創(chuàng)投筆記 | 第三十三期
投稿人:肖維龍,中科樂創(chuàng)高級投資經(jīng)理
郵箱:weilong.xiao@6chuang.com;微信:291171492。
人物簡介:肖維龍,高級投資經(jīng)理,任職于中科樂創(chuàng)(中科招商旗下互聯(lián)網(wǎng)VC尖兵),關(guān)注高端制造、醫(yī)療、傳媒教育等領(lǐng)域。
肖維龍,中科樂創(chuàng)高級投資經(jīng)理
近日新加坡政府將撥款1.5億新加坡元(約合1億美元),用于研究利用3D打印技術(shù)建設(shè)摩天大樓。3D打印作為智能增材制造技術(shù),被寄予徹底顛覆傳統(tǒng)制造流程的期望,模型輸入到產(chǎn)品輸出讓一切幻想變得有理有據(jù)。
然而,材料價(jià)格的高企與諸多打印技術(shù)效率與成本缺憾之間的相互糾纏,注定這場工業(yè)4.0中的核心革命路途不會(huì)平坦。鑒于各國政府、企業(yè)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)在3D打印領(lǐng)域的研發(fā)熱度,以及近年來打印設(shè)備、打印材料以及下游應(yīng)用領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新,我們堅(jiān)定看好這3D打印未來在工業(yè)、醫(yī)療、教育諸領(lǐng)域的應(yīng)用前景,也愿意持續(xù)跟蹤報(bào)道。
一.3D打印入門教程
1、 3D打印概念
又稱“增材制造”技術(shù),屬于快速成型技術(shù)的一種,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐局打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
2、打印技術(shù)原理
3D打印技術(shù)先使用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)三維模型,運(yùn)用分層加工、迭加成形的原理,通過將粉末、液體片狀等離散材料逐局堆積,堆成一個(gè)三維實(shí)體。
3、打印技術(shù)類型
根據(jù)打印所用材料及生產(chǎn)片層方式的不同,實(shí)現(xiàn)方法有以下幾種:1)熔化或軟化材料產(chǎn)生層。2)液體材料加工方法。3)層壓板制造(LOM),將紙、聚合物、金屬等材料薄層剪裁成一定形狀并粘接在一起。目前市場上最常用的4種技術(shù)分別是:FDM、SLS、SLA、三維打印。
技術(shù)類別 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 代表產(chǎn)品 |
熔融層積成型技(FDM) | 清潔、易用且適合辦公室使用;成型材料類多,成型件強(qiáng)度高、度高,表面量好,易于裝配、無公害 | 1)精度較低,難以構(gòu)建結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件; 2)與截面垂直的方向強(qiáng)度小; 3)成形速度相對較慢,不適合構(gòu)建大型零件 | Stratasys公司 Fortus00mc |
選擇性激光燒結(jié)(SLS) | 成型材料十分廣泛,用料節(jié)省、成型件性能分布廣泛,無需復(fù)雜的支撐系統(tǒng) | 成型精度低,成型后表面粗糙,不能彩色成型 | 3DSystems公司 的sPro系列3D打印機(jī) |
光固化成形(SLA) | 成形速度較快,精度較高 | 強(qiáng)度,剛度,耐熱性有限,不利于長時(shí)間保存預(yù)處理軟件與動(dòng)軟運(yùn)算量大,操作復(fù)雜 | Object公司的Polyjet、3DSystems |
三維打印技術(shù)(3DP) | 速度較快,成型材料價(jià)格低;在粘結(jié)劑中添加顏料,可以制作彩色原型;成型過程不需要支撐,多余粉末的去除方便,適合做內(nèi)腔復(fù)雜的原型 | 強(qiáng)度較低,只能做概念型模型,而不能功能性試驗(yàn) | zprinter、R系列三維打印機(jī)、3DSystems |
4種主流技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)對比(資料來源:中科樂創(chuàng))
(1)FDM
FDM全稱FusedDepositionModelling(熔融沉積造型)。打印頭加熱,把打印材料加熱軟化,按照電腦3D模型作“一筆畫”。
FDM打印成型流程(資料來源:中科樂創(chuàng))
技術(shù)特點(diǎn):FDM工藝不用激光,使用、維護(hù)簡單,成本較低,同時(shí)兼具成型材料種類多,成型件強(qiáng)度高、精度較高的特點(diǎn),FDM在全球已安裝快速成形系統(tǒng)中的份額大約為30%。
適用材料:ABS、聚碳酸酯、PLA、聚苯礬。
比較優(yōu)勢:唯一使用工業(yè)級熱塑材料作為成型材料的積層制造方法,打印出的物件具有可耐受高熱、腐蝕性化學(xué)物質(zhì)、抗菌和強(qiáng)烈的機(jī)械應(yīng)力等特性,被用于制造概念模型、功能模型,甚至直接制造零部件和生產(chǎn)工具。
