1、3D 打印產業(yè)鏈簡圖正文目錄TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _bookmark0 一、3D打印，科幻與現(xiàn)的匯處9 HYPERLINK l _bookmark2 什么是3D打印？9 HYPERLINK l _bookmark10 3D打印的分類12 HYPERLINK l _bookmark25 3D打印的優(yōu)劣勢分析17 HYPERLINK l _bookmark36 1.4 總結21 HYPERLINK l _bookmark37 二、3D打印產業(yè)鏈：正由入期邁入成長期21 HYPERLINK l _bookmark55 三、3D打印原材料：低產充足，高端產能受限29

2、HYPERLINK l _bookmark72 四、3D打印設備：工業(yè)占流，進口替代大幕開啟35 HYPERLINK l _bookmark73 設備目前仍是國內3D打印產業(yè)中產值最大的環(huán)節(jié)35 HYPERLINK l _bookmark79 美國是最大設備存量市場，中國正在迎面追趕37 HYPERLINK l _bookmark87 4.3 總結40 HYPERLINK l _bookmark88 五、下游應用：醫(yī)療、車航空航天、機械多開花40 HYPERLINK l _bookmark89 工業(yè)應用占主導，工業(yè)機械是最大的下游應用領域40 HYPERLINK l _bookmark93 3

3、D打印在醫(yī)療行業(yè)中的應用41 HYPERLINK l _bookmark105 3D打印在航空航天領域的應用46 HYPERLINK l _bookmark113 3D打印在汽車行業(yè)的應用48 HYPERLINK l _bookmark123 3D打印在其他行業(yè)的應用51 HYPERLINK l _bookmark129 六、政策的支持，標準完善53 HYPERLINK l _bookmark134 七、投資建議56 HYPERLINK l _bookmark135 八、風險提示56 圖表目錄 HYPERLINK l _bookmark1 圖表13D打印的發(fā)展歷史9 HYPERLINK l _

4、bookmark3 圖表2銀河護衛(wèi)隊2中浣熊用3D打印技術修復破損的飛船9 HYPERLINK l _bookmark4 圖表3平面打印基本流程示意圖10 HYPERLINK l _bookmark5 圖表43D打印基本流程示意圖10 HYPERLINK l _bookmark6 圖表5平面打印與3D打印的對比 HYPERLINK l _bookmark7 圖表6減材制造和增材制造對比示意圖 HYPERLINK l _bookmark8 圖表7減材制造舉例通過車銑等工序將粗鋼原材料加工成特定的形狀 HYPERLINK l _bookmark9 圖表8增材制造舉例FDM增材制造技術制作零部件12

5、 HYPERLINK l _bookmark11 圖表9工業(yè)級和消費級3D打印的主要區(qū)別12 HYPERLINK l _bookmark12 圖表10 3D打印技術分類13 HYPERLINK l _bookmark13 圖表 SLA原理圖13 HYPERLINK l _bookmark14 圖表12 SLA打印機13 HYPERLINK l _bookmark15 圖表13 FDM-3D打印技術原理示意圖14 HYPERLINK l _bookmark16 圖表14 Polyjet技術原理示意圖14 HYPERLINK l _bookmark17 圖表15 PolyJet-3D打印機實物圖1

6、4 HYPERLINK l _bookmark18 圖表16 SLM原理圖15 HYPERLINK l _bookmark19 圖表17 SLM打印機15 HYPERLINK l _bookmark20 圖表18 SLS原理圖15 HYPERLINK l _bookmark21 圖表19 SLS打印機15 HYPERLINK l _bookmark22 圖表20 EBM技術原理圖16 HYPERLINK l _bookmark23 圖表21 張海鷗教授研制的微鑄鍛3D打印一體化技術16 HYPERLINK l _bookmark24 圖表22 惠普公司于2018年推出的MetalJet 3D打

7、印機17 HYPERLINK l _bookmark26 圖表23 鑄造技術對內部精細結構無能為力18 HYPERLINK l _bookmark27 圖表24 切削加工的形狀受到極大限制18 HYPERLINK l _bookmark28 圖表25 3D打印精致還原人體骨骼18 HYPERLINK l _bookmark29 圖表26 3D打印適合復雜形狀產品制造18 HYPERLINK l _bookmark30 圖表27 SLM 3D打印技術得到的合金性能超過相同成分的鍛造合金18 HYPERLINK l _bookmark31 圖表28 3D打印顯著縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本19 HY

8、PERLINK l _bookmark32 圖表29 3D打印技術與傳統(tǒng)減材制造的對比總結19 HYPERLINK l _bookmark33 圖表30 3D打印與物聯(lián)網、智能物流結合，成就全新商業(yè)模式20 HYPERLINK l _bookmark34 圖表31 傳統(tǒng)制造價值鏈20 HYPERLINK l _bookmark35 圖表32 3D打印產業(yè)價值網20 HYPERLINK l _bookmark38 圖表33 3D打印產業(yè)鏈示意圖21 HYPERLINK l _bookmark39 圖表34 全球3D打印產業(yè)鏈代表企業(yè)分布22 HYPERLINK l _bookmark40 圖表3

9、5 3D打印技術目前正在邁入成長期22 HYPERLINK l _bookmark41 圖表36 全球3D打印行業(yè)規(guī)模(億美元)及增速23 HYPERLINK l _bookmark42 圖表37 國內3D打印產業(yè)規(guī)模(億美元)及增速23 HYPERLINK l _bookmark43 圖表38 我國的3D打印產業(yè)規(guī)模占全球的比例24 HYPERLINK l _bookmark44 圖表39 部分國外3D打印行業(yè)的上市公司24 HYPERLINK l _bookmark45 圖表40 部分國內的3D打印上市公司25 HYPERLINK l _bookmark46 圖表41 2018年部分海外3

