3D打印：产业链全景概览

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3D打印产业链全景概览

（平安证券:胡小禹）

增材制造又称“3D打印”

增材制造又称“3D打印”，是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术，该技术尤其适合制造形状复杂的、定制化的、追求轻量化的零部件，将持续促进并受益于定制化经济的快速发展。

3D打印的优势

（1）制造复杂的物品而不增加成本

（2）产品多样化而不增加成本

（3）无需组装

（4）零时间交付

（5）拓展了设计的空间

（6）零技能制造

（7）减少废弃的副产品

3D打印的缺点

（1）得到的零部件力学性能不稳定

（2）标准产品的3D打印的规模效益不如传统的加工方式

（3）当前可用的原材料种类仍然有限

（4）3D打印在加工精度、表面粗糙度、加工效率等方面与传统的精密加工技术相比，还存在差距

3D打印的分类

按照应用领域：可分为消费级3D打印和工业级3D打印。按照所使用的原材料：可分为金属材料的3D打印和非 金属材料的3D打印。按照打印技术的特点：可分为选择性激光熔化成型 (SLM)、选择性激光烧结·成型(SLS)、激光直接烧结 技术(DMLS)、电子束熔化技术(EBM)、熔融沉积式成型 (FDM)、选择性热烧结(SHS)、立体平板印刷(SLA)、数 字光处理(DLP)、三维打印技术(3DP)、及细胞绘图打 印(CBP)等。

3D打印正在从导入期步入成长期

经过30多年的发展，3D打印已有较完整的产业链：

上游原材料及零件：主要包括制造3D打印设备所需的零部件、打印过程中所使用的各类原材料、设计和逆向工程所需要的软硬件；中游：3D打印设备及服务；下游：航空航天、汽车、医疗、教育等下游应用领域。

正在由导入期步入成长期

首先，无论在全球范围内还是我国市场内，3D打印的行业规模都呈现快速增长；其次，大多企业仍处于微利状态，逐渐有企业开始盈利；最后，高额的研发投入也符合成长期行业的特征。

全球和国内市场规模均高速增长

2013年全球3D打印行业总产值为30.3亿美元，2018年达到了96.8亿美元，5年间的复合增速达26.1%.到2020年、2022年、2024年，全球3D打印行业总产值将分别有望达到158亿美元、239亿美元、356亿美元。

国内3D打印规模增速更高

2013年国内3D打印产业规模仅3.2亿美元，2018年规模达23.6亿美元，5年的复合增速达49.1%；预计2023年，我国3D打印行业总收入将超过100亿美元。

国内产值规模占全球比例持续提高

我国的3D打印产业规模占全球的比例持续提升，2012年该比例仅为7.08%，到2018年提升到了24.38%，中国作为全球最大的制造业基地和消费大国，未来仍有巨大潜力。

大多企业仍处于微利状态，逐渐有企业开始盈利

从2018年的财务数据来看，已经有一些海外3D打印企业的收入达到了较大规模，其中STRATASYS和3DSYSTEM的营业收入分别达到了6.63亿美元和6.88亿美元；2018年，海外的大多数3D打印企业仍处于微利或亏损状态。

国内3D打印公司体量较小

国内的3D打印公司中，收入体量最大的是先临三维，达到4.01亿元，其次是铂力特，达到2.91亿元；铂力特是国内盈利体量最大的公司，2018年其净利润达到5718万元。国内营业收入体量最大的先临三维，2018年归母净利润仅941万元。

国家政策的强力支持，为3D打印行业的发展壮大提供了强有力的后盾和保障。

行业标准逐渐完善

目前全球增材制造协会主要有两个标准，ASTM F42和ISO/TC 261，ASTM F42目前已发布29项标准，19项正在制定中；ISO/TC 261已发布9项，25项正在制定中；我国已有5个相关现行标准，另有3个即将发布，12个在研，覆盖从上游原材料到下游应用的众多环节；行业标准的逐步完善，有利于3D打印行业的高质量发展。

3D打印原材料：低端产能充足，高端产能受限

2017年，我国3D打印原材料环节的市场规模占整个3D打印行业市场规模的比例约为27.6%；3D打印原材料种类的丰富程度，决定了3D打印技术的应用范围2017年我国3D打印材料市场规模达到29.92亿元，同比增长了约40%；预计到2024年将达到164亿元；2017年在我国整个3D打印市场中，铝合金、不锈钢、钛合金分别占10.1%、9.1%、20.2%，合计占39.4%，其余60.6%均为非金属材料，包括尼龙、PLA、ABS塑料、树脂等。

国内高端金属粉材供应能力尚显不足

2009年全球金属原材料销售量仅1200万美元，到2017年达到1.83亿美元，复合增长率达40.6%。金属原材料由于比较昂贵，多用于工业领域。通常用于3D打印的金属原材料为金属粉末纯净度、颗粒度、均匀度、球化度、含氧量等指标都对最终的打印产品性能影响极大。德国的EOS、TLS，及瑞典的Arcam、Hoganas、Sandvik，比利时的Solvay等都能提供比较高端的3D打印粉末原材料。国内能提供高质量金属粉末的公司包括中航迈特、飞而康、塞隆金属、西安欧中、铂力特等。

材料价格逐年下降，未来有望完全进口替代

原材料的种类是决定零部件质量和价格的基础因素

“3D造”中可给出不同材料工艺的同一个工艺品的报价，使用FDM（PLA塑料）和SLA（光敏树脂）等工艺打印，价格仅百元左右；但若使用PloyJet（各种高精树脂）或SLM（不锈钢和Ti64合金等），则价格可高至3000元；目前很多粉末价格相比于两年前，已经降低50%左右。国内粉末厂商近几年也逐渐增多，目前国内粉末价格只有大概进口粉末的60%左右。国产粉末的质量也逐渐和进口粉末缩小距离。