尺寸和精度:成型尺寸可達(dá)914.4mm*696mm*914.4mm,打印厚度最小僅為0.178mm,打印誤差為每毫米增加0.0015~0.089mm。
應(yīng)用公司:Stratasys,江南嘉捷等。
(2)SLS
SLS全稱SelectiveLaserSintering(選擇性激光燒結(jié))。和SLA類似,SLS使用激光。和SLA不同的是,SLS用的不是液態(tài)的光敏樹脂,而是粉末。激光的能量讓粉末產(chǎn)生高溫和相鄰的粉末發(fā)生燒結(jié)反應(yīng)連接在一起。
SLS打印成型流程(資料來源:中科樂創(chuàng))
技術(shù)特點(diǎn):光固化成型由于具有成型過程自動(dòng)化程度高、制作原型表面質(zhì)量好、尺寸精度高以及能夠?qū)崿F(xiàn)比較精細(xì)的尺寸成型等特點(diǎn)。
適用材料:光聚合物,樹脂類。
比較優(yōu)勢:成熟度高,加工速度快,產(chǎn)品生產(chǎn)周期短。
尺寸和精度:500mm范圍內(nèi)的全程定位精度為0.03mm,雙向重復(fù)定位精度為0003mm。
應(yīng)用公司:北京太爾時(shí)代、江南嘉捷。
(3)SLA
SLA全稱Stereolithography(立體印刷術(shù))。它用激光選擇性地讓需要成型的液態(tài)光敏樹脂發(fā)生聚合反應(yīng)變硬,從而造型。
SLA打印成型流程(資料來源:中科樂創(chuàng))
(4)3DP
3DP是一種基于微噴射原理(從噴嘴噴射出液態(tài)微滴),按一定路徑逐層打印堆積成形的打印技術(shù).3DP工藝與SLS工藝類似,采用粉末材料成形,如陶瓷粉末,金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過燒結(jié)連接起來的,而是通過噴頭用粘接劑(如硅膠)將零件的截面“印刷”在材料粉末上面。
3DP打印成型流程(資料來源:中科樂創(chuàng))
技術(shù)特點(diǎn):速度較快,成型材料價(jià)格低;在粘結(jié)劑中添加顏料,可以制作彩色原型;成型過程不需要支撐,多余粉末的去除方便,適合做內(nèi)腔復(fù)雜的原型。
適用材料:陶瓷粉末,金屬粉末。
比較優(yōu)勢:不需要昂貴的激光系統(tǒng),具有設(shè)備價(jià)格便宜、運(yùn)行和維護(hù)成本低的優(yōu)勢。可以在常溫下操作,具有運(yùn)行可靠,成形材料種類多和價(jià)格低的優(yōu)勢。
尺寸和精度:精度可達(dá)0.1mm。
應(yīng)用公司:ZCorporation。
二.3D應(yīng)用于哪些領(lǐng)域?
1、汽車行業(yè)
根據(jù)Wohlers統(tǒng)計(jì),汽車制造在3D打印下游應(yīng)用領(lǐng)域占比約17%。3D打印在汽車行業(yè)應(yīng)用主要為零部件模具打印,國內(nèi)外汽車廠商普遍均有采用,模具的精細(xì)程度取決于打印設(shè)備的性能和材料質(zhì)量。
以制造一件28cm*15cm*7cm的復(fù)雜零部件為例:
生產(chǎn)效率 | FDM快速成型 | 傳統(tǒng)制模 |
加工時(shí)間 | 40小時(shí) | 30天 |
資金成本 | 3000元 | 10000元 |
加工試錯(cuò) | 允許試錯(cuò) | 不允許試錯(cuò) |
資料來源:中科樂創(chuàng)
雖然理論上3D打印技術(shù)可打印汽車的絕大多數(shù)零部件,但由于打印時(shí)間慢、材料成本高等因素,3D打印運(yùn)用到汽車制造行業(yè)及汽車維修行業(yè)多集中于大批量零部件的模具設(shè)計(jì)。
2、醫(yī)療行業(yè)
根據(jù)Wohlers統(tǒng)計(jì),醫(yī)療在3D打印下游應(yīng)用領(lǐng)域占比約13%。3D打印在于醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用的突出優(yōu)勢在于其“個(gè)性化”特征適合臨床醫(yī)學(xué)中病患個(gè)體身體與疾病特征的高度差異性。2001~2011年,全球共申請3D打印技術(shù)專利4318件,其中“醫(yī)療保健”相關(guān)專利申請件數(shù)最多,359件。
應(yīng)用 | 舉例 |
修復(fù)醫(yī)學(xué)中的人體移植器官制造,假牙、骨骼、肢體 | 利用3D激光成型技術(shù)制作的鈦合金移植顎骨、脊椎骨 |
輔助治療中使用的醫(yī)療裝置 | 齒形矯正器、助聽器 |
手術(shù)和其他治療過程中使用的輔助裝置 | 在脊椎骨手術(shù)中,用于固定靜脈的器械裝置 |
3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用(資料來源:中科樂創(chuàng))
舉例廠商 | 事件 | |
國外 | 3DSystems | 2014年,3DSystems整體收入6.54億美元,增速達(dá)27.3%,其中醫(yī)療服務(wù)領(lǐng)域收入為1.29億美元,增速達(dá)80.33%。 |