10、D打印公司的營業(yè)收入25 HYPERLINK l _bookmark47 圖表42 2018年部分海外3D打印公司的凈利潤26 HYPERLINK l _bookmark48 圖表43 2018年國內部分3D打印公司的營業(yè)收入26 HYPERLINK l _bookmark49 圖表44 2018年國內部分3D打印公司的凈利潤27 HYPERLINK l _bookmark50 圖表45 2018年部分海外3D打印公司的毛利率27 HYPERLINK l _bookmark51 圖表46 2018年部分國內3D打印公司的毛利率27 HYPERLINK l _bookmark52 圖表47 20

11、18年部分海外3D打印公司研發(fā)費用占營業(yè)收入的比例28 HYPERLINK l _bookmark53 圖表48 2018年部分國內的3D打印公司研發(fā)費用占營業(yè)收入的比例28 HYPERLINK l _bookmark54 圖表49 國內3D打印相關專利數(shù)量28 HYPERLINK l _bookmark56 圖表50 我國3D打印材料市場規(guī)模29 HYPERLINK l _bookmark57 圖表51 常用3D打印原材料特點及應用領域29 HYPERLINK l _bookmark58 圖表52 2012-2018中國3D打印材料的產值在3D打印行業(yè)中的占比情況（%）30 HYPERLIN

12、K l _bookmark59 圖表53 2016年中國3D打印產業(yè)產值構成情況30 HYPERLINK l _bookmark60 圖表54 2018年中國3D打印材料的市場結構31 HYPERLINK l _bookmark61 圖表55 3D打印用金屬粉末要求高純凈度、顆粒度、均勻度、球化度，以及低含氧量31 HYPERLINK l _bookmark62 圖表56 全球金屬增材制造原材料銷售額32 HYPERLINK l _bookmark63 圖表57 部分海外3D打印金屬原材料供應商32 HYPERLINK l _bookmark64 圖表58 中國主要的3D打印金屬材料供應商32

13、 HYPERLINK l _bookmark65 圖表59 3D造網站上的3D打印花瓶模型33 HYPERLINK l _bookmark66 圖表60 3D造網站上的3D打印花瓶模型33 HYPERLINK l _bookmark67 圖表61 3D造網站給出的Voronoi螺旋中心/花瓶的各種3D打印工藝報價33 HYPERLINK l _bookmark68 圖表62 主要3D打印金屬粉末原材料的大致價格33 HYPERLINK l _bookmark69 圖表63 到2022年，全球3D打印材料中，金屬材料占比或將超過50%34 HYPERLINK l _bookmark70 圖表64

14、 天貓某品牌PLA線材（用于FDM-3D打?。?4 HYPERLINK l _bookmark71 圖表65 天貓某品牌PLA線材價格（用于FDM-3D打印）34 HYPERLINK l _bookmark74 圖表66 我國3D打印設備產值規(guī)模估算35 HYPERLINK l _bookmark75 圖表67 預計2025年全球3D打印行業(yè)產值中服務將占58%35 HYPERLINK l _bookmark76 圖表68 國內44.1%的企業(yè)采購并使用單價在10萬美元以上的3D打印設備36 HYPERLINK l _bookmark77 圖表69 國內39.8%的企業(yè)擁有光固化3D打印設備3

15、6 HYPERLINK l _bookmark78 圖表70 國內所擁有的3D打印設備品牌的企業(yè)數(shù)量占比37 HYPERLINK l _bookmark80 圖表71 2017年全球3D打印機出貨量為39.6萬臺，同比增長30.1%37 HYPERLINK l _bookmark81 圖表72 各地區(qū)國家3D打印設備累積裝機量占比38 HYPERLINK l _bookmark82 圖表73 2017年全球主要3D打印企業(yè)市場份額-以當年銷售數(shù)量計38 HYPERLINK l _bookmark83 圖表74 全球金屬3D打印設備銷售量39 HYPERLINK l _bookmark84 圖表

16、75 先臨三維各類3D打印機的銷量（臺）39 HYPERLINK l _bookmark85 圖表76 先臨三維各類3D打印機的單價（萬元）39 HYPERLINK l _bookmark86 圖表77 先臨三維各類3D打印機的毛利率39 HYPERLINK l _bookmark90 圖表78 2017年國內3D打印下游行業(yè)應用規(guī)模占比40 HYPERLINK l _bookmark91 圖表79 2017年國內3D打印應用行業(yè)細分占比40 HYPERLINK l _bookmark92 圖表80 2017年全球增材制造應用領域占比（%）41 HYPERLINK l _bookmark94

17、圖表81 中國老齡化程度持續(xù)加重，2020年65歲以上人口占比將達12%41 HYPERLINK l _bookmark95 圖表82 全球醫(yī)療器械市場規(guī)模逐年增長42 HYPERLINK l _bookmark96 圖表83 3D打印技術在醫(yī)療細分領域應用發(fā)展進程42 HYPERLINK l _bookmark97 圖表84 3D打印技術應用于口腔醫(yī)療的基本流程43 HYPERLINK l _bookmark98 圖表85 3D打印義齒和下頜骨43 HYPERLINK l _bookmark99 圖表86 3D打印口腔手術預演模型43 HYPERLINK l _bookmark100 圖表8

18、7 3D打印口齒矯正器44 HYPERLINK l _bookmark101 圖表88 3D打印口腔手術導板44 HYPERLINK l _bookmark102 圖表89 中國植入物銷售收入（億元）44 HYPERLINK l _bookmark103 圖表90 中國骨科植入物市場預測45 HYPERLINK l _bookmark104 圖表91 植入物的詳細分類45 HYPERLINK l _bookmark106 圖表92 波音飛機機型與零部件數(shù)量圖46 HYPERLINK l _bookmark107 圖表93 波音就3D打印部件系統(tǒng)所申請的專利46 HYPERLINK l _boo

