3D打印航空航天领域需求分析

3D打印航空航天领域需求分析 一、 3D打印航空航天领域需求 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，其利用逐层堆积的原理，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，提供了变革性的技术途径，应用场景日趋多样化。 航空航天领域用于3D打印的材料主要包括高性能金属材料和高分子材料。高性能金属材料中钛合金、铝合金和镍基高温合金的应用最为广泛，钛合金主要应用于高强度、轻量化结构部件，铝合金主要应用于轻量化结构部件，镍基高温合金主要应用于高强度热端部件，通常以粉末床熔融技术和定向能量沉积技术为主进行加工，常见包括SLM、LENS等。高分子材料主要应用于有耐冲击、耐热、阻燃性和抗老化性要求的部件，常用SLS进行加工。在复杂部件的研制阶段，3D打印技术可节省反复工艺试验的时间，提高速度的同时降低成本；在零件制造阶段，3D打印技术可用于实现复杂内部结构，提高零件性能；此外，3D打印技术还可用于制件修复，延长设备使用寿命、减少经济损失。 利用3D打印可以制作出符合设计标准和使用要求的高精密零件，为提高航天器的整体性能提供积极帮助。欧洲航天局（ESA）、美国国家航空航天局（NASA）、SpaceX和RelativitySpace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）、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。3D打印技术已成为提高航天设计和制造能力的关键技术，应用规模近年来增长迅速，未来市场空间巨大。 二、 中国3D产业行业市场规模及未来发展趋势 随着3D技术的发展，3D产业的市场规模和发展趋势蓬勃发展。据统计，2019年，中国3D产业市场规模达到了1730．4亿元，比2018年增长了11．2%，市场增速明显提升。 3D技术的广泛应用助推了3D产业市场的发展。3D技术在科技、制造、建筑等领域得到了广泛应用，用于建筑设计、产品设计、制造加工、虚拟现实技术等，3D技术的应用正越来越普及，3D产业市场也受到了极大的推动。 政府的大力支持也是市场发展的重要动力。中国政府把3D打印技术列为重点发展领域，并加大了对技术及产业的支持，政府支持的政策和投资助推了3D技术的广泛应用，也推动了3D产业的发展。 企业投资流入也是推动3D产业市场发展的重要因素。近年来，3D技术受到越来越多企业的重视，企业将越来越多的资金投入到3D技术的开发和应用中，推动了3D技术的发展。 根据市场调研在线网发布的2023-2029年中国3D产业市场供需态势分析及投资机会分析报告分析，3D技术的发展及政府的大力支持，以及企业的投资流入，都推动了3D产业市场的发展。截止2019年，中国3D产业市场规模已达到1730．4亿元，随着3D技术的不断更新和改进，未来3D产业市场规模将持续增长。同时，随着技术的不断更新，3D技术的应用领域也将扩展到更多领域，如医疗、教育、服务、娱乐等，这将进一步推动3D产业市场的发展。此外，未来3D技术还将更多地应用于智能制造、智能家居等领域，从而推动3D产业的发展。 未来，中国3D产业市场规模将会继续发展，并延伸到更多领域，应用范围也将不断扩大。随着3D技术的发展，3D产业市场也将会呈现出更加繁荣的发展趋势。 三、 3D打印材料行业市场概况 3D打印材料是3D打印行业的物质基础，3D打印材料的技术水平对整个3D打印行业的发展至关重要。2020年，全球3D打印材料中占比最高的为光敏聚合物和塑料粉末，均为30%;金属3D打印材料的市场规模约为3．83亿美元，占增材制造材料整体的18．2%，市场规模同比增长15．2%，高于增材制造材料整体增速9．