一、市场空间巨大
中国3D打印产业仍处于早期阶段,根据JuniperResearch报告,中国3D打印机和相关的材料市场规模预期将从目前的7,500万美元将增长至2018年的12亿美元,具有16倍的成长空间,占全球3D打印市场比重将从不足2%增长至7.4%。
二、政策起步晚、地方热情高
政策方面起步较晚。2013年4月国家863计划首次将3D打印产业选入,并设置了4个重点研制及应用研究方向:1)航空航天大型零件激光熔化成型装备;2)面向复杂零部件模具制造的大型激光烧结成型装备;3)面向材料结构一体化复杂零部件高温高压扩散连接设备;4)基于3D打印制造技术的家电行业个性化定制关键技术。但总研究经费不超过4000万,甚至不及国外公司一年的研发经费。
表 我国3D打印主要政策汇总
地方政府发展积极性较高。江苏、湖北、重庆、北京和浙江是我国目前5个3D打印产业发展领先区域。在中央大力支持3D产业的背景下,各地政府从培育人才、扶持基金、产业化等多方面出台政策,鼓励和支持3D打印产业的落地。自2013年起,已陆续有四川、江苏、湖北等地开始规划打造3D 打印产业园区,全国第一个3D打印国家级产业园已于2013年在陕西渭南建立。
表 全国拟建或在建3D打印产业园
地区 | 载体 | 发展情况 |
南京 | 紫金(江宁)科创特区 | l 2013年3月,中国首个3D打印技术产业创新中心以及世界3D打印技术产业联盟总部落户南京,江苏省出台了相关产业发展的配套政策; l 2013年12月成立3D打印研究院,从金属、非金属、航天航空、生物医疗等5个方向从事3D打印技术、装备及应用的科研及产业化。 |
武汉 | 东湖高新区 | l 目前聚集约10家企业,2012年全部产值约5000万元。 l 在未来科技城内规划200亩地,用于建设华中科技大学3D打印产业园; l 《2014-2020年关于湖北省3D打印产业规划》即将出台; l 2013年12月湖北首个3D打印产业联盟在科技城成立。 |
珠海 | 香洲区 | l 2013年7月宣布建立3D打印技术产业(珠海)创新中心、3D技术产业园区; l 珠海首家3D打印企业垵德三维科技公司已落户南屏科技工业园。 |
重庆 | 中科院 | l 2013年7月中科院重庆研究院与重庆黔龙签约,联合组建公司投资3-6亿,建设10万平米工程,孵化机器人、3D打印高新技术企业; l 2013年11月,研制成功国内首个3D打印并联机器人,速度、精度、价格均优于国外产品。 |
北京 | 各大学 | l 清华大学,颜永年教授成立激光快速成形中心,在金属机械锻压以及材料成形方面科研实力较强; l 北京航空航天大学,王华明教授在钛合金大型复杂整体构件激光成形技术方面是国内顶尖技术人才。 |
四川 | 双流县 | l 2013年1月拟与中国3D打印技术产业联盟共同出资5亿元建设3D打印技术产业创新中心,此外地方政府成立1-2亿元设立3D打印技术产业扶持基金,对符合要求的科研项目给予资金支持 |
浙江 | 杭州 | l 2013年9月,省经信委、浙江大学、浙江工业大学及3D打印企业等联合成立浙江省3D打印技术产业联盟; l 2013年12月,杭州先临三维科技股份有限公司等26家企业发起成立杭州市3D打印产业联盟。 |
三、市场竞争激烈
各地3D打印产业发展偏重自主研发,与过去三十年国内传统制造业以承接国外产业转移作为发展路径不同,3D打印产业在各地的发展是以高校的创新研发为开始且起步并不晚,第一台SLS技术的快速成型设备在1994年由北京隆源研发成功,清华大学(材料挤出技术为主)、西安交通大学(光固化技术为主)、华中科技大学(激光烧结技术为主)、华南理工大学(激光烧结技术为主)、北京航空航天大学(LENS技术为主)也较早形成了研究团队。
部分企业初具规模,个别细分领域已具竞争力,行业内已经涌现一批初具规模的公司,最大的3D打印企业北京太尔时代产值近1亿元,其他集中于1000~3000万的水平,主要集中在设备研发制造销售环节,部分公司亦对外提供零件制造服务。
太尔时代2009年研发的第一台由中国制造的桌面级3D打印机UP! Plus在美国MAKE杂志最佳3D打印机评选中荣登榜首,击败Makerbot(美国,2013年被Stratasys收购)、Cube(美国3D Systems公司的产品)及其他桌面级打印机。
图 1988-2012年国内3D打印企业工业机销量分布
