3D打印金屬粉末市場規模、發展趨勢及主要生產廠商產能
一、3D打印行業發展現狀分析
圖表:增材制造通過沉積和融合2D材料層來構建3D物體
增材制造是新質生產力的重要組成部分。增材制造又稱“3D打印”,是基于三維模型數據,采用與傳統減材制造技術(對原材料去除、切削、組裝的加工模式)完全相反的逐層疊加材料的方式,直接制造與相應數字模型完全一致的三維物理實體模型的制造方法,將對傳統的工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合產生深刻影響,集合了信息網絡技術、先進材料技術與數字制造技術,是新質生產力的重要組成部分。增材制造將復雜的零部件結構離散為簡單的二維平面加工,解決同類型零部件難以加工難題,增材制造工藝具有成本低、效率高、精度高等優勢。增材制造技術和傳統精密加工技術均是制造業的重要組成部分,目前增材制造加工與傳統精密加工相比還存在加工精度、表面粗糙度和可加工材料等方面的差距,但增材制造其全新的技術原理和特點,在多種應用場景具備使用優勢。
增材制造與傳統加工方式各有優勢,將長期并存。增材制造技術和傳統精密加工技術均是制造業的重要組成部分。增材制造可快速加工成形結構復雜的零件,能夠縮短產品研發周期,具有“去模具、減廢料、降庫存”的特點;在生產上能夠優化結構、節省材料和能源,大幅提高生產效率,降低生產成本,助力實現無人化工廠。目前,增材制造在工業制造領域取得了長足的進展,在航空航天、汽車、醫療等領域都有豐富的應用場景,但在大批量制造方面,傳統精密加工技術相比增材制造在效率和成本上更具優勢,其中3D打印和CNC加工通常被認為具有一定的可替代性。增材制造與傳統加工方式將長期并存,共同為制造行業提供精細化、自動化、高效化的加工方案。
3D打印通常適合復雜結構的小批量生產。綜合考慮零件的生產數量和結構復雜性,3D打印、CNC加工和注塑成型等制造方式具有不同的適用場景。當終端零件結構復雜、生產批量較小時,通常選擇3D打印;當終端零件結構相對簡單、生產批量中等(250-500個)時,通常選擇CNC加工;當制造金屬零件時,CNC加工即使在較低的批量下也具有價格競爭力,但需要考慮結構的限制;當生產大批量(>500個)時,可以考慮注塑成型和熔模鑄造等,或者3D打印、CNC加工和等材制造工藝的混合使用。
依托行業不同生命階段關鍵因素的發展特征,目前全球3D打印行業處在成長中期。3D打印起源于19世紀末的美國,由美國研究的照相雕塑和地貌成型技術開創了3D打印的核心思想,1986年,世界上第一家生產3D打印設備的公司3DSystems成立,自此,美國開始涌現出多家3D打印公司。3D打印自誕生30多年以來,該領域包括設備、材料和服務在內的全球收入平均年增長率為26.1%,并有23年以兩位數的速度增長,3D打印行業具有龐大的潛力尚待開發。從技術角度看,3D打印經歷過產品新、質量差,專攻研發與技術改進的“負盈利”導入期,目前部分技術較為成熟、銷量開始攀升、市場份額不斷擴大、競爭者不斷涌入,符合成長期的特征。在未來還將有一段較長的成長期,最終過渡到成熟期,達到最高的產值和利潤總量。
當前全球3D打印頭部企業主要集中在美國,我國3D打印行業仍處于成長早期,2021年我國3D打印行業規模在全球占比約17%,國內多項專利通過申請但未投入具體應用,核心技術與尖端人才是制約我國當前3D打印產業發展的關鍵因素。我國高度重視增材制造產業發展,近年來,國內3D打印市場應用程度不斷深化,在各行業均得到了越來越廣泛的應用。2021-2024年,中國3D打印產業規模呈逐年增長趨勢,2024年中國3D打印產業規模將達605億元,同比增長40.7%。隨著增材制造領域需求的快速增長,預計2030年3D打印市場規模將達1500億元,同比增長13.0%。
二、3D打印金屬粉末市場規模
根據市場調研數據分析,2021-2023年中國3D打印粉末市場規模呈現出令人矚目的逐年增長趨勢。2021年,該市場規模達到13.8億元,為3D打印產業的發展奠定了堅實基礎。隨著技術的不斷進步和應用領域的持續拓展,2023年市場規模迅速攀升至22.8億元。與2022年相比,同比增長高達41.1%。
三、主要廠商產能分析
1、有研粉末新材料股份有限公司
有研粉末新材料股份有限公司成立于2004年3月,是由有研科技集團(隸屬國務院國資委的中央企業)控股,專業從事有色金屬粉體材料的設計、研發、生產和銷售,是國內銅基金屬粉體材料和錫基焊粉材料領域企業。有研粉材堅持以科技創新驅動高質量發展,擁有國家級科技創新平臺——工信部金屬粉體材料產業技術研究院,是懷柔首批批準設立博士后工作站的單位之一,同時有北京市金屬粉末工程技術研究中心、中國有色金屬工業協會金屬粉末工程中心、增材制造創新中心、先進金屬材料應用技術聯合實驗室等多個創新平臺。所屬公司康普錫威入選工信部/北京市專精特新“小巨人”企業。2021年,先進銅基粉體材料獲批工信部第六批制造業單項冠軍產品。經過多年積累,公司掌握了球形金屬粉體材料制備技術、高品質電解銅粉綠色制備技術、系列無鉛環保微電子焊粉材料設計及制備技術、擴散/復合粉體材料均勻化制備技術、超細金屬粉體材料制備技術、3D打印粉體材料制備技術和高性能粉末冶金中空凸輪軸制備技術等有色金屬粉體制備核心技術,擁有授權專利100余項,主持或參與起草國家行業標準20余項,累計承擔或參與實施省部級以上項目50余項,獲國家科學技術進步二等獎1項。
有研粉材以市場需求為導向,以技術創新為驅動,持續進行新產品開發和技術迭代,積極拓展產品應用新領域,為客戶提供性能優異、質量穩定的金屬粉體材料,逐步在北京、重慶、安徽、山東、英國和泰國等國內外地區布局了產業基地,在國內外有色金屬粉體材料市場具有較強的市場競爭力,產品主要用于粉末冶金、超硬工具、微電子封裝、摩擦材料、催化劑、電工合金、電碳制品、導電材料、熱管理材料、3D打印等領域,其終端產品廣泛應用于汽車、高鐵、機械、航空、航天、化工、電子信息、國防軍工等領域。
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