Stratasys | Stratasys公司在體外醫(yī)療器械尤其是骨科和齒科領(lǐng)域擴(kuò)張。 | |
中國 | 北京瀚思維康健康管理公司 | 使用3D打印技術(shù)為客戶量身鞋墊,該鞋墊課矯正客戶的走路姿勢,。2014年,此種鞋墊已銷售出3000多雙,價(jià)格在300-400元。 |
銀邦股份 | 2014年與天津杰冠醫(yī)療科技有限公司簽訂《關(guān)于聯(lián)合開發(fā)3D打印義齒的戰(zhàn)略合作協(xié)議》,協(xié)議規(guī)定3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)日銷售量不少于2000顆;銀邦負(fù)責(zé)工藝的研發(fā)和樣件打印,杰冠負(fù)責(zé)其他制造環(huán)節(jié)以及推廣、銷售。 |
應(yīng)用企業(yè)舉例(資料來源:中科樂創(chuàng))
醫(yī)療服務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用市場前景可觀,但在中國市場并未真正爆發(fā),障礙在于:
(1)醫(yī)療領(lǐng)域3D打印技術(shù)未成熟,打印產(chǎn)品多用于術(shù)前試驗(yàn);
(2)人體組織器官對于打印材料要求高,材料成本高昂;
(3)我國醫(yī)療保障體系暫未對3D打印輔助治療產(chǎn)生的高額費(fèi)用有明確的規(guī)定;
(4)醫(yī)院及醫(yī)生對3D打印設(shè)備及建模軟件技術(shù)的掌握仍需要時(shí)間培育。
3、消費(fèi)電子
消費(fèi)電子行業(yè)是3D打印下游應(yīng)用的主要場景之一。目前主要應(yīng)用于個(gè)性化電子配件模具制造及微電路的封裝環(huán)節(jié)。
電子配件:電子行業(yè)制造環(huán)節(jié)利潤空間有限,成本控制要求高,使用3D打印直接制造零部件不具備經(jīng)濟(jì)性。零部件設(shè)計(jì)領(lǐng)域存在較大優(yōu)勢,優(yōu)勢主要體現(xiàn)為設(shè)計(jì)效率提升。
微電路封裝:微電路封裝在電子制造環(huán)節(jié)中技術(shù)要求相對較高。微電路的厚度很小,使用3D打印加工時(shí)間短,存在規(guī)模制造的可能性。
4、航空航天
現(xiàn)階段,3D打印對于航空業(yè)的貢獻(xiàn),相對于每年5000億美元的行業(yè)產(chǎn)值而已微乎其微,不過在零部件加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)依舊有其用武之地。
由3D打印制造出來的金屬零件完全符合航空航天領(lǐng)域?qū)τ谖磥砥餍翟O(shè)備制造的要求:
(1)3D打印技術(shù)所制造出來的零件能夠很好的迎合“輕量化”和“高強(qiáng)度”這兩個(gè)要求;
(2)航空航天設(shè)備需要零部件多為單件定制的小部件,在這一領(lǐng)域3D打印相比傳統(tǒng)技術(shù)成本低速度快;
(3)傳統(tǒng)技術(shù)在生產(chǎn)零件過程中會(huì)造成許多不必要的損耗,對于復(fù)雜產(chǎn)品,夸張的時(shí)候原材料利用率僅有不到10%。而3D打印所特有的增材制造技術(shù)則能很好的利用原材料,利用率高達(dá)90%。
渦輪葉片、擋風(fēng)窗體框架、旋流器等主要為航空器上游零部件廠商應(yīng)用,目前主要應(yīng)用于研發(fā)設(shè)計(jì)階段的模具開發(fā)。
無人機(jī)飛行器的結(jié)構(gòu)件加工依賴于無人機(jī)行業(yè)的發(fā)展前景,先期應(yīng)用主要為零部件設(shè)計(jì)研發(fā),以及飛控系統(tǒng)微電路板制造。
舉例而言,我國第二款自主設(shè)計(jì)的國產(chǎn)大型客機(jī)C919制作飛機(jī)零部件是將3D打印應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的典型案例之一。主要制造的飛機(jī)零件是中央翼緣條,其規(guī)格為長約3米,重量達(dá)到196Kg,工序耗時(shí)在一個(gè)月以內(nèi),若若通過傳統(tǒng)工藝制造,國內(nèi)制造能力尚無法滿足,向國外采購會(huì)增加成本。
3D打印飛機(jī)機(jī)身橫框
三.3D打印市場現(xiàn)狀分析
1、市場空間
2014年,全球3D打印機(jī)市場規(guī)模達(dá)到38.5億美元,預(yù)計(jì)2018年,市場規(guī)模將增長到125.8億美元。
全球3D打印市場空間預(yù)測(單位:億美元)
3D打印下游應(yīng)用分布(資料來源:海通證券)
近年來,中國3D打印市場規(guī)模均保持較高增長速度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球平均水平。預(yù)計(jì)2018年中國3D打印市場規(guī)模將超過200億元。作為全球重要制造基地,中國3D打印市場潛在需求旺盛。
中國3D打印市場預(yù)測(資料來源:海通證券)