3D打印设备：目前产业链中产值最大的环节

设备环节产值占整个产业链产值的40%-50%之间。估计2017年、2018年国内的3D打印装备市场规模分别为7.5亿美元、10.6亿美元；Lux Research预测，到2025年，3D打印服务的市场规模将占到整个市场58%左右，而材料和装备则分别占17%和25%。

工业级的3D打印设备占据主流位置

国内44.1%的企业采购并使用单价在10万美元以上的3D打印设备，采购使用单价在2500美元以下的3D打印设备的企业仅占16.9%；国内39.8%的企业拥有光固化3D打印设备，在所有类型中占比最高；SLM-3D打印设备占19.9%，居第二位；其次为FDM，占19.3%。

3D打印设备：美国是最大设备存量市场

全球3D打印机出货量为39.6万台，同比增长30.1%；2017年度全球金属增材制造装备的销售量约为1768台，同比增长了近80%；销售额达7.21亿美元，均价40.79万美元；北美、欧洲和亚太地区这三个地区的3D设备累计装机量占到了全球的 95%，其中美国占35.9%，中国占10.6%。

3D打印设备：进口替代大幕已开启

STRATSYS、3Dsystem是全球龙头2017年，Stratasys在全球3D打印设备领域的市场份为27.2%，连续16年保持第一3D Systems的市场份额为9.8%，位居第二；中国企业联泰科技（UnionTech）2017年其在全球的市占率达到3.3%；纯粹的金属3D打印设备商市占率往往较小。虽然单台价值较高，但数量上远低于非金属3D打印机。

联泰科技在国内市占率最高

在国内3D打印设备的存量市场中，有16.4%的企业拥有联泰科技的3D打印设备，14.8% 的 企 业 拥 有 STRATSYS 的设备 ，13.1%的企业拥有EOS的设备，他们是国内3D打印设备品牌保有量中的前三名。

3D打印设备：设备价格逐年下降，性价比逐步提升

2018年先临三维金属3D打印机、非金属3D打印机、桌面打印机的平均单价分别为107.5万元/台、27.4万元/台、0.33万元/台；销量上看，2018年，先临三维桌面打印机销量高于非金属3D打印机一个数量级，高于金属3D打印机两个数量级。从技术实现的难度来说，金属3D打印机＞非金属3D打印机＞桌面打印机，这也与各类打印机的毛利率水平相对应；工业级3D打印机的价格正在快速下降，尤其是非金属3D打印机更加明显，我们预计这种趋势将在未来几年持续，性价比的逐步提高有利于下游应用的拓展。

3D打印下游应用：医疗、汽车、航空航天、机械多点开花

2017年国内3D打印下游行业中，工业产品占比55%，军用产品占比16%，民用产品29%;从更加细分的应用领域来看，工业机械是国内3D打印最大的应用领域，2017年占20%左右，其次分别是航空航天、汽车、消费电子、医疗等;全球范围内下游应用占比与国内情况相近，2017年3D打印在工业机械中的应用也占20%左右;我们认为，目前3D打印技术成本虽然在下降，但仍处于较高水平，因此判断未来一个时期内，3D打印仍将在高附加值的行业内首先得到发展。

3D打印下游应用：医疗

3D打印在医疗领域具有得天独厚的优势

“个性化”为3D打印技术与医疗行业搭建了深度结合的桥梁;老龄化持续严重的进程中，这更为医疗产业的发展、及3D打印技术在医疗领域的应用发展提供了广阔空间;3D打印技术可应用与医学研究、医疗器械制造、医疗用品、专业医疗辅助器械等。

3D打印下游应用：航空航天

近三年全球3D打印在航空航天领域的应用市场规模复合增长率达60.4%，2017年全球3D打印在航空航天领域的应用市场规模达到13.9亿美元；3D打印中的SLM技术、EBM技术、DMLS技术等在航空领域应用较多除了应用于复杂零部件的直接快速制造，3D打印技术还可用于航空航天装备零部件的快速修复;3D打印主要集中在钛合金、铝锂合金、超高强度钢、高温合金等材料加工方面，这些材料强度高，化学性质稳定，不易成型加工，传统加工工艺成本高昂。

飞机制造业有广阔的潜在市场空间

我国飞机制造业基础一直比较薄弱据统计和预 中国通用航空器总量（架）增长率（%）测，2018年我国通用航空器总保有量为2495架，预计到2020年将超过3000架；近年来我国飞机制造行业取得重大突破，随着C919客机的下线，未来在中国本土制造的飞机数量有望大大增加，3D打印技术将获得更广阔的发展空间。

3D打印下游应用：汽车

近几年全球3D打印在汽车行业中的应用产值规模稳步增长，2017年总规模达11.7亿美元。汽车行业是最早使用3D打印技术的行业之一;3D打印从最初用于概念模型的打印，再到功能模型的制作，目前正逐步应用于功能部件的制造，甚至于整车的打造；在汽车零部件开发方面，3D打印技术则完全摆脱了制作模具的繁琐过程，大大缩短了汽车零部件的研发周期.

我国目前是全球最大的汽车生产国和消费国

汽车及其零部件制造是我国的主导产业之一，随着近年来我国汽车保有量和产量的快速上升，已成为未来全球汽车行业的最大市场；2018年全球共产出汽车9563万辆，其中中国产出2797万辆，占全球总产量的比例接近30%。

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