3D科学谷的全球战略合作伙伴-来自德国汉堡的咨询公司AMPOWER于2021年3月31日发布了其《2021工业增材制造的年度市场报告》。该报告分析了2020年全球行业发展情况，并提供了未来5年的前景预测。本期，3D科学谷与谷友特别分享《2021工业增材制造的年度市场报告》中关于中国3D打印研发市场报告部分。
(该报告可在线获得，也可以在www.additive-manufacturing-report.com上以PDF格式获得。)
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以创新为“指数”的幂次方
3D打印行业的增长依靠研发的驱动，在3D科学谷看来3D打印对制造业的升级能力将以创新为“指数”，应用端的引入深度与广度为“底数”，实现一场幂次方的附价值创造革命。
而3D科学谷通过对中国1603家企业、高校以及研究院的调研情况，增材制造领域，32.1%的调研单位投入在设备的研发上，48.4%的调研单位投入在工艺与应用的研发上，17%的调研单位投入在材料的研发上，0.39%的调研单位投入在软件研发上。
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而通过3D科学谷的调研情况，虽然2020年大部分企业的研发投入在1000万元以下，3D科学谷发现相比于2019年，2020年国内在增材制造领域的研发上资金投入呈现出30%~40%的增幅。另外在复合材料、过程控制、以及人工智能领域的研发投入开始呈现出加速趋势，这与之前大部分投入集中在设备开发领域有了多样化的变化。
特征一：PBF设备迈向多激光、大尺寸
铂力特自2016年开始单向成形尺寸500mm以上设备的研发，先后突破了四光束联动扫描和拼接等关键技术，在围绕成形质量管控的智能软件方面也不断深耕。2020年3月以来，铂力特先后将多次研发迭代、实测时间均在几万小时级别的BLT-S450、BLT-S500 、BLT-S600推入市场。2020年铂力特还在深圳设立了华南应用研发中心。
易加三维的EP-M650四激光设备成功通过了 IN718材质高温零部件成型测试。永年激光研发制造超大型SLM设备，成形尺寸为直径1000mm,成形高度为850mm。
特征二：多样化的加工技术
南京钛陶智能系统有限责任公司开发了具有等离子弧喷头的等离子发生装置和三维打印设备。所需的控制系统简单、精度更高，具有极高的实用性；在喷头外获得稳定可控的流场，材料适用范围更广。
北京机科国创轻量化科学研究院有限公司开发了具有Z向增强功能的连续纤维增材制造方法，在复合材料构件内部Z向引入连续纤维，改善或增强成形复合材料构件的层间性能，使复合材料构件内部纤维结构呈现复杂多样化，发挥复合材料各项异性的优势。
砂型3D打印方面，共享智能铸造产业创新中心有限公司开发了打印头保护装置、打印头清洗方法以及3D打印机可避免打印头出现二次污染及摩擦问题，从而可大幅提高打印头寿命，同时可降低生产成本。
扫描方面，先临三维研发了两种光源，一机多用的双蓝光手持扫描仪EinScan HX和双光源彩色手持3D扫描仪EinScan H。该设备使用的是先临三维新型双光源混合技术，综合LED光+激光或LED光+红外两种光源的技术优势，达到更好的数据结果。
特征三：材料市场细分化
国内有诸多单位及高校在研究陶瓷增强金属复合材料。其中，安徽相邦复合材料与上海交通大学共同研发生产的陶瓷增强铝合金粉末，能够改善粉末流动性，提高激光吸收率，细化晶粒组织，尤其适用于3D打印，适合规模化生产应用。
江苏大学开发了基于3D打印制备的石墨烯陶瓷复合材料及其制备方法，采用3D打印技术与微波加压烧结相结合的方法，在烧结过后，氧化铝与碳化硅组成纳米陶瓷复合材料，石墨烯对碳化硅氧化铝陶瓷进行了改性，制备出的复合材料具有良好的断裂韧性、导电与导热性等。这种方法大大降低了生产成本，具有良好的经济效益。
西北工业大学开发了3D打印氧化铝陶瓷，氧化铝粉体材料中引入可光固化3D打印的聚硅氧烷陶瓷前驱体，制得的氧化铝陶瓷材料烧结后陶瓷的致密度可达99％，致密度更高、缺陷更少。