短期內(nèi),專門的3D服務(wù)模式與傳統(tǒng)的設(shè)備購買兩種商業(yè)模式的同時(shí)推進(jìn)成為中國3D打印市場的主要發(fā)展趨勢,另外,技術(shù)的完善和成熟也將推動(dòng)制造以及應(yīng)用環(huán)節(jié)的發(fā)展。
國內(nèi)3D打印面臨問題:
(1)標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一
中國3D打印行業(yè)仍缺乏統(tǒng)一共性標(biāo)準(zhǔn),難以對小批量、個(gè)性化的產(chǎn)品起到?jīng)Q定作用當(dāng)前中國3D打印行業(yè)處于一個(gè)行業(yè)整合度低、秩序相對混亂的階段;
(2)原材料制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展
中國國內(nèi)3D打印原材料供給不足,過分依賴國外進(jìn)口,尤其是金屬制品的原材料,極大制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展;
(3)打印工藝落后于國外
中國國內(nèi)3D核心零部件工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)較差,材料種類及性能所受限制較大,成形效率較低,工藝尺寸、精度和穩(wěn)定性有待提高;
(4)打印綜合成本高
國內(nèi)的傳統(tǒng)制造成本較低,加之3D打印較高的材料成本與時(shí)間成本,導(dǎo)致3D打印性價(jià)比偏低,替代必要性弱。
2、產(chǎn)業(yè)鏈分析
(1)產(chǎn)業(yè)鏈概覽
3D打印產(chǎn)業(yè)鏈分為上游材料、軟件,中游打印機(jī)設(shè)備,下游打印服務(wù)對應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)WohlersAssociates報(bào)導(dǎo),2013年,3D打印上、中、下游的全球產(chǎn)值分別為4.22、6.54、11.28億美元。上游與中游都存著在較大的技術(shù)壁壘,下游相對來說切入的成本更低。隨著工業(yè)設(shè)計(jì)對于金屬模具的效率和精度要求的不斷提升,越來越多的傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)找到其與3D打印技術(shù)的結(jié)合點(diǎn),本土3D打印服務(wù)的優(yōu)勢將愈發(fā)凸顯,下游打印應(yīng)用與服務(wù)環(huán)節(jié)在全產(chǎn)業(yè)鏈中所占的比重逐步加大。
3D打印產(chǎn)業(yè)鏈(資料來源:中科樂創(chuàng))
(2)上游材料、軟件
3D打印材料價(jià)格較高,ABS和PLA材料在市場上的流通性強(qiáng),技術(shù)相對成熟,故ABS和PLA的廠商進(jìn)入較多,但價(jià)格波動(dòng)區(qū)間較大。高質(zhì)量的金屬粉末、液態(tài)光敏樹脂、高分子顆粒等3D打印耗材,仍需從國外進(jìn)口。
材料 | 價(jià)格(美元/kg) |
ABS樹脂類 | 18.96-175.2 |
PLA(生物降解塑料) | 19.19-165.17 |
PVA樹脂類 | 88-100 |
Laywoo-D3木材 | 93.48-108 |
PC塑膠類 | 85.19 |
尼龍合成纖維 | 43.89-65 |
金屬類 | 160-1280 |
3D打印材料價(jià)格(資料來源:中科樂創(chuàng))
耗材生產(chǎn)一直是國內(nèi)企業(yè)的一塊短板。目前國內(nèi)3D打印所用的金屬粉末、高端的樹脂粉末基本依賴進(jìn)口。2015年2月28日,工信部頒布《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016年)》,計(jì)劃到2016年,基本實(shí)現(xiàn)鈦合金、高強(qiáng)鋼、部分耐高溫高強(qiáng)度工程塑料等專用材料的自主生產(chǎn),滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用的需求。
國內(nèi)3D打印材料等待突圍(資料來源:中科樂創(chuàng))
塑料方面:太爾時(shí)代已經(jīng)推出捆綁銷售的ABS和PLA材料。光華偉業(yè)生產(chǎn)的耗材,不僅能夠用于國產(chǎn)3D打印機(jī)上,還能用于Makerbot的機(jī)型。高勝分子的ABS、PLA耗材也能用于Makerbot、Repman、Reprap等進(jìn)口桌面機(jī)上。銀禧科技已經(jīng)推出的PA材料價(jià)格僅為進(jìn)口材料的一半。
光敏及金屬方面:銀邦股份研發(fā)的鈦粉耗材已經(jīng)可以用于人造關(guān)節(jié)、下頜骨人造血管及假牙的制造,深圳惠程的高性能聚酰亞胺耗材可用于航天領(lǐng)域,宏昌電子在進(jìn)行電子環(huán)氧樹脂研發(fā)。金鉬股份率先研制出國內(nèi)首批適用于3D打印高致密性、高流動(dòng)性的球形金屬粉末材料。
