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1、简版 Copyright 一张图看懂2017年3D打印市场 20172017年年 淘宝店铺 “Vivian研报” 首次收集整理 获取最新报告及后续更新服务请在淘宝搜索店铺 “Vivian研报” 或直接用手机淘宝扫描下方二维码 Copyright 目录 2 目录 3D打印分类 2 3D 打印简介 1 3D打印市场分析 3 3D打印产业链分析 4 Copyright 3D打印简介 3 3D打印（3D printing），即快速成形技术的一种 ，它是一种以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方 式来构造物体的技术，国外称为增材制造（Additive manufacturing）。其基本原理是离散-堆积
2、原理。 CAD模型 Z向离散化(分层) 层片信息处理 层片加工控制信息 层片加工 层面堆积 后处理 数据处理过程 (离散过程) 物理实现过程 (堆积过程) 工艺规划 铺开一层粉末打印横截面 12 打印粉末层 3 3D文件 3D打印机3D立体模型 典型的3D打印流程图 Copyright 3D打印简介 4 3D打印的核心制造思 想起源于19世纪末的美 国 19世纪末 查尔斯成立了世界上第一 家生产3D打印设备的公司： 3D Systems 1986年 查尔斯生产出世界上首 台以立体光刻技术为基 础的3D 打印机 1988 年 斯科特克朗普发明了熔融 沉积成型（FDM）技术, 并 于1989年成立
3、了Stratasys 公司 1988年 3D打印发展历程“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场” Copyright 3D打印简介 5 美国人德卡德发明了选 择 性 激 光 烧 结 技 术 （SLS） 1989年 Helisys推出第一台叠层法 快速成型（LOM）系统 1991年 DTM公司推出首台选 择性激光烧结（SLS） 打印机 1992年 美国麻省理工学院的Emanual Sachs教授发明了三维打印技 术（3DP） 1993年 3D打印发展历程 Copyright 3D打印简介 6 Optomec 成 功 开 发 LENS激光烧结技术 1998年 Solido开发出第一代桌
4、面 级3D打印机 2001年 EOS开发DMLS激光烧 结技术 2003年 美国麻省理工学院的Emanual Sachs教授发明了三维打印技 术（3DP） 1993年 3D打印发展历程 Copyright 3D打印简介 7 文化创意 航空航天 生物医疗消费品 教育 个性化定制 建筑工程 考古 珠宝 汽车 3D打印应用领域：目前，3D打印已在航空航天、汽车、机械制造、军事、建筑、影视 、家电轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、珠宝等领域都得到广泛应用，并且随着这一技 术本身的发展，其应用领域将不断拓展。 Copyright 3D打印简介 8 3D打印实例 Copyright 目录 9 目录 3D打
5、印分类 2 3D 打印简介 1 3D打印市场分析 3 3D打印产业链分析 4 Copyright 3D打印的种类 10 SLA（StereoLithography）：即光固化成型技术，指利用紫外光照射液态光敏树脂发生 聚合反应，来逐层固化并生成三维实体的成型方式，SLA制备的工件尺度精度高，是商业化的最早 3D打印技术。 紫外激光源光固化反应逐层扫描成型 Copyright 3D打印的种类 11 CLIP（Continuous Liquid Interface Production technology）：即连续液体 界面提取技术，是在Carbon 3D公司在SLA技术的基础上开发的具有革命性
6、的3D打印技术，将3D 打印的速度提高了100倍！ 光固化反应氧气抑制光固化过程 光固化死区演示 CLIP成型过程1CLIP成型过程2 Copyright 3D打印的种类 12 3DP（Three-Dimensional Printing）：即三维打印快速成型技术，其与传统二维喷墨 打印接近，从喷头喷出粘结剂（彩色粘结剂可以打印出彩色制件），将平台上的粉末粘结成型，通 常用采用石膏粉作为成型材料。3DP技术目前主要应用有两个：全彩3D打印及砂模铸造。 粘结剂喷射加热固化 打印成型铸造成型 Copyright 3D打印的种类 13 PolyJet：即聚合物喷射技术，其成型原理类似3DP技术，但喷
7、射的不是粘合剂而是光固化树脂 ，喷射完成后通过紫外光照射固化成型。PolyJet 3D 打印技术能快速、高精度地生成具有卓越的 精致细节，打印出表面平滑的最终用途零件。 PolyJet成型原理阵列喷头工作过程PolyJet打印过程 Copyright 3D打印的种类 14 FDM（Fused Deposition Modeling）：即熔融层积技术，利用高温将材料熔化，通 过打印头挤出成细丝，在构件平台堆积成型。FDM是最简单也是最常见的3D打印技术，通常应用 于桌面级3D打印设备。 模型处理耗材挤出成型1耗材挤出成型2 逐层打印过程去除支撑表面处理 Copyright 3D打印的种类 15
8、NPJ（Nano Particle Jetting）：NPJ技术是以色列公司Xjet最新开发出的金属3D打印成 型技术，与普通的激光3D打印成型相比，其使用的是纳米液态金属，以喷墨的方式沉积成型，打 印速度比普通激光打印快5倍，且具有优异的精度和表面粗糙度。 金属颗粒细化金属颗粒分布在液滴中液滴喷射成型过程 液相排出过程烧结后的制件 Copyright 3D打印的种类 16 SLM（Selective Laser Melting）：SLM即选区激光熔化成型技术，是目前金属3D打印 成型中最普遍的技术，采用精细聚焦光斑快速熔化预置金属粉末，直接获得任意形状以及具有完全 冶金结合的零件，得到的之间