19、kmark108 圖表94 3D打印高壓壓氣機傳感器外殼46 HYPERLINK l _bookmark109 圖表95 3D打印飛機燃油噴嘴46 HYPERLINK l _bookmark110 圖表96 2017年全球3D打印在航空航天領域應用市場規(guī)模達13.9億美元47 HYPERLINK l _bookmark111 圖表97 2018年我國通用航空器總保有量達到2495架47 HYPERLINK l _bookmark112 圖表98 2015年月，國內首架國產大飛機C919下線48 HYPERLINK l _bookmark114 圖表99 3D打印與汽車工業(yè)逐漸走向深度結合48

20、HYPERLINK l _bookmark115 圖表100從簡單到復雜，3D打印逐漸滲透到汽車制造49 HYPERLINK l _bookmark116 圖表101傳統(tǒng)油泥模型需要手工打造費時耗力49 HYPERLINK l _bookmark117 圖表1023D打印汽車模型快速精確49 HYPERLINK l _bookmark118 圖表1033D打印汽車機油過濾器50 HYPERLINK l _bookmark119 圖表1043D打印賽車水泵轉子50 HYPERLINK l _bookmark120 圖表105SLM Solutions設備打印出的鋁合金車身50 HYPERLINK

21、 l _bookmark121 圖表106目前中國產出的汽車數(shù)量占全球的比例接近30%51 HYPERLINK l _bookmark122 圖表1072017年全球3D打印汽車行業(yè)總規(guī)模達億美元51 HYPERLINK l _bookmark124 圖表1083D打印技術在造鞋過程中的應用52 HYPERLINK l _bookmark125 圖表109阿迪達斯3D打印鞋Alpha Edge4D52 HYPERLINK l _bookmark126 圖表 3D打印出整棟房屋52 HYPERLINK l _bookmark127 圖表 3D打印出自由曲線墻壁52 HYPERLINK l _bo

22、okmark128 圖表 各類3D打印技術在模具制造當中的應用53 HYPERLINK l _bookmark130 圖表 3D打印相關政策54 HYPERLINK l _bookmark131 圖表 目前全球已經制定的增材制造標準（部分）55 HYPERLINK l _bookmark132 圖表 目前我國已經制定的增材制造標準55 HYPERLINK l _bookmark133 圖表 目前我國正在制定的增材制造標準56 一、 3D 打印，科幻與現(xiàn)實的交匯處以 3D 打印為代表的第三次工業(yè)革命，以數(shù)字化、人工智能化制造與新型材料的應用為標志。英國經濟學人在人類的歷史長河中，另外兩個被稱為工

23、業(yè)革命代表的技術，是蒸汽機技術和電力技術，它們一個1986 Charles Hull 開發(fā)了第一臺商3D 30 打印3D 打印技術將成為智能制造中一支重要的新興力量。圖表3D打印的發(fā)展歷史資料來源:數(shù)字化企業(yè)網， 3D打印？電影銀河護衛(wèi)隊 2的開始，浣熊偷了阿耶莎的能量電池，銀河小分隊遭到至高星的圍捕獵殺， 倉惶之下，飛船在一個蠻荒小島上硬著陸而被摔的稀碎，而這并沒有難倒銀河護衛(wèi)隊，浣熊手持一個類似水槍的設備，朝飛船破損處噴射物質，破損處隨之奇跡般恢復了！這出現(xiàn)在科幻電影中的神奇修復技術，其實并非完全來自臆想，在現(xiàn)實中，已經存在類似的技術，這就是 3D 打印。圖表銀河護衛(wèi)隊中浣熊用3D打印技術

24、修復破損的飛船資料來源:電影銀河護衛(wèi)隊 2劇照， 3D 打?。?D 實體物品的新興制造技術，體現(xiàn)了信息網絡技術與先進材料技術、數(shù)字制造技術的密切結合，是智能制造的重要組成部分。3D 打印的稱謂，是與常見的平面打印類比而來的，它與平面打印有許多共同的特征：（件信息傳送到打印機，經打印機解讀后在打印紙上以平面形狀的方式將文件內容打印出來。通常來講，平面上打印出來的任何形狀或符號并不具備實際的功能，而只作為傳遞信息用。圖表平面打印基本流程示意圖資料來源:前瞻網等， 3D3D3D 打印機，3D 通常情況下，三維的形狀是功能的基礎，因此，打印出了形狀，也就打印出了功能。平面打印3D打印作為一種制造加工的

25、技術，卻可以直接實現(xiàn)功能。圖表3D打印基本流程示意圖資料來源:前瞻網等， 下表簡述了平面打印與 3D 打印的技術對比情況。圖表平面打印與3D打印的對比比較類項平面打印3D 打印數(shù)據(jù)文件二維信息三維信息打印方式順序逐行打印順序逐層打印使用原料油墨金屬粉末、光敏樹脂、ABS 塑料等主要目的信息傳遞實現(xiàn)功能資料來源：3D 打印網等， 加工技術多為“減材制造”技術，即對原材料進行去除、切削、組裝等加工，使原材料具備特定的 形狀并可執(zhí)行特定的功能。而“增材制造”直接將原材料逐層堆積成特定的形狀，以實現(xiàn)特定的功 能。圖表減材制造和增材制造對比示意圖資料來源:sohu 科技網， 下圖是通過車工和銑工對一整塊

