增材制造技術(shù)（Additive Manufacturing,AM）又稱3D打印（3D Printing），是一種以數(shù)字三維建模為基礎(chǔ)，融合計算機(jī)輔助設(shè)計、材料加工、材料成形技術(shù)，使用金屬材料、非金屬材料及醫(yī)用生物材料，按照層層疊加、分層制造的離散-堆積原理，快速制備形狀復(fù)雜工件的成型技術(shù)。
1）上游：主要包括3D 打印原材料、核心硬件、輔助運(yùn)行供應(yīng)商等
國內(nèi)3D 打印金屬材料占比40%，以鈦合金、鋁合金和不銹鋼為主。3D打印金屬粉末的制備方法主要有氣霧化（GA）、等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化（PREP）、等離子熔絲霧化（PA）和等離子球化（PS）技術(shù)，國內(nèi)商業(yè)化較為成熟的為GA 和PREP 工藝。
3D 打印原材料及應(yīng)用領(lǐng)域
2）中游：以3D 打印設(shè)備及打印服務(wù)廠商為主，大多設(shè)備提供商亦提供打印服務(wù)業(yè)務(wù)及原材料供應(yīng)，在整個產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)主導(dǎo)地位。
3D 打印工藝原理可分為7大類：粉末床選區(qū)熔化（PBF）、定向能量沉積（DED）、立體光固化、粘結(jié)劑噴射、材料擠出、材料噴射、薄材疊層，依據(jù)耗材差異可分為金屬3D 打印與非金屬 3D 打印，金屬 3D 打印技術(shù)主要有粉末床熔融和定向能量沉積兩大類，分別以激光選區(qū)熔化（SLM）和激光近凈成形技術(shù)（LENS）為主。
3）下游：應(yīng)用領(lǐng)域已覆蓋航天航空、汽車工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域。
預(yù)計2025年全球3D 打印市場規(guī)模298 億美元，CAGR 為 18.2%，金屬3D 打印市場增速預(yù)計快于行業(yè)。3D 打印目前已被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療/牙科、汽車、消費及電子產(chǎn)品、學(xué)術(shù)科研、能源、軍工、建筑等領(lǐng)域，近年航空航天、醫(yī)療領(lǐng)域需求增長較快，隨著榮耀、蘋果等消費電子龍頭公司引入鈦合金3D 打印技術(shù)，有望打開消費電子行業(yè)需求天花板。
金屬3D 打印面向中高端，預(yù)計未來增速高于整體3D 打印市場規(guī)模增速。根據(jù)SmarTech Analysis預(yù)計，全球金屬3D打印行業(yè)市場規(guī)模將由2019年的33億美元增加至 2024年的110億美元，CAGR 為27.2%。
3D 打印目前已被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療/牙科、汽車、消費及電子產(chǎn)品、學(xué)術(shù)科研、能源、軍工、建筑等領(lǐng)域，根據(jù)Wohlers Report 2022報告數(shù)據(jù)，2021年上述領(lǐng)域分別占比 16.8%、15.6%、14.6%、11.8%、11.1%、7.0%、6.0%、4.5%。
2021 年全球3D 打印行業(yè)下游應(yīng)用領(lǐng)域分布
根據(jù)Wohlers Associates 數(shù)據(jù)，2021年全球3D 打印在航空航天和國防工業(yè)的應(yīng)用占比分別為16.8%和6.0%，對應(yīng)市場規(guī)模分別為25.6億美元和9.1億美元。2019-2021年全球航空航天3D 打印市場規(guī)模占比由14.7%增加至 16.8%。
金屬3D 打印在航空航天業(yè)的應(yīng)用
3D 打印技術(shù)在航空航天零部件制造和研發(fā)中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：1）縮短新型航空航天裝備及零部件的研發(fā)周期；2）復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計得以實現(xiàn)；3）滿足輕量化需求，減少應(yīng)力集中，增加使用壽命；4）提升航空航天裝備的零部件強(qiáng)度和耐用性；5）提高材料的利用率，降低制造成本；6）增材再制造是未來藍(lán)海市場，對裝備損傷零部件進(jìn)行再制造修復(fù)。