應(yīng)用領(lǐng)域 | 廠商 | 現(xiàn)狀及進(jìn)展 |
桌面級設(shè)備 | 太爾時(shí)代 | 捆綁銷售ABS、PLA |
桌面級設(shè)備 | 高勝分子 | 銷售ABS、PLA |
桌面級設(shè)備 | 宏昌電子 | 研發(fā)電子環(huán)氧樹脂 |
桌面級設(shè)備 | 銀禧科技 | 已有ABS、PLA、PA等正研發(fā)高性能復(fù)合材料 |
桌面級設(shè)備、工業(yè)級 | 光華偉業(yè) | 銷售ABS、PLA、尼龍等 |
工業(yè)級設(shè)備 | 銀邦股份 | 高精度高密度冶金粉末材料如鈦合金粉末 |
工業(yè)級設(shè)備 | 金鉬股份 | 國內(nèi)首批適用3D打印高致密高流動(dòng)的球形金屬粉末材料 |
工業(yè)級設(shè)備 | 海源機(jī)械 | 光敏樹脂已有小量試銷 |
工業(yè)級設(shè)備 | 深圳惠程 | 高性能聚酰亞胺獲專項(xiàng)補(bǔ)助資金150萬 |
我國3D打印材料進(jìn)展(資料來源:中科樂創(chuàng))
(3)中游打印設(shè)備
2013年全球3D打印設(shè)備產(chǎn)值約6.54億美元,美日德分占全球工業(yè)級3D打印機(jī)保有量前三。
資料來源:Wohlers2014
總體而言,外資品牌3D打印機(jī)的優(yōu)勢主要在于:A.技術(shù)優(yōu)勢,國外3D打印起步早,技術(shù)先進(jìn);B.渠道優(yōu)勢,在全球布局自己的代理商和經(jīng)銷商等銷售渠道;C.設(shè)備 材料捆綁銷售,產(chǎn)業(yè)鏈更加牢固。
公司名稱 | 基本情況 |
美國3DSystems | 世界3D打印領(lǐng)軍者,其分支機(jī)構(gòu)遍布美國、歐洲和亞太地區(qū),產(chǎn)品線涵蓋消費(fèi)級、工業(yè)級 |
美國Stratasys | 擁有500多項(xiàng)技術(shù)專利,目前全球最大工業(yè)級打印機(jī)制造商,打印材料居行業(yè)領(lǐng)先地位 |
以色列Objet | 已與Stratasys合并,專利達(dá)50多項(xiàng),在汽車、電子、玩具、消費(fèi)品、鞋類行業(yè) |
美國Quirky | 創(chuàng)意孵化平臺(tái),公司特色為眾包:通過Facebook和Twitter等提交的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路,進(jìn)行3D打印生產(chǎn) |
德國EOS | 全球最大的雷射粉末燒結(jié)快速成型系統(tǒng)制造商,可選擇機(jī)型使用不同材料(塑膠、金屬、硅膠),客戶有汽車、航空、醫(yī)療、模具、消費(fèi)品、牙體制造 |
比利時(shí)Materialize | 全球EP快速成型/RT快速模具/RM快速制造解決方案的最大供應(yīng)商,是這一領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者 |
瑞士Arcam | 其打印機(jī)采用電子束融化工藝,主要打印鈦金屬,產(chǎn)品只針對假肢和航空兩個(gè)方面的運(yùn)用,市場定位非常專一。世界上有3萬多人試用了其3D打印制作的假肢 |
國外主要3D打印設(shè)備商
FDM等專利放開以后,國內(nèi)新進(jìn)入者大量涌現(xiàn)。截止目前,多數(shù)生產(chǎn)和銷售激光打印設(shè)備。其中,北京太爾的綜合實(shí)力最強(qiáng),公司是國內(nèi)首家、亞洲最大的從事研發(fā)、生產(chǎn)和銷售3D打印機(jī)的高科技企業(yè),旗下UP!系列獲得美國《Make》雜志2012年度桌面級打印機(jī)綜合體驗(yàn)第一名,2013年度消費(fèi)者最易使用獎(jiǎng)第一名。
陜西恒通、青島尤尼、濱湖機(jī)電等則在工業(yè)級設(shè)備方面處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。
國內(nèi)廠商多數(shù)未形成規(guī)模銷售,年度銷售收入最高為千萬級,主要原因?yàn)椋?/p>
A.打印成型技術(shù)跟國外3DSystems等國際巨頭相比有一定差距;
B.打印材料核心技術(shù)被國外設(shè)備商所掌握,其綁定銷售模式限制國內(nèi)設(shè)備商發(fā)展;
公司名稱 | 注冊時(shí)間 | 年銷售額(萬) | 主要產(chǎn)品 | 優(yōu)劣勢 |
北京太爾時(shí)代科技有限公司 | 2003-8 | 1000以上 | 快速成型設(shè)備/三維打印機(jī)/三維掃描設(shè)備 | S:技術(shù)優(yōu)勢 銷售網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢 W:技術(shù)還未成熟、市場認(rèn)可度不夠,核心產(chǎn)品的推廣普及受到一定影響 |
中科院廣州電子技術(shù)有限公司 | 2001-12 | 701-1000 | Objet三維打印 Fortus/FDM/SLA快速成型機(jī) 三維掃描儀 | S:技術(shù)優(yōu)勢,國家級科研優(yōu)勢,及數(shù)十項(xiàng)國家專利 W:缺少自主研發(fā)的具有核心競爭力的產(chǎn)品 |