26、鋼材進行加工并得到零部件的過程示意圖，主要加工過程是通過車工和銑工將鋼材上多余的材料去除掉。圖表減材制造舉例通過車銑等工序將粗鋼原材料加工成特定的形狀資料來源:慧聰網，產品工廠，sohu 科技等， 下圖是通過 FDM（一種應用比較多的 3D 打印技術）制作一個三維模型的過程。該過程主要使用的原材料是 PLA 塑料線材，F(xiàn)DM-3D 打印機通過加熱將 ABS 線材融化，并通過壓力將其擠出，依照已設定好的三維形狀，逐層的將材料堆積起來，得到最后的形狀。在整個過程中，幾乎不存在將材料去除的步驟。由于 3D 打印將立體的結構，拆解成了足夠多個平面圖形，然后再堆積起來，而對于厚度很薄的平面圖形來說，可以

27、容忍的形狀復雜程度大大提高，因此 3D 打印的一個主要優(yōu)點就是尤其適應于內外部結構復雜的零部件的制造。圖表增材制造舉例FDM增材制造技術制作零部件資料來源:慧聰網，翼狐網， 3D打印的分類3D 術原理進行分類。按照最終產品的應用領域，3D 打印可分為消費級 3D 打印和工業(yè)級 3D 打印。消費級 3D 打印主要面對消費型、娛樂型以及對產品精度要求不高的產品，例如玩具模型、教學模型等；而工業(yè)級 3D 打印主要面對質量精度要求較高的航空航天、醫(yī)療器械、汽車、模具開發(fā)等下游應用場景。二者在眾多方面存在較大差別，工業(yè)級 3D 打印精度更高，打印速度更快，可打印的尺寸范圍更廣，產品可靠性也更好。但也正由

28、于這些，工業(yè)級 3D 打印的價格更高，主要是 to B 的業(yè)務為主。圖表工業(yè)級和消費級3D打印的主要區(qū)別資料來源: 3D 打印服務網， 3D打印技術分為金屬材料的3D打印和非金屬材料的3D按照打印技術的特點，3D 打印又可分為選擇性激光熔化成型(SLM)、選擇性激光燒結成型(SLS)、激光直接燒結技術(DMLS)(EBM)(FDM)(SHS)、 立體平板印刷(SLA)、數(shù)字光處理(DLP)、三維打印技術(3DP)、及細胞繪圖打印(CBP)等。圖表10 3D 打印技術分類類別技術原理縮寫具體材料種類選擇性激光熔化SLM金屬粉末選擇性激光燒結SLS尼龍、聚苯乙烯、金屬粉末、陶瓷、玻璃等金屬材料激光

29、直接燒結DMLS金屬為主激光近凈成型（激光立體成型技術）LENS(LSF)主要是金屬，少量陶瓷電子束熔化技術EBM金屬熔融沉積式成型FDM熱塑性材料，如 ABS 塑料、聚乳酸等選擇性熱燒結SHS尼龍粉末等非金屬材料立體平板印刷SLA光敏樹脂數(shù)字光處理DLP光敏樹脂材料噴射成形PJ金屬三維立體打印3DP型砂、建筑材料等細胞繪圖打印CBP細胞等生物材料資料來源：鉑力特招股說明書，中國產業(yè)信息網，ofweek 激光網等， 1986 Charles Hull 發(fā)明出世界上第一臺 3D 打印機。它的基本原理是將液態(tài)光敏樹脂倒進一個容器，液面上方有一臺激光器，當電腦發(fā)出指令，激光器發(fā)射紫外光，紫外光照射液

30、面特定位置，該位置的光敏樹脂即發(fā)生固化。液態(tài)光敏樹脂的液面在打印的過程中隨固化的速度上升，使得紫外光照射的地方始終是液3D 打印技術之一。圖表11 SLA原理圖圖表12 SLA打印機資料來源:先臨三維公司網站， 資料來源:3D 打印技術網， 除 SLA 技術外，F(xiàn)DM 技術應用也比較廣泛，其基本原理是加熱噴頭在計算機的控制下，根據(jù)產品零件的截面輪廓信息，作 X-Y 平面運動，熱塑性絲狀材料由供絲機構送至熱熔噴頭，并在噴頭中加熱和熔化成半液態(tài)，然后被擠壓出來，有選擇性的涂覆在工作臺上，快速冷卻后形成一層大薄片輪廓。一層截面成型完成后工作臺下降一定高度，再進行下一層的熔覆，如此循環(huán)，最終形成三維產

31、品零件。這種技術可以用于大體積物品的制造，成本也較低，設備技術難度較低；缺點是所生產的物品常?？v向的力學性能原小于橫向的力學強度，且打印速度緩慢，產品表面質量也有待進一步提高。圖表13 FDM-3D 打印技術原理示意圖資料來源：dongcoder，3D 打印技術網， 由以色列 Objet 公司開發(fā)的聚合物噴射技術（PolyJet）打印技術與傳統(tǒng)的噴墨打印機類似，由噴頭將微滴光敏樹脂噴在打印底部上，再用紫外光層層固化。噴頭沿 XY 軸方向運動，光敏樹脂噴射在工作臺上，同時 UV 紫外光燈沿著噴頭運動方向發(fā)射紫外光對工作臺上的光敏樹脂進行固化，完成一層打??；之后工作臺沿 Z 軸下降一個層厚，裝置重

32、復上述過程，完成下一層的打印, PolyJet 3D PolyJet 技術應用廣泛，在航空航天、汽車、建筑、軍工、商業(yè)品、消費品、醫(yī)療等行業(yè)具有很好的應用前景。PolyJet 3D 打印技術使用的光敏聚合物多達數(shù)百種，從橡膠到剛性材料，從透明材料到不透明材料，從無色材料到彩色材料，從標準等級材料到生物相容性材料，以及用于在牙科和醫(yī)學行業(yè)進行 3D 打印的專用光PolyJet 技術進行打印。圖表14 Polyjet 技術原理示意圖圖表15 PolyJet-3D 打印機實物圖資料來源:dongcoder， 資料來源:3D 打印技術網， 選擇性激光熔化成型技術（SLM）和選擇性激光燒結成型技術（SL