9%。 3D打印材料行业发展现状指出金属3D打印材料具备无模化、可定制的优点，且相较于传统金属加工工艺，其生产效率和产品质量均有较大程度提升，在制造一些复杂、精密的零部件时，其优势更加显著。 目前，国际市场上增材制造金属粉体材料供应商以欧美厂商为主，如瑞典Sandvik、美国CarpenterTechnology、跨国公司GKN、加拿大AP&C、英国LPWTechnology等。国内市场的主要厂商包括江苏威拉里、无锡飞而康、中航迈特、上海材料研究所等。 总体看来我国3D打印材料起步比较迟但是经过多年的发展，进一步促进了3D打印市场的发展。近几年金属3D打印材料的市场占比不断增长。 四、 3D打印机市场发展现状 3D打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。2020年世界3D打印市场规模约为154亿美元，中国3D打印规模约为44亿美元。预计2023年世界3D打印市场规模有望达到349亿美元。 作为世界3D打印发展较为迅猛的国家之一，中国3D打印设备市场占有率前五的公司分别是联泰、Stratasys、EOS、GE、3DSystems，市场占有率均不超过20%，行业集中度并不高，行业发展大有可为。 3D打印机的应用对象可以是任何行业，只要这些行业需要模型和原型，因此其发展极为迅猛。根据中国海关数据，2021年我国3D打印机进口数量为0．74万台，同比减少39．8%；出口数量为287．78万台，同比增加13．3%。从我国2021年3D打印机进出口金额来看，我国3D打印机进口金额为3802万美元，同比减少24．6%；出口金额为58417万美元，同比增加14．4%。我国3D打印机进口主要源自中国台湾、荷兰、美国、匈牙利等国家及地区。3D打印机整体进口数量较少。2021年中国3D打印机主要进口省市为广东省、上海市、北京市。其中广东省进口3D打印机5689台，约占进口3D打印机总量的77%。其次分别为上海市704台；北京市253台。 中国3D打印机出口数量近年来屡创新高。出口目的地遍及全球，2021年我国3D打印机出口主要出口目的地为美国、俄罗斯、德国、英国及比利时等欧美国家。美国拥有全球最大的3D打印市场，对3D打印机的需求极为庞大，也是我国3D打印机的第一出口目的地。2021年向美国出口3D打印机约98．6万台，占我国3D打印机出口总量的34．3%。 目前我国3D打印机出口主要省市为广东省、浙江省、湖南省等，其中广东省占据了我国3D打印机出口的绝大部分份额。2021年广东省出口3D打印机约196万台，占我国3D打印机出口总量的68%。 从2015-2021年的3D打印机进出口均价来看，进口价格与出口价格差距明显。2021年我国3D打印机进口均价约为5144美元/台，；出口均价却仅为203美元/台。主要原因是进口产品以高端3D打印机为主，而出口产品多为家用小型3D打印机。 五、 全球3D打印行业分析 在各国政府和市场的共同推动下，增材制造技术不断发展，研发速度也在不断加快。数据显示，2020年全球3D打印市场规模达127亿美元左右，2021年市场规模增长到135亿美元，预计在2026年全球3D打印市场规模将达到370亿美元。 从全球3D打印产业规模分布看，美国3D打印产业规模占全球比重的40%；德国仅次于美国，是全球第二大3D打印设备供应者和3D打印材料与服务提供者，产业规模占比23%；其次是中国、日本、英国和其他国家，产业规模占比分别为19%、8%、6%和4%。 从全球3D打印细分产业结构看，来自3D打印服务的收入约75亿美元，占比接近60%；全球3D打印设备销售额约30亿美元，占比24%；全球3D打印材料销售额约21亿美元，占比17%，同比增长10%左右。 使用3D打印技术最多的为汽车工业，占比约16%；其次是消费领域/电子领域和航空航天，占比分别为15．