主要企业及产品集中在FDM和SLA,研发能力差距较大,我国3D打印企业大部分成立较晚,依靠高校研发成果或利用国外专利到期生产开源产品,主要技术和产品集中在FDM和SLA等主流产品,对于未来发展空间最大的粉末床熔化技术目前尚无具备一定实力和规模的国内企业。
表 中国3D打印主要企业情况
企业名称 | 技术来源 | 成立时间 | 主要技术与产品 |
北京太尔时代 | 清华大学颜永年 | 2003 | 研发销售基于SL、FDM技术的工业级3D打印机和个人打印机,产品应用于工业制造、航空航天、动漫设计、医疗、教育等多个领域,产品销售量和市场占有率均处于行业领先地位。 |
陕西恒通 | 西安交大 | 1997 | 公司主要的打印技术是SLA,并于1997年研制并销售国内第一台光固化快速成型机。现已经推出售价不到7000元个人打印机,在全国各院校、汽车电器等企业销售开展十多年。 |
武汉滨湖机电 | 华中科技大学 | 1996 | 公司先后开发了多种3D打印机,生产 LOM、SLA、SLS、SLM多种成型技术的打印设备。后两种技术设备最受市场欢迎。 |
北京隆源 | 华南理工大学 | 1994 | 成功研制中国第一台SLS技术3D打印设备,2003年与华南理工大学合作研究SLS。业务范围的重点是航空军事、汽车制造领域,对医疗领域也有涉足,2012年收入达3000万元。 |
上海联泰 | 公司团队 | 2000 | 公司有大规格的 SLA 设备、逆向工程、快速模具和快速铸造等扩展技术,有比较全面的技术综合解决能力。 |
中山盈普光电 | 公司团队 | 2003 | 与德国Marcam公司合作研发激光烧结成型3D打印工艺及装备,是国内首家掌握激光烧结成型3D打印科技的企业 |
湖南华曙高科 | 许小曙博士团队 | 2009 | 主要从事SLS粉末材料选择性激光烧结快速成型设备、材料研发。在对尼龙材料的SLS快速成型方面颇有建树。 |
产业发展应集中在弥补国内空白、瞄准未来应用方向、结合自身优势等三方面。我国多数3D打印企业没有与外资合作,仅依靠国内科研成果,在材料挤出、光固化和激光烧结等目前主流的产品领域中,依靠更低的价格抢占国外的市场并积极开发刚刚起步的国内市场。这是行业起步时不可避免的阶段,目前国内3D打印企业最需要的是资金、专利技术和国内市场等三方面的全面支持,从而在与外资企业的竞争国内空白、未来应用领域等方面尽早地培育自身的优势。
表 3D打印主要技术国内外公司对比
技术名称 | 国外公司 | 国内公司 |
材料挤出(FDM) | 美国Stratasys | 北京太尔时代科技(颜永年) |
选择性激光烧结(SLS) | 美国DTM、3D Systems;德国EOS | 北京隆源、滨湖机电、中航激光 |
立体光固化成型(SLA) | 美国3D Systems | 陕西恒通智能、上海联泰 |
直接金属粉末激光烧结 | 德国EOS、美国Morris Tech | 无 |
激光叠层制造(LOM) | 美国Helisys、Kinergy | 无 |
电子束熔融(EBM) | 瑞典Arcam AB | 无 |
3DP技术 | 美国3D Systems(Z Corp) | 无 |
目前3D打印在模具和原型开发方面最为成熟,个人消费和医疗、商业化定制两方面正在进入快速上升期,而直接产品制造技术还处于早期阶段,从我国的情况来看,有很多本土小厂商在开发面向个人消费者的产品,直接进行产品制造的商业化产品开始萌芽,用于模具制造的市场面临着与国外厂商的竞争,而医疗市场几乎尚未开始起步。
图 3D打印四类主要应用不同的产业周期
值得招商引资重点关注的产业投资动态。现阶段,国内上市公司涉足3D打印业务的方式,主要是利用上市公司资金优势,结合主业进行相关产业链延伸,大多通过合作、合资方式吸收外部技术。由于仍然处于研发早期阶段,或者大多从竞争激烈、价值量较低的桌面级设备起步,这些业务产生实质性业绩贡献的量都较小,对上市公司业绩影响有限,但随着3D打印产业进入爆发期,上市公司涉足3D打印的节奏将加快,投资新建厂房和研发中心的力度也将加大。
图 从产业链看我国3D打印主要企业
表 上市公司投资3D打印产业动态
公司名称 | 公司简介 | 产业链 | 相关产品 | 涉足3D打印产业的举措 |
银邦股份 (300337) | 国内铝基复合材料行业领先者 | 3D打印材料、制造、服务 | 材料:金属粉末;服务:生产高密度、高精度粉末冶金零件以及医疗器械零部件等产品 | 子公司飞而康目前拥有三台德国EOS的3D打印设备。2013年6月,飞尔康成立“中澳轻金属联合研究中心(3D 打印)”,开展金属3D 打印领域的设计研究工作。2013年7月30日飞而康与庞巴迪宇航公司签订业务订单,为庞巴迪制造钛合金热等静压工件 |