33、S）是發(fā)展最早、也是目前使用最廣泛的金屬 3D 打印技術。SLM 技術所使用的材料多為單一組分金屬粉末，包括奧氏體不銹鋼、-微電子、工業(yè)機械、醫(yī)療、珠寶首飾等行業(yè)。圖表16 SLM原理圖圖表17 SLM打印機資料來源:先臨三維公司網站， 資料來源:3D 打印技術網， SLS （金屬粉末或非金屬粉末按照界面輪廓信息，對實心部分粉末進行燒結，然后不斷循環(huán)，層層堆積成型。與 SLM SLS 技術在實施過程中不會將溫度加熱到使金屬熔化。圖表18 SLS原理圖圖表19 SLS打印機資料來源:CNC 網， 資料來源:鉑力特招股說明書， 電子束熔化技術（EBM）是一種較新的可以打印金屬材料的 3D 打印技術

34、，它與 SLS 或 SLM 技術SLM EBM EBM 多。圖表20 EBM 技術原理圖資料來源：三迪時空網， 除了上述介紹的較成熟的技術路線外，一些新的技術路線也在不斷出現(xiàn)。2016 年 7 月 22 鷗團隊經過十多年潛心攻關，研制出微鑄鍛 3D 合二為一，大幅降低了 3D 能打印薄壁金屬零件，而且能打印出大壁厚差的金屬零件，省去了傳統(tǒng)巨型鍛壓機的成本。該技術801/10 在熱源方面，使用高效廉價的電弧為熱源。圖表21 張海鷗教授研制的微鑄鍛 3D 打印一體化技術資料來源：中國日報， 2018 年 9 月，惠普公司推出了名為 Metal Jet 的新型 3D 打印機，該技術專為大批量生產工業(yè)

35、級金屬零件而研發(fā)。它的基本原理是使用噴嘴選擇性地將粘合劑按照設定的圖形噴射到打印層中，使金屬粉末粘結在一起，下降指定層厚度后，添加新的粉末層，并重復以上流程，直到創(chuàng)建完成整個零3D 3D 低。圖表22 惠普公司于 2018 年推出的 Metal Jet 3D 打印機資料來源:3D 虎， 各種 3D 打印技術在技術優(yōu)點上各有千秋，也有各自的劣勢。根據(jù)精度、材料、力學性能、及成本的要求，不同的應用場景可根據(jù)需要選擇不同的打印技術。3D打印的優(yōu)劣勢分析結合 3D 打印技術的特點，對于這種技術的優(yōu)勢總結如下：越高。但對于 3D 3D3D這在航空航天等追求輕量化的高端應用領域中顯得尤為重要。零時間交付。

36、3D打印機可以按需打印，即時生產可減少企業(yè)的實物庫存。3D3D打印來說，無論將要打印的零部件形狀多么復雜，所需要的都只是設計圖紙而已。制造則完全無此顧慮。圖表23 鑄造技術對內部精細結構無能為力圖表24 切削加工的形狀受到極大限制資料來源: 慧聰網， 資料來源:機械網， 圖表25 3D打印精致還原人體骨骼圖表26 3D打印適合復雜形狀產品制造資料來源: 中國 3D 打印網， 資料來源:中國 3D 打印網， 相對的，3D 打印也有一些不足。得到的零部件力學性能不穩(wěn)定，是 3D 打印技術發(fā)展前期遇到的比較大的問題，這主要與 3D 打印零部件制造過程中，氧化雜質較多、微觀組織不夠致密、原材料一致性差

37、等因素有關。近年來3D3D打印得到的零件強度已經達到甚至超過了常規(guī)加工手段得到的零件。圖表27 SLM 3D 打印技術得到的 Ti 合金性能超過相同成分的鍛造合金資料來源:稀土金屬材料與工程， 對于標準產品的加工，3D 打印的規(guī)模效益不如傳統(tǒng)的加工方式。相比傳統(tǒng)的加工方式來說， 3D 打印制造過程中的固定成本更少（或者說3D 打印本身省了一部分的固定成本3D3D打印。從這個角度也能說明，3D技術更適合圖表28 3D 打印顯著縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本資料來源：中國產業(yè)信息網， 3D打印可用的原料種類比傳統(tǒng)加工方式打印技術能加工的材料種類不如傳因此可以使用的原材料種類的開發(fā)，受限于對應的設備研發(fā)

38、進展；二是由于 3D 打印的原材料往往3DABS（4）3D 打印技術、尤其是金屬 3D 打印在加工精度、表面粗糙度、加工效率等方面與傳統(tǒng)的精密加工技術相比，還存在差距，例如由于 3D 打印加工的零部件表面比較粗糙，往往還需要進一步的機加工后才能滿足要求，但其工作量較常規(guī)的減材制造要小很多，因此整體上還是提高了效率。圖 表 29 3D 打印技術與傳統(tǒng)減材制造的對比總結項目3D 打印技術傳統(tǒng)精密加工技術技術原理“增”材制造（分層制造、逐層疊加）“減”材制造（材料去除、切削、組裝）技術手段SLM、LSF 等磨削、超精細切削、精細磨削與拋光等適用場合小批量、復雜化、輕量化、定制化、功能一體化零部件制造