辽宁冠达新材料科技有限公司开发出超低氧钴基变形高温合金粉末GH5188，GH5188能保证镧元素的含量，同时金属粉末具有球形度高，流动性好，粒度分布窄等优点。
有很多企业在材料研发领域开辟了自己的特色，包括安徽中体新材料科技有限公司（CNPC Power)，四川鑫达企业集团有限公司（XinDa Group),西安欧中材料科技有限公司(Sino-Euro Materials Technologies)
特征四：全流程解决方案及人工智能驱动产业化发展
3D打印用于升级制造业的一大阻力是当前的数字化链条过于片断化，典型的案例是黑格2020年深度开发正畸全流程解决方案，整合隐形矫治器全链条生产流程，实现高效自动化数据处理、自动生产、自动切割的全自动化3D打印流程，实现自动化24小时连续生产。
增材制造领域，任何不使用AI的软件驱动技术迟早会被替代。AI是所有的不同层面的竞争力的核心。
安世增材与中科煜宸联合开发的面向金属增材制造定向能量沉积工艺的专业工艺仿真软件AMProSim-DED可以详细模拟零件分区、打印路径以及熔融冷却的相变过程对增材制造过程的影响，预测增材制造过程中的温度、应力和变形，优化工艺参数，从而保证3D打印质量和打印效率，避免低效的试错过程。此外，安世增材还开发了APRO控制系统以实现连续自动化生产的控制。
浙江大学开发了基于机器学习的多层电弧增材制造过程热历史的预测方法，浙江大学采用基于多个以双向长短时记忆网络为主的基学习器的集成学习模型来拟合单元集激活顺序数据与单元集温度数据的映射关系，得到的实际输出数据与理想输出数据的吻合度较高，预测精度较高且预测速度快，占用内存小。
特征五：高校孵化新技术
脱身于中南大学的深圳升华三维科技有限公司将从打印材料、3D打印机、操作软件到脱脂炉、烧结炉一整套金属/陶瓷间接3D打印解决方案推向市场，其大尺寸独立双喷嘴3D打印机的开发，实现两种不同材料（金属与金属、金属与陶瓷、陶瓷与陶瓷）的复合打印，打印尺寸可以达到500*500*600mm。
根据3D科学谷的市场调查，还有非常多的高校活跃在3D打印研发领域，包括：南京航空航天大学、清华大学、华中科技大学、上海交通大学、西安交通大学、浙江大学、浙江工业大学、西北工业大学、江苏科技大学;江苏科技大学海洋装备研究院、南京理工大学、哈尔滨理工大学等等
特征六：传统制造商进入3D打印领域
广东伊之密股份有限公司开发了spaceA系统，螺杆挤出式增材制造。随着增材制造进入到增材制造2.0时代（以数字化库存，用于生产为特点），将有越来越多的类似于伊之密这样的跨界企业进入到3D打印领域，与原有的生态圈一起共同驱动增材制造的发展。
总体来说，2020年中国的3D打印投入并未受疫情影响，而是保持了高增长的态势，未来有望出现研发方向上的更多的多样化与差异化。目前在设备、材料方面的投入比例比较大，在软件研发方面的投入比例非常小，目前软件领域Oqton呈现出发力趋势，Oqton提供人工智能生产系统助力智慧工厂。其FactoryOS™是一个端到端的生产平台，可紧密连接制造软件和硬件。
期待中国在将来出现更多的软件方面的研发投入。
关于AMPower《2021工业增材制造的年度市场报告》概要，请点击AMPOWER年度报告全球增材制造市场小幅增长至71.7亿欧元
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AMPOWER是工业增材制造领域的领先咨询公司，AMPOWER通过开发和分析市场以及技术研究，为客户提供战略决策建议。在运营层面，AMPOWER通过有针对性的培训计划以及适用于生产的组件的识别和开发，为增材制造的引入提供支持。AMPOWER进一步的服务包括质量管理、内部和外部设备鉴定支持、跨国市场进入支持。
更多信息，请参考3D科学谷发布的《金属3D打印全球发展状态》《听3D科学谷创始人在Formnext上分享中国3D打印市场表现、机遇、挑战与展望》
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l 文章来源：3D科学谷市场研究团队
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