青島尤尼科技有限公司 | 2001-11 | 3000-5000 | 最全的特種打印機(jī)生產(chǎn)商:T恤打印機(jī)、鮮花打印機(jī)等 | S:產(chǎn)品優(yōu)勢,全面的產(chǎn)品線 銷售網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢 W:產(chǎn)品集中于特種打印機(jī),對3D打印機(jī)的研發(fā)能力有待加強(qiáng) |
陜西恒通智能機(jī)器有限公司 | 1997-12 | 2000-3000 | 激光/紫外線快速成型機(jī) 真空注型/三維測量/光敏樹脂/加工中心 | S:穩(wěn)定的銷售網(wǎng)絡(luò) 較為完整的產(chǎn)品、技術(shù)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈 W:對歐美等發(fā)達(dá)國家的市場開拓不足 |
南京紫金立德電子有限公司 | 2008-9 | 無 | 主產(chǎn)3D打印機(jī),產(chǎn)品運(yùn)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、智能制造、高等教育、文化創(chuàng)意、生物醫(yī)學(xué)、建筑設(shè)計(jì)等 | S:產(chǎn)能優(yōu)勢:擁有年產(chǎn)5千臺(tái)桌面式3D打印機(jī)的生產(chǎn)能力 產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣,利于擴(kuò)大銷售和分散風(fēng)險(xiǎn) W:缺乏3D打印所需材料的研究能力 |
北京上拓科技有限公司 | 2009-3 | 無 | 個(gè)人3D打印機(jī)/快速成型設(shè)備/三維掃描設(shè)備/快速成型軟件 逆向成型軟件/真空澆注設(shè)備/自有建模系統(tǒng) | S:整體解決方案的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢 W:公司代理大量其他公司的產(chǎn)品,自主研發(fā)能力有待加強(qiáng) |
國內(nèi)主要3D打印設(shè)備商
(4)下游打印服務(wù)
根據(jù)WohlersAssociates的調(diào)查,2013年3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域前四大領(lǐng)域是消費(fèi)及電子為19%,汽車為17%,航空航天為15%,醫(yī)療牙科為14%。
3D打印下游應(yīng)用領(lǐng)域
除了桌面級北京太爾時(shí)代領(lǐng)先全球外,國內(nèi)在工業(yè)級領(lǐng)域尚欠缺乏,應(yīng)用最多為航空航天。
四.3D打印典型企業(yè)及發(fā)展現(xiàn)狀
1、 國外:3DSystems和Stratasys雙寡頭
國外3D打印企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:
(1)美國的3DSystems和Stratasys占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位,德國的Envisiontec緊隨其后;
(2)2013年,Stratasys合并以色列Object后以54.7%的銷量市場份額占據(jù)絕對優(yōu)勢,加之3DSystems的18%份額,目前兩家在工業(yè)級3D打印市場份額合計(jì)超過70%;
(3)其余主要廠商銷量市場份額為:Envisiontec11.2%,Mcor3.1%,北京太爾時(shí)代2.1%以及EOS2%。
公司地點(diǎn) | 美國 |
主營業(yè)務(wù) | 3D打印機(jī)(工業(yè)級、消費(fèi)級)、3D打印材料、按需定制組件服務(wù)和3D數(shù)字模型制作軟件 |
營業(yè)收入(2014年) | 6億美元 |
市場占有率 | 18% |
技術(shù)類型 | SLA,SLS,3DP |
3DSystems公司
3DSystems通過并購方式,一方面獲取大批技術(shù)專利,另一方面,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的拓展,擴(kuò)展到個(gè)人打印領(lǐng)域,并成為該市場的龍頭企業(yè);另外,3DSystems在自有技術(shù)專利起家后,并購模式的驅(qū)動(dòng),逐漸形成軟件、材料、設(shè)備和服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈模式。
類型 | 技術(shù)類型 | 材料 | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
Cube?系列(桌面級) | PJP | ABS、PLA | 教育、創(chuàng)意等 |
PROJET系列 | SLA、MJP、SLS、CJP | 塑料、復(fù)合材料、 | 建筑、工業(yè)、考古 |