39、批量化、大規(guī)模制造，但在復雜化零部件制造方面存在局限使用材料光敏樹脂、塑料線材、金屬粉末、金屬絲材等（受限）幾乎所有材料（不受限）圖圖表31 傳統(tǒng)制造價值鏈圖表32 3D打印產業(yè)價值網資料來源: 中國產業(yè)信息網等，平安證券研究所資料來源: 中國產業(yè)信息網等，平安證券研究所項目3D 打印技術傳統(tǒng)精密加工技術材料利用率高，可超過 95%低，材料浪費產品實現(xiàn)周期短相對較長零件尺寸精度0.1mm（相對于傳統(tǒng)精密加工而言偏差較大）0.1-10m（超精密加工精度甚至可達納米級）零件表面粗糙度aam（表面光潔程度較低）Ra0.1m 以下（表面光潔度較高，甚至可達鏡面效果）資料來源：鉑力特招股說明書， 3D

40、3D 其中主流的加工方式。隨著互聯(lián)網技術的成熟，目前已允許消費者將消費需求直接傳導給生產商、品牌商，甚至原材料供應商，現(xiàn)有的產業(yè)價值鏈正在向價值網轉變，批量制造正在向個性化定制轉變，3D 打印在該種商業(yè)環(huán)境下可能會大有勇武之地。圖表30 3D 打印與物聯(lián)網、智能物流結合，成就全新商業(yè)模式資料來源：中國產業(yè)信息網等， 總結作為對本章的總結：增材制造又稱3D打印，它以將材料逐層堆積的方式得到特定形狀的零部件（或物品傳統(tǒng)的減材制造方式有本質上的區(qū)別； 需組裝等優(yōu)點，尤其適合形狀復雜的、定制化的、輕量化訴求強烈的制造加工場景；的減材制造技術包括選擇性激光熔化成型(SLM)、選擇性激光燒結成型(SLS)

41、、激光直接燒結技術(DMLS)(EBM)(FDM)(SHS)(SLA)、 數(shù)字光處理(DLP)、三維打印技術(3DP)、細胞繪圖打印(CBP)等。二、 3D 打印產業(yè)鏈：正在由導入期邁入成長期經過 30 多年的發(fā)展，3D 打印行業(yè)已經形成一條比較完成的產業(yè)鏈：上游：主要包括制造 3D 向工程所需要的軟硬件；中游：3D打印設備及服務；下游：航空航天、汽車、醫(yī)療、教育等下游應用領域。圖表33 3D 打印產業(yè)鏈示意圖資料來源:鉑力特招股書， 3D 打印產業(yè)鏈條的完整程度、細化程度和各環(huán)節(jié)的發(fā)育程度在不同的市場上相差較大。3D 打印技術在美國市場最早出現(xiàn)，美國的 3D 打印產業(yè)鏈也最完整，在各細分行業(yè)

42、內發(fā)育也較充分。美國不僅擁有世界上最大的幾家 3D 打印設備生產廠家，且在逆向工程、圖像處理及下游的細分應用領域都出現(xiàn)了實力較強的龍頭企業(yè)。相比之下我國市場中 3D 打印產業(yè)鏈發(fā)展尚顯滯后，大多數(shù)產能和優(yōu)秀的企業(yè)主要集中于 3D 打印機的生產和綜合服務等環(huán)節(jié)，而在原材料、圖像處理、逆向工程以及細分的下游市場中都顯得比較薄弱。目前我國中低端的原材料基本實現(xiàn)了國內供應，但高端的原材料仍然依賴進口，在圖像處理、逆向工程等領域也尚未有龍頭企業(yè)出現(xiàn)。統(tǒng)計中國主要 3D 打印公司，可以發(fā)現(xiàn)打印服務的毛利率普遍較高，設備其次，原材料的毛利率最低。圖表34全球3D打印產業(yè)鏈代表企業(yè)分布資料來源：3D 科學谷，

43、 每個行業(yè)都有自己的生命周期，都會經歷導入、成長、成熟、衰退等階段。根據(jù)當前 3D 打印行業(yè)表現(xiàn)出的種種特征，我們認為 3D 打印行業(yè)目前正處于從導入期步入成長期的階段。圖表35 3D 打印技術目前正在邁入成長期資料來源：iMedia， Wohlers Associates統(tǒng)計，20133D30.3億美元，201896.8億美元，5 2020202220243D打印行業(yè)總產158億美元、239億美元、3562019年-20243D打印24%左右的復合增速。圖表36 全球3D打印行業(yè)規(guī)模(圖表36 全球3D打印行業(yè)規(guī)模(億美元)及增速35030025040%30%20010%0%0-20%202

44、4E2022E2020E201820172016201520142013201220112010200920082007200620052004200320022001200019991998199719961995資料來源:鉑力特招股說明書，ofweek 激光網，Wohlers Associates 等，平安證券研究所相比全球平均水平，我國 3D 行業(yè)的市場規(guī)模增速更高，2013 年國內 3D 打印產業(yè)規(guī)模僅 3.2 億美元，201823.6億美元，549.1%20233D打印行業(yè)總收100億美元。圖表37 3D 打印產業(yè)規(guī)模億美元及增速100100%4040%2020%00%2012201

45、32014201520162017201820192020202120222023資料來源:鉑力特招股說明書，中商情報網等， 從歷史的數(shù)據(jù)來看，我國的 3D 打印產業(yè)規(guī)模占全球的比例持續(xù)提升，2012 年該比例僅為 7.08%， 到 2018 年提升到了 24.38%，中國作為全球最大的制造業(yè)基地和消費大國，未來仍有巨大潛力。圖表38 3D 打印產業(yè)規(guī)模占全球的比例中國3D打印產業(yè)規(guī)模占全球的比例(%)30%24.38%25%22.75%20%19.64%15.09%10.56%11.22%10%7.08%5%0%2018201720162015201420132012資料來源: 鉑力特招股說