中航重机 (600765) | 隶属于中国航空工业集团公司,以航空技术为基础,形成了锻铸、液压、新能源三大业务 | 3D打印服务 | 加工用于军工航天的钛合金等高端金属材质的结构件 | 2011年7月公司出资2000万元与控股子公司中航(沈阳)高新科技有限公司、王华明及研发团队等共同成立中航激光成型制造有限公司。 中航激光将成为王华明团队的技术产业化平台,主要应用于军工领域复杂关键金属零件制造 |
南风股份 (300004) | 产品为通风与空气处理系统,主要面向核电、地铁、隧道、风电叶片和大型工业民用建筑五大领域 | 3D打印服务 | 加工用于核电、电力、船舶等厚壁大尺寸结构件 | 2012年8月控股子公司南方风机研究所投资1.68亿元于“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”,目前项目处于研发阶段 |
光韵达 (300227) | 产品包括激光模板、精密金属零件、LDS天线,提供的加工服务包括柔性线路板激光成型服务和激光钻孔服务 | 3D打印服务 | 投资EOS设备,根据客户要求制造零部件,行业以汽车为主 | 与比利时 Materialise用一年时间完成一辆可驾驶的电动赛车制作, 使用该车参加一次同级别竞技比赛(如中国大学生方程式汽车大赛) |
金运激光 (300220) | 产品为集成应用解决方案的中小功率激光切割设备 | 3D打印设备制造 | 桌面级设备;未来向工业级发展 | 近期着重研发桌面级3D打印设备;并成立激光熔覆和再制造公司,向工业级3D打印方向发展;与3D记梦馆合作,从事扫描打印人像业务,已经有14家加盟店 |
华中数控 (300161) | 产品为中、高档数控装臵、伺服驱动装臵、数控机床及红外热像仪 | 3D打印设备制造 | 华中科大团队具有多种3D打印技术及设备研发基础 | 公司与七家投资方共同成立武汉华科三维制造有限公司。华科三维的主要合作方为滨湖机电,创立人为华中科大史玉升教授,拥有多种桌面级、工业级3D打印技术,是国内较早进入3D打印领域的高校团队。 |
海源机械 (002529) | 液压成型装备专业制造商,是“绿色”建材解决方案的提供者 | 3D打印设备制造 | 桌面级设备;未来向工业级发展 | 2013年海源机械出资241万元购买设备建设“3D打印制造实验室”。同年出资450万元设立参股子公司福建海源三维打印高科技有限公司,全面研发桌面级和工业级产品 |
四、园区如何发展3D打印产业
1、发掘当地具有比较优势的3D打印原材料,发展具有特色的液态、半液态、固态材料,满足国内外高速增长的材料需求;
2、成立行业协会,重点扶持本地3D打印成熟企业,帮助企业积极联系当地传统制造企业,通过产业联合发展,一方面带动3D打印产业起步,一方面帮助传统制造业加快产业转型升级;
3、成立产业发展平台,在3D打印技术和设备产业快速发展的基础上,通过互联网平台培育当地3D打印服务供应商的发展,从而完善当地3D打印产业链和提高产业等级。
4、成立孵化基金并制定扶持政策,重点扶持招引企业与本地产业链上下游相关企业兼并重组,孵化新的3D打印企业,帮助其获得资金、税收、人才等各方面的扶持,从而更快地弥补国内空白并抢占国际市场;
招商建议一:打印材料龙头企业
金属粉末作为主要耗材的粉末床熔化设备需求量未来将占据市场需求的50%以上,招商应重点瞄准在金属材料领域具有先发优势的企业。
招商目标:银邦股份、银禧科技、宝钛股份、黄河旋风
招商建议二:高端打印设备企业
工业级打印设备厂商是中国3D打印产业下一阶段盈利性较强的产业链环节,尤其是基于激光熔覆技术的高端设备领域,招商应重点锁定具有核心技术和应用市场拓展能力的企业。
招商目标:华工科技、海源机械、大族激光、华中数控、南风股份。
招商建议三:布局全产业链企业
在处于起步阶段的产业领域,具有全产业链布局的企业更容易制定行业标准和竞争准则,更容易得到各类政策扶持和市场机遇,3D打印产业园区需要这类龙头企业支撑产业自身发展和产业融合发展。
招商目标:中航重机、光韵达、先临三维、金运激光。
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