9、致密度可达99%以上。 扫描振镜 激光成型 金属粉末融化过程 取出制件去除支撑打磨后处理 Copyright 3D打印的种类 17 SLS（Selective Laser Sintering）：即选区激光烧结成型技术，与SLM技术类似，区别 是激光功率不同，通常用于高分子聚合物的3D打印成型。SLS也可用于制造金属或陶瓷零件，但所 得到的制件致密度低，且需要经过后期致密化处理才能使用。 模型分层切片激光烧结过程 制件的取出后期处理 Copyright 3D打印的种类 18 LMD（Laser Metal Deposition）：即选区激光烧结成型技术，与SLM技术类似，区别 是激光功率不同，通
10、常用于高分子聚合物的3D打印成型。SLS也可用于制造金属或陶瓷零件，但所 得到的制件致密度低，且需要经过后期致密化处理才能使用。 同轴送粉构建过程 Copyright 3D打印的种类 19 EBM（Electron Beam Melting）：EBM即电子束熔化技术，其工艺过程与SLM非常相 似，区别在于，EBM所使用的能量源为电子束。EBM的电子束输出能量通常比SLM的激光输出功 率大一个数量级，扫描速度也远高于SLM，因此EBM在构建过程中，需要对造型台整体进行预热 ，防止成型过程中温度过大而带来较大的残余应力。 整体预热熔化过程中粉末的变化EBM成型过程 Copyright 目录 20
11、目录 3D打印分类 2 3D 打印简介 1 3D打印市场分析 3 3D打印产业链分析 4 Copyright 3D打印市场分析 21 41 60.63 35.2% -20% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 0 10 20 30 40 50 60 70 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 全球3D打印市场规模（亿美元）增长率 据2017 Wohlers报告显示，2016年3D打印行业全球总市值为60.63亿美元，收益增长 17.4%，低于2015年的25.9%升幅。 升幅的下降
12、主要是因为行业两大生产商（3D system 和 Stratasys）的衰退，若除去这两家的数 据，2016年行业增长24.9% 来源：Wohlers report 2017，新材料在线整理 3D行业全球市场 Copyright 3D打印市场分析 22 来源：Wohlers report 2017，新材料在线整理 51% 29.20% 19.80% 2017年3D打印服务类型比例 polymer metal and polymer metal 51.0%的服务商提供金属和聚合物的 3D打印服务 19.8%仅提供金属3D打印服务 29.2%的服务商提供 近年来，3D打印服务商开始打印金属零部件，
13、为汽车及航空航天工业提供打印服务，近一半的 3D打印服务商在提供金属零部件打印服务，金属3D打印越来越受到重视，是未来的发展方向。 Copyright 3D打印市场分析 23 来源：Wohlers report 2017，新材料在线整理 对比2012年及2016年3D打印应用领域，发现3D打印在电子产品、牙科和汽车方面的应用有明 显的下降，而在航天及商业器械领域有了明显的提升，这种倾斜可能与金属3D打印技术的成 熟与应用有关。 汽车 18.6% 航天 10.2% 工业/商业器械 13.4% 商品/电子产品 21.8% 医学/牙科 16.4% 教育 6.8% 政治/军事 5.2% 建筑 3.9%
14、 其他 3.6% 2012年全球3D打印应用情况 汽车 14.8% 航天 18.2% 工业/商业器械 18.8% 商品/电子产 品 医学/牙科 11.0% 教育 8.1% 政治/军事 6.2% 建筑 3.0% 其他 7.2% 2016年全球3D打印应用情况 来源：Wohlers report 2017，新材料在线整理 Copyright 3D打印市场分析 24 工业级3D打印在近两年的总体销量并不是令人满意，但是2015年以来工业级3D打印行业出现 了一个现象，那就是许多桌面级3D打印设备厂商将注意力转向工业级3D打印设备。 全球桌面级和工业级3D打印设备的出货量 5978 24265 355
15、08 72503 139584 278385 617165167781 9832 1285012863 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 2010 2011 2012 2013 2014 2015 单位：台 桌面级工业级 来源：Wohlers report 2016，新材料在线整理 Copyright 3D打印市场分析 25 3D打印行业面临不少挑战，但是还是出现了两个看似对立但增长明显的行业：工业金属增材 制造以及桌面3D打印机行业。 139 168 199 351 543 0 100 200 300 400 500 600 2010 20
16、11 2012 2013 2014 单位：台 全球金属3D打印设备的出货量 来源：Wohlers report 2015，新材料在线整理 Copyright 3D打印市场分析 26 材料是3D打印行业中重要的一环，2014年，3D打印材料总市场为6.4亿美元，其中主要高分子 光聚合物占近一半的市场；随着工业3D打印市场的增长，金属材料及高分子粉末材料的需 求量将得到显著增长。 全球3D打印材料市场 265.9 327.1 417 493.9 640 122.8 155.8 189 228.9 298.4 13.5 18 24.9 32.6 48.7 105 135 160 0 100 200 300 400 500 600 700 2010 2011 2012 2013 2014 单位：百万美元 材料总量 光聚合物 金属 高分子粉末