46、明書，ofweek 激光網，Wohlers Associates，中商情報網等， 10 3D 打印公7 3D 10 4 7 國的納斯達克或紐約證券交易所上市。全球領先的 3D 打印公司 市于美國紐交所。圖 表 39 部3D司證券代碼證券簡稱所屬國家上市地點主要產品和業(yè)務FARO.OFARO美國納斯達克證券交易所3D 量測系統(tǒng)MTLS.OMATERIALISE NV比利時納斯達克證券交易所3D 打印系統(tǒng)及服務NNDM.TANANO DIMENSION以色列特拉維夫證券交易所3D 打印電子產品VJET.NVOXELJET德國紐約證券交易所大型高速 3D 打印機ONVO.OORGANOVO HOLD

47、INGSINC美國納斯達克證券交易所3D 打印人體組織AM3D.FSLM SOLUTIONS GR德國法蘭克福證券交易所SL3DXONE.OEXONE CO美國納斯達克證券交易所3D 打印機、打印產品以及激光微細加工器械的制造和銷售SSYS.OSTRATASYS以色列納斯達克證券交易所3D 打印系統(tǒng)、樹脂耗材和服務DDD.N3D SYSTEM美國紐約證券交易所3D 打印設備、集成打印材料以及定制零部件服務RSW.LRenishaw英國倫敦證券交易所計算機輔助設計和制造系統(tǒng)，及醫(yī)療保健品資料來源：wind， 7 家國內的 3D打印上市公司中，有 4家上市于新三板，1 家上市于科創(chuàng)板（鉑力特，另有

48、 1家原上市于新三板現(xiàn)擬登陸科創(chuàng)板（先臨三維，還有 1 家在上海股權托管交易中心掛牌（三的部落可以看到無論是海外的還是國內的知名公司，其業(yè)務往往涉及產業(yè)鏈中的多個環(huán)節(jié)，例如海外的、3D SYSTEM，國內的先臨三維、鉑力特、聯(lián)泰科技等，業(yè)務均涉及原材料、設備、服務等多個環(huán)節(jié)。圖表40 內的 3D打印上市公司證券代碼證券簡稱所在城市上市板塊主要產品和業(yè)務A19147.SH先臨三維杭州市登陸科創(chuàng)板提供裝備及服務一體化綜合解決方案834914.OC峰華卓立佛山市新三板3D 打印裝備、軟件、材料的設計、研發(fā)制造和銷售836987.OC聯(lián)泰科技上海市新三板3D 打印裝備、軟件、材料的設計、研發(fā)制造和銷售

49、100129.SEE三的部落上海市上海股權托管交易中心提供裝備及服務一體化綜合解決方案834755.OC嘉一高科赤壁市新三板3D 打印裝備、軟件、材料的設計、研發(fā)制造和銷售688333.SH鉑力特西安市科創(chuàng)板金屬增材制造原材料、設備、服務供應商833909.OC中丹建業(yè)北京市新三板銷售 3D 逆向工程軟硬件及 3D 打印機資料來源：wind， 2018 3D 和 3D SYSTEM 的營業(yè)收入分別達到了 6.63 億美元和 6.88 （Renishaw 的業(yè)務中除了 3D ）圖表41 2018 年部分海外 3D 打印公司的營業(yè)收入營業(yè)收入（億美元）8.006.636.884.042.110.0

50、50.300.650.0398.006.636.884.042.110.050.300.650.03876543210資料來源:wind， 2018 年，海外的大多數(shù) 3D 打印企業(yè)仍處于微利或虧損狀態(tài)。Renishaw 的凈利潤達到了 1.74 億美元，但如前述，Renishaw 的醫(yī)療保健品業(yè)務占據(jù)了相當大的比例。圖表42 2018 年部分海外 3D 打印公司的凈利潤2凈利潤（億美元）1.74100.050.03-0.15-0.10-0.13-0.11-1-0.46資料來源:wind， 2018 年，國內的 3D 打印公司中，收入體量最大的是先臨三維，達到 4.01 億元，其次是鉑力特，達

51、2.91 包括各種工業(yè)級和消費級的需求；鉑力特是一家以工業(yè)金屬 3D 包含了材料、設備、和服務。圖表43 2018 年國內部分 3D 打印公司的營業(yè)收入54.01營業(yè)收入（億元）432.91210.840.220.270.030資料來源:wind， 3D 打印公司處于微利狀態(tài)，鉑力特是國內盈利體量最大的公司，2018 5718 萬元。國內營業(yè)收入體量最大的先臨三維，2018 941 萬元。圖表44 2018 年國內部分 3D 打印公司的凈利潤70006000凈利潤（萬元）5718.365000400030002000941.070-1000-320.56-415.54-300.71-227.4

52、3資料來源:wind， 說明：聯(lián)泰科技的凈利潤為 2017 年數(shù)據(jù)，其余均為 2018 年數(shù)據(jù)最后，除了行業(yè)的快速增長和微利狀態(tài)外，高額的研發(fā)投入也符合成長期行業(yè)的特征。如果僅從盈利能力的指標來看，雖然國內和海外的 3D 打印公司的凈利率都比較低，但毛利率都處于比較高的水平，其中，2018 年，海外的 SRATASYS、3D SYSTEM、SLM solution 的毛利率分別為 49.0%、47.2%、46.9%，國內的先臨三維、鉑力特的毛利率分別為 52.2%、43.7%。在國內上市的 3D 打印企業(yè)中，峰華卓立的毛利率最低，但 2018 年也超過了 30%。導致毛利率和凈利率出現(xiàn)不一致的