4%、15%；医疗、学术机构、能源等领域占比分别为14%、12%、11．6%。 随着3D打印技术的发展，全球3D打印行业正在迅速发展。3D打印技术可以用于制造各种复杂的物体，从而改变了传统的制造方式。3D打印技术的发展也为全球3D打印行业带来了新的应用趋势。首先，3D打印技术可以用于制造复杂的零件，从而提高了制造效率。3D打印技术可以快速制造出复杂的零件，而传统的制造方式需要花费大量的时间和精力。此外，3D打印技术还可以用于制造复杂的外壳，从而提高了产品的外观质量。其次，3D打印技术可以用于制造定制化的产品，从而满足客户的需求。3D打印技术可以根据客户的要求快速制造出定制化的产品，而传统的制造方式需要花费大量的时间和精力。此外，3D打印技术还可以用于制造复杂的结构，从而提高产品的使用性能。最后，3D打印技术可以用于制造环保的产品，从而改善环境质量。3D打印技术可以制造出环保的产品，而传统的制造方式可能会产生大量的废弃物。此外，3D打印技术还可以用于制造可回收的产品，从而减少对资源的消耗。总之，3D打印技术的发展为全球3D打印行业带来了新的应用趋势，包括提高制造效率、满足客户需求、提高产品使用性能以及改善环境质量等。3D打印技术的发展将为全球3D打印行业带来更多的机遇，并为消费者提供更多的选择。 六、 需求持续扩容，未来3D打印行业发展潜力巨大 众所周知，科技创新在各行各业的发展中都起到至关重要的作用，3D打印行业也是如此。随着全球3D技术的发展和推广，对3D打印材料行业的需求不断增加，3D打印行业技术的特殊性对材料行业的依赖性较大，使得3D打印材料行业的市场参与者逐渐增多，行业利润有所增加，3D打印材料的技术壁垒也将进一步增加，可见，行业仍需加大研发投入力度，以扩大3D打印行业的应用领域。预计未来十年，全球3D打印产业将仍处于高速增长期，而中国在不断突破技术壁垒的过程中，产业持续增长，进入大规模产业化时期。在航空航天、汽车、航海、核工业以及医疗器械领域对金属3D打印的需求旺盛，应用端呈现快速扩展趋势。未来，3D打印技术的应用已经从简单的概念模型向功能部件直接制造方向发展，行业发展潜力巨大。 七、 企业格局：企业营收上涨，研发投入增强 在2021年中国3D打印行业营业收入过亿的企业有50家，这50家企业全年总营业收入约为110亿元，而2020年营收过亿的相关企业只有32家，同比上升了56%。从企业竞争层次分布来看，创想三维、纵维立方位于第一梯队，其营业收入超过10亿人民币；位于第二梯队的是铂力特、先临三维、联泰科技，营业收入超过5亿；第三梯队的是光华伟业、金石三维，营业收入超过2亿，可见，头部企业与第二第三梯队的营业收入差距不大；威拉里、极光科技位于第四梯队，营业收入超5千万人民币。 铂力特是一家专注于工业级金属增材制造的高新技术企业，整体实力在国内外金属增材制造领域处于领先地位。公司围绕金属增材制造产业链，开展金属3D打印设备、金属3D打印定制化产品及金属3D打印原材料的研发、生产、销售，同时亦向客户提供金属3D打印工艺设计开发及相关技术服务。从企业总营业收入来看，在2017-2021年间，铂力特营业收入从2017年的2．2亿元增长到2021年的5．52亿元，到2022年前三季度，该公司的总营业收入为5．2亿元。先临三维是专注基于计算机视觉的高精度3D数字化软硬件技术的科技创新企业，主要从事齿科数字化和专业3D扫描设备及软件的研发、生产和销售，总营业收入在2017-2021年间处于上升趋势，但是在2020年受新冠疫情影响，主营业务收入下降，在2021年又逐渐增长至5．67亿元，到2022年前三季度，该公司的主营业务收入达到5．48亿元。在3D打印方面，齿科3D打印机是公司自主研发的齿科数字化产品，其营业收入从2019年的1．9亿元降至20