3D 打印C919 發(fā)動機(jī)燃油噴嘴
根據(jù)Wohlers Associates 數(shù)據(jù)，2019-2021年全球醫(yī)療領(lǐng)域 3D 打印市場規(guī)模占比由 13.9%增加至 15.6%，2021 年全球 3D 打印在醫(yī)療領(lǐng)域市場規(guī)模為 23.8億美元。
依照材料的發(fā)展與生物性能的差別，醫(yī)療領(lǐng)域3D 打印分為兩類：非生物 3D 打印與生物 3D 打印。相對于生物 3D 打印而言，非生物 3D 打印的原理相對較為簡單，所需材料也相對易得，因此在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛。非生物3D打印的產(chǎn)品大多不具備生物相容性，大多產(chǎn)品可歸于醫(yī)療器械的范疇，具體應(yīng)用在：①個性化假體的制造，可用在骨科、齒科、整形外科等；②復(fù)雜結(jié)構(gòu)以及難以加工的醫(yī)療器械制品，包括植入物與非植入物，如多孔結(jié)構(gòu)的髖關(guān)節(jié)、模擬人體器官的醫(yī)用模型等。
? 非生物3D 打印是指利用非生物材料和3D 打印技術(shù)來打印非生物假體，非生物材料包括塑料、樹脂、金屬、高分子復(fù)合材料等，主要應(yīng)用于齒科、骨科、醫(yī)療器械、輔助器械（術(shù)前模擬）、醫(yī)用教學(xué)等醫(yī)療領(lǐng)域。
? 生物3D 打印是基于活性生物材料、細(xì)胞組織工程、MRI與CT 技術(shù)以及3D重構(gòu)技術(shù)等而進(jìn)行的活體3D 打印，其目標(biāo)是打印活體器官。
根據(jù)Wohlers Associates 數(shù)據(jù)，2019-2021年全球汽車領(lǐng)域 3D 打印市場規(guī)模占比小幅下降，由16.4%降至14.6%，2021年全球 3D 打印在汽車領(lǐng)域市場規(guī)模為22.3 億美元。
3D 打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用貫穿汽車整個生命周期，包括研發(fā)、生產(chǎn)以及使用環(huán)節(jié)。就應(yīng)用范圍來看，目前3D打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中于研發(fā)環(huán)節(jié)的試驗?zāi)Ｐ秃凸δ苄栽椭圃?，在生產(chǎn)和使用環(huán)節(jié)相對較少。未來，3D打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域仍將被廣泛應(yīng)用于原型制造。隨著3D 打印技術(shù)不斷發(fā)展、車企對3D 打印認(rèn)知度提高以及汽車行業(yè)自身發(fā)展需求，3D打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用將向市場空間更大的生產(chǎn)和使用環(huán)節(jié)擴(kuò)展，在最終零部件生產(chǎn)、汽車維修、汽車改裝等方面的應(yīng)用將逐漸提高。
根據(jù)Wohlers Associates 數(shù)據(jù)，2019-2021年全球消費電子領(lǐng)域3D 打印市場規(guī)模占比小幅下降，由15.4%降至11.8%，2021年全球 3D 打印在消費電子領(lǐng)域市場規(guī)模為18.0億美元。
目前3D打印在消費品行業(yè)的應(yīng)用主要集中在產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)環(huán)節(jié)。消費品行業(yè)涵蓋范圍較廣，主要包括手機(jī)、電子產(chǎn)品、電腦、家電、工具和玩具等行業(yè)。消費品行業(yè)具有產(chǎn)品生命周期短，更新?lián)Q代快的特性，需要持續(xù)不斷的開發(fā)和投入。借助3D 打印的優(yōu)勢，可以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，大幅削減設(shè)計成本，現(xiàn)有的3D打印技術(shù)可以實現(xiàn)各種復(fù)雜設(shè)計的模型制作，賦予設(shè)計師更多的自由，產(chǎn)品設(shè)計水平大幅提升。