iPROTM系列 | SLA | 聚丙烯材料、納米復(fù)合材料、SLA樹脂 | 文化創(chuàng)意、建筑、機(jī)械制造 |
sProTM系列 | SLS | 橡膠、玻璃填充工程材料、PA穩(wěn)定性材料 | 鑄件、引擎、氣動(dòng)設(shè)備、航空、機(jī)械制造、醫(yī)療等多種領(lǐng)域 |
ProXTM系列 | DMP | 鋼鐵、超合金、有色合金、貴金屬、鋁、陶瓷 | 航空與國防、發(fā)動(dòng)機(jī)/組件制造、醫(yī)療技術(shù)特定醫(yī)療植入物(PSI)、牙科應(yīng)用、模具治具零件配件鑲件中異型冷卻、珠寶設(shè)計(jì)。 |
3DSystems產(chǎn)品系列
公司地點(diǎn) | 美國 |
主營業(yè)務(wù) | 打印設(shè)備(FDM,Ployjet兩種技術(shù)設(shè)備),打印材料(38種FDM/PolyJet打印材料,5種SCP材料和138種無彩數(shù)字材料和超過1000種顏色材料) |
營業(yè)收入(2014年) | 7.5億美元,累計(jì)已超過2萬臺(tái),全球客戶8000家 |
市場占有率 | 占有率54.7%(收購Object),可打印材料130余種,專利數(shù)量500多項(xiàng) |
技術(shù)類型 | 熔融沉積成型(FDM)技術(shù)和Ployjet技術(shù),以塑料成型見長 |
Stratasys公司
2012年4月公司與以色列Objet宣布合并。2003年公司使用的FDM(熔融沉積成型技術(shù))是最暢銷的快速原型技術(shù),2007年即已在全球增量制造系統(tǒng)中占有44%。
2、國內(nèi):技術(shù)與材料均處在追趕進(jìn)程中
國內(nèi)3D打印技術(shù)發(fā)展較國外晚,最早引入3D打印技術(shù)為清華大學(xué)的顏永年教授。
公司 | 簡介 | 代表產(chǎn)品 | 技術(shù)支持 | 優(yōu)勢 | 掌握技術(shù) |
北京太爾 | 國內(nèi)首家,亞洲最大 | INSPIRE系列 UP!系列 | 清華顏永年團(tuán)隊(duì) | 桌面級產(chǎn)品用戶體驗(yàn)佳、全球三大品牌之一 | PCM、3DP LOM、SLS |
北京隆源 | 國內(nèi)SLS設(shè)備創(chuàng)始者 | Laser系列 AFS系列 | 與華南理工大學(xué)合作 | 工業(yè)級領(lǐng)域,廣泛用于汽車制造、航空等 | SLS |
濱湖機(jī)電 | 設(shè)備生產(chǎn)品種最多 | HRPS、HRPM系列 | 華中科大史玉升團(tuán)隊(duì) | 側(cè)重金屬打印材料研發(fā)以及工業(yè)級應(yīng)用 | SLS、SLM、SLA、LOM |
陜西恒通 | 國內(nèi)SLA設(shè)備創(chuàng)始者 | SPS系列激光設(shè)備 3Dprinter系列 | 西安交大盧秉恒團(tuán)隊(duì) | 精密鑄造 | SLA |
湖南華曙 | 國內(nèi)SLS尼龍 設(shè)備、材料領(lǐng)導(dǎo)者 | FARSOON系列設(shè)備、尼龍材料 | 許小曙,海外歸來 | SLS尼龍方向全產(chǎn)業(yè)鏈 | SLS |
機(jī)器人 | 憑借激光加工工藝研制出 激光快速成型系統(tǒng) | 激光快速成型系統(tǒng) | 中科院沈陽自動(dòng)化所 | 主要應(yīng)用于航空航天等高端裝備制造領(lǐng)域 | 激光成型 |
江南嘉捷 | 桌面級設(shè)備進(jìn)入批量生產(chǎn) | 桌面級設(shè)備 | 西安交大蘇州研究院 | 模型制造 | FDM、SLA |
國內(nèi)主要3D打印產(chǎn)業(yè)公司業(yè)務(wù)及其支撐科研團(tuán)隊(duì)
太爾時(shí)代:
北京太爾時(shí)代目前主攻消費(fèi)級3D打印機(jī)UP!,是全球目前為止唯一可以接入Win8系統(tǒng)的3D打印機(jī),全球市場占有率2.1%,銷量全球第五。其背后技術(shù)團(tuán)隊(duì)為清華大學(xué)顏永年團(tuán)隊(duì),生產(chǎn)FDM、SLA技術(shù)路線的設(shè)備及光敏樹脂和ABS塑料打印材料。模仿國外設(shè)備巨頭,將公司3D打印設(shè)備與ABS、PLA材料捆綁銷售。目前已經(jīng)在美國、英國、德國、法國、澳大利亞、日本、俄羅斯、南非等國設(shè)立了40余家代理機(jī)構(gòu),海外營收占比超過70%。國內(nèi)已入職京東旗艦店。2014年1月,引入美國都福集團(tuán)全資子公司都福(中國)投資有限公司數(shù)千萬元的戰(zhàn)略投資。
類別 | 型號 | 價(jià)格 | 參數(shù) |
設(shè)備 | UP!mini3D打印機(jī) | 3199元/臺(tái) | 打印尺寸:240mm*350mm*350mm 成型平臺(tái):120mm*120mm*120mm 成型厚度:0.2-0.35mm 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境:Windows,MAC 設(shè)備重量:5.5kg 支撐:自動(dòng)生成 成型材料:ABS或PLA 電源:100-240V,50-60Hc,200W |