53、原因很多，其中研發(fā)投入較大是比較重要的一項。2018 年3D SYSTEM14.92%、13.86%、23.96%、8.79%。圖表45 2018年部分海外3D打印公司的毛利率圖表46 2018年部分國內3D打印公司的毛利率毛利率（%）56.6 55.449.0 47.2 53.446.935.232.414.49056.6 55.449.0 47.2 53.446.935.232.414.480706050403020100毛利率（%）67.852.243.843.730.932.38067.852.243.843.730.932.3706050403020100 資料來源:wind， 資料

54、來源:wind， 圖表47 2018 3D 打印公司研發(fā)費用占營業(yè)收入的比例圖表48 2018 3D 業(yè)收入的比例研發(fā)費用/營業(yè)收入（%）477.26%169.08%9.84% 12.14%24.35%16.62% 14.92% 13.86%477.26%169.08%9.84% 12.14%24.35%16.62% 14.92% 13.86%研發(fā)費用/營業(yè)收入（%） 資料來源:wind， 資料來源:wind， 43.05%23.96%8.41%6.17%8.88%8.79%隨著技術的發(fā)展和市場逐漸成熟，國內已經出現(xiàn)了鉑力特這樣的盈利能力較強的公司，相信未來會有更多公司越過盈利的拐點，接下來的

55、一個階段將會是行業(yè)性利潤率提高的階段。從技術發(fā)展上來3D 年我3D 40 2013 791 2017 7402 3D 3D 43.05%23.96%8.41%6.17%8.88%8.79%圖表49 國內 3D打印相關專利數(shù)量80002010-2018年中國3D打印產業(yè)相關專利申請量（單位：件）7402700065646000500043554166400030002349200010007910372012201320142015201620172018資料來源:萬方，SooPat，前瞻產業(yè)研究院， 作為對本章的總結：303D打印打印設備及服務；下游包括航空航天、汽車、醫(yī)療、教育等下游應用領域

56、；3D3D打印產業(yè)規(guī)模分別達到了96.8 億美元、23.6 億美元，5 年間的復合增速分別達 26.1%、49.1%，預計未來幾年仍將快速增長；（3）3D 打印行業(yè)逐漸從行業(yè)導入期步入了成長期，出現(xiàn)了鉑力特這樣選對了賽道和模式，盈利能力較強的公司。三、 3D 打印原材料：低端產能充足，高端產能受限理論上來說，利用 3D 打印技術打印出一個汽車輪轂，該輪轂就擁有了實際的功能。而如果要將該輪轂用到汽車上，它還必須是由金屬制成。如果不存在可以用來打印輪轂用的鋁粉原料，即使使用3D 打印技術也無法制造出汽車可用的輪轂。因此，3D 打印原材料種類的豐富程度，決定了 3D 打2017 3D 29.92 2

57、024 164 億元。圖表50 3D 打印材料市場規(guī)模160140100%12010080%8060%6040%4020%2000%201220132014201520162017 2018F2019E2020E2021E2022E2023E2024E資料來源:前瞻產業(yè)研究院， 常用的 3D 打印原材料包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、陶瓷材料、金屬材料等。圖表51 常用3D打印原材料特點及應用領域優(yōu)點缺點應用領域工程塑料硬度及抗老化性產品易出現(xiàn)各向不同性汽車、家電、電子消費品，航空航天、醫(yī)療器械光敏樹脂高強度、耐高溫、防水加工速度慢，有一定污染可用于制作高強度、耐高溫、防水材料橡膠類材料度

58、高和拉伸強度較高易老化要求防滑或柔軟表面的應用領域， 如消費類電子產品、醫(yī)療設備以及汽車內飾、輪胎、墊片陶瓷材料耐腐蝕等制備成本高，品質控制困難，打印設備功率大航空航天、汽車、生物等行業(yè)金屬材料力學強度和表面質量制備成本高，品質控制困難，產品容易產生疏松航空航天、汽車、模具制造細胞生物原料生物相容性好產量低，配套的 3D 打印設備技術要求高與醫(yī)學、組織工程相結合，可制造出藥物、人工器官等用于治療疾病資料來源：沃德夫聚合物， 2017 年，我國 3D 打印原材料環(huán)節(jié)的市場規(guī)模占整個 3D 打印行業(yè)市場規(guī)模的比例約為 27.6%。如果我們假設 2017 27.63D 26.7 億美元。中國3D中國

59、3D打印材料在3D打印行業(yè)中的占比情況（%）圖表52 2012-2018 中國 3D 打印材料的產值在 3D 打印行業(yè)中的占比情況（%）29%28%27%26%25%24%23%2012201320142015201620172018E資料來源:前瞻產業(yè)研究院， 另有報導指出，2016 年，中國 3D 打印制造裝備、材料和服務的產值比例分別為 50.1%、26.9%和23.0%，其中材料產值規(guī)模的占比與前述的估算很接近。23.00%50.10%26.90%圖表53 2016 年中國 3D 打印產業(yè)產值構成情況23.00%50.10%26.90%裝備材料服務資料來源:前瞻網， 2017 年在我國

60、整個 D 0.19.1、 20.2%39.4%60.6%均為非金屬材料，包括尼龍、PLA、ABS 塑料、樹脂等。圖表54 2018 年中國 3D 打印材料的市場結構2018年中國3D打印材料市場結構14.10%10.10%6.10%9.10%11.10%20.20%15.20%14.10%尼龍14.10%10.10%6.10%9.10%11.10%20.20%15.20%14.10%PLA ABS樹脂其他資料來源：前瞻網， 一般來說，各種非金屬材料，在工業(yè)領域和消費領域都有應用，其中在消費領域由于技術要求相對較低，目前供應已比較充足，高端的、應用于特定工業(yè)或醫(yī)療的原材料，供應能力尚顯不足。金屬