生。世界上最大的增材制造产品和服务市场是美国。2022 年，美国金属和聚合物3D打印设备销售收入总计超过 8 亿欧元，同比增长近 20%。这相当于 33% 的全球市场份额。中国创造了第二大本地市场，其设备销售收入占全球总增材制造收入的 17%。

2022全球金属和聚合物增材制造市场（按地区）
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到 2022 年，医疗行业仍然是 AM 增材制造设备供应商的主要应用领域。尽管市场份额保持在 11% 左右，但整体市场规模的增加使得2022 年的收入增加了 2.65 亿欧元。

2022全球金属和聚合物增材制造市场（按垂直应用领域）
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汽车和其他工业制造是第二大应用领域，这两个垂直行业越来越多地使用 AM 增材制造来支持开发团队和生产线上的工装夹具应用。然而，汽车行业仍在努力寻找适合车辆制造的增材制造商业案例。

© 3D科学谷白皮书

总体而言，AM 增材制造设备变得越来越大和复杂。例如，中国供应商 EPLUS3D 的多激光金属粉末床融合设备 EP-M1250 具有超过 1 米的构建平台。SLM Solutions NXG600 XII 或 VELO3D 的 Sapphire XC 的多激光设备于 2022 年首次安装在其用户现场。聚合物增材制造的用户也需要越来越大的解决方案。市场上基于颗粒的聚合物3D打印设备出现了更多的打印头，例如来自荷兰初创公司 CEAD 的设备，现在将尺寸推向长达 40 米。

2022 年，金属粉末床熔融3D打印设备占了整体3D打印设备销售收入的 39%，这一增长趋势还在继续，有望在2027年增长到占45%的设备销售收入，而金属3D打印另外一种技术-粘结剂喷射金属3D打印技术也走向成熟，有望在2027年占7%的设备销售收入。

2022年，聚合物粉末床熔融3D打印（PBF）系统占设备销售收入的14%。

2022全球金属和聚合物增材制造市场及2027预测（按技术类别）
© AMPOWER

然而，2022 年，3D 打印领域的初创公司吸引资金的难度越来越大。尽管许多增材制造公司在过去十年中获得了大量资金，但初创公司现在遇到了更加谨慎的投资者。

近年来，投资者倾向于相信寻求融资的增材制造初创公司过于夸大的增长预测。其中一些能够产生重大影响，并在获得资金后通过 SPAC 交易上市。然而，上市后的3D打印企业表现不佳，往往是失望的结果，因为没有达到很高的期望。

AMPOWER 认为，如今的 AM增材制造投资者更加理性，越来越看重长期回报，这更符合投资标的的目标。这不仅有利于初创公司，也有利于整个行业，因为彼此正在寻找可持续的增材制造解决方案。

 中国市场

3D科学谷创始人Kitty Wang在《AMPOWER Report 2023》中阐述了中国的3D打印市场的情况。在2022年经历了艰难的挑战，尤其上海的3月至6月期间， 3D打印企业在严格的疫情控制管理下展现了极大的韧性与毅力。

2022年中国3D打印领域的明显发展是航空航天及国防领域的订单暴增，随之对应着金属粉末的需求量上升，然而随着价格竞争激烈化，金属粉末的价格也在降低，对应着3D打印零件的价格也在急剧降低。不过在价格的激烈竞争背景下，仍然诞生出技术发展的主线，材料-结构-性能一体化增材制造成为金属增材制造的研究热点。

除了边缘政治摩擦带来的心理安全因素，目前吸引中国用户购买中国供应商增材制造机的原因主要有两个。一是本地供应商提供了定制的工艺包。这些软件包包括流程优化，考虑到用户的特定生产要素，例如材料、组件设计、设备情况。这些优化的结果是打印组件的性能更好。另一个原因是本地供应商可以为本地市场提供即时的售后服务。这说明，中国的客户重视本地化和现场售后服务带来的价值。

中国对于材料技术的更新创造不断加速，目前中国的相关专利申请量2021年达3079件，超过美国位列第一。从专利内容可以看出各类复合材料、可降解材料以及更优性能的金属材料是目前研发的重点方向。

行业整体的阶段性突破主要依靠政策扶持下逐步形成的商业化发展。例如在航空航天、国防军工领域由国家领头逐步实现更新换代。其中，西安航天发动机有限公司增材制造中心针对液体动力制造及航天装备发展需求，开展了增材制造产业化建设工作，2022年分两批引进技术先进、种类齐全的增材制造生产设备89台。

2022年，中国的研发步伐并没有因为严格的疫情管理而停止，例如联泰科技在光固化3D打印领域联泰科技自主研发了包括“微米级液位控制技术”、“多振镜一体式自动标定技术、“多振镜拼接技术”与“光强均匀性校正技术”在内的创新性技术。

铂力特在2022年第二季度重磅发布12激光大幅面金属3D打印设备BLT-S1000。同时，不仅仅是航空航天领域，铂力特在科研、机车、医疗、航天、汽车领域获得了更多用户的信赖。

易加三维的EP-M1250的成型室尺寸可达1258*1258*1350mm3 (Z向高度可定制至2000mm)，九激光九振镜配置，多激光精准定位加上拼接区精度控制技术，保证了高效生产和打印品质的均一稳定。

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