UPPlus23D打印機(jī) | 10999/臺(tái) | 打印尺寸:245mm*260mm*350mm 成型平臺(tái):138mm*138mm*135mm 成型厚度:0.15-0.4mm 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境:Windows,MAC 設(shè)備重量:5kg 支撐:自動(dòng)生成 成型材料:ABS或PLA 支持格式:STL、UP3 | |
材料 | ABS | 430元/公斤 | 直徑:1.75mm熔點(diǎn):260℃ |
PLA | 230元/公斤 | 直徑:1.75mm熔點(diǎn):220℃ |
太爾時(shí)代主要產(chǎn)品
華曙高科:
從事選擇性激光燒結(jié)3D打?。⊿LS)設(shè)備制造、材料生產(chǎn)和加工服務(wù)三項(xiàng)主營業(yè)務(wù),代表產(chǎn)品包括FARSOON系列設(shè)備尼龍材料,主要應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車、航空航天、機(jī)械制造、醫(yī)療器械、房地產(chǎn)、動(dòng)漫等行業(yè)。
華曙高科是世界上第三家SLS設(shè)備制造商。成為世界上第二家尼龍類材料制造商,全球唯一家SLS完整產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)。目前在國內(nèi)2家分公司,美國和德國各有一個(gè)代理商,入圍2015中國智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目。
類型 | 型號 | 參數(shù) | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
尼龍機(jī) | Farsoon251P系列 | 激光器功率:最大1500W 成型尺寸:350x350x430mm 掃描速度:7.6m/s 精度:0.06-0.3mm(0.1mm)/0.002-0.011in(0.004in) 支持文件:STL 有效打印速率:0.7l/hr 質(zhì)保期:1年 | 汽車制造、航天、醫(yī)療、建筑模型、工業(yè)設(shè)計(jì)和藝術(shù)設(shè)計(jì) |
Farsoon402P系列 | 激光器功率:最大1500W 成型尺寸:350x350x430mm 掃描速度:12.7m/s 精度:0.06-0.3mm(0.1mm)/0.002-0.011in(0.004in) 支持文件:STL 有效打印速率:5-20ML/hr 質(zhì)保期:1年 | 汽車制造、航天、醫(yī)療、建筑模型、工業(yè)設(shè)計(jì)和藝術(shù)設(shè)計(jì) | |
金屬機(jī) | FS271M | 激光器功率:500W 成型尺寸:275*275*320mm 掃描速度:15m/s 精度:0.02mm 支持文件:STL 有效打印速率:5-20ML/hr 質(zhì)保期:1年 | 汽車制造、航天、醫(yī)療、建筑模型、工業(yè)設(shè)計(jì)和藝術(shù)設(shè)計(jì) |
華曙高科主要產(chǎn)品
五.3D打印投資思考
1、桌面級
(1)桌面級3D打印機(jī)下游需求暫不明確,主要供娛樂愛好,且材料昂貴,消費(fèi)者使用成本高,短期內(nèi)市場爆發(fā)的可能性相對較??;
(2)因客戶性質(zhì)與分布特征,銷售渠道分布廣泛,渠道壁壘低,電商與O2O可介入;
(3)目前市場上已經(jīng)存在領(lǐng)先企業(yè),如北京太爾時(shí)代,新進(jìn)入者競爭壓力大。
2、工業(yè)級
汽車及零部件、醫(yī)療、消費(fèi)電子、航空航天等領(lǐng)域?yàn)?D打印工業(yè)級應(yīng)用的主要市場所在,而工業(yè)級3D打印機(jī)大規(guī)模使用的最大障礙在于打印精度及打印時(shí)間方面的缺陷,未來,這些困難有望隨著技術(shù)的進(jìn)步而得到解決。
3、打印材料
塑料材料:國內(nèi)外廠商眾多,競爭較為激烈,利潤率相對金屬材料與生物材料較低,設(shè)備廠商多采用設(shè)備 材料的捆綁方式出售。
生物材料:醫(yī)療行業(yè)的打印材料技術(shù)要求高,生產(chǎn)成本大,對應(yīng)下游客戶主要為醫(yī)療機(jī)構(gòu)、制藥廠商及醫(yī)療3D打印服務(wù)商,渠道壁壘高,生物醫(yī)療材料利潤率高,進(jìn)入價(jià)值大。
金屬材料:金屬材料的發(fā)展最具前景。目前增材制造的材料僅100多種,而傳統(tǒng)減材制造、等材制造的材料有數(shù)萬種,由于材料是3D打印的物質(zhì)基礎(chǔ),材料品種匱乏直接導(dǎo)致3D打印與工業(yè)應(yīng)用的結(jié)合面太窄。
投稿:肖維龍
編輯:閆妍
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