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全麵解析3D打印市場發展現狀及其挑戰

來源:中國工業電器網 時間:2015-12-15 00:00:00

    3D打印市場的發展,將使傳統製造渠道逐漸消亡。作為輔助製造的一部分,技術已從各種應用的原型生產向實際可使用的部件和產品生產演進。這一過程包含不同層的產品構建,無需切割和鑽孔,隻需通過軟件的調整就可創建不同的產品。一旦絕大多數的部件生產使用這種模式—大模型和原型,生產者將實現從生產少量產品向生產跨不同行業的產品生產過渡。

  與大規模生產技術不同,3D打印的引入將導致很多部件的成本降低;有助於生產可靠的產品、需求少的重複性產品的開發;減少新產品進入市場的時間、減少原材料的浪費;生產出一些傳統製造業無法生產的產品。生產開發和研發活動的擴展,將促進3D打印市場的發展,重要的驅動力來自終端用戶使用的增長,比如:醫療健康行業;對成本降低的需求逐漸增加;設計的自由度增加;不同應用的製造更方便。但人才缺乏是影響3D打印發展的主要障礙。

  目前,可用於3D打印的材料包括聚合物、金屬、陶瓷製品和其它。使用最廣泛的是聚合物—丙烯腈,但使用的材料開始向金屬方向轉移,聚合物還會在一段時間內成為市場的主導材料。金屬材料更多的用於牙醫行業,主要有鈦、鋁、鉻、鈷等,按收入計算,市場占有率在30%以下。航空將成為驅動金屬材料使用增長的主要領域,例如:通用公司使用金屬材料生產8.5個飛躍式噴氣發動機萬的燃油噴嘴。借助3G打印,可使生產和成本更有效。盡管使用新方法和新材料生產3D產品的成本還較高,但隨著用於3G打印的材料種類越來越多,3D打印的手段更靈活性,總成本還會下降。

  在IT係統雲化集約的大背景下,3D打印應用廣泛的領域包括製造、醫療、教育、考古、建築和軍隊等,其中使用較多的企業主要有航空、航天等多個領域的大企業。

  從區域發展角度來看,2012年,北美占全球3D打印市場的份額最大,達到了42.2%,主要因為兩家最大的3D製造商在北美,分別是:3D Systems 和Stratasys.2020年,歐洲將取代美國成為全球最大的3D打印市場,市場價格將達到35.06億美元。亞洲最大的3D打印市場是日本,國家政府鼓勵專業級3D打印機的生產和銷售,中國在3D領域發揮的作用越來越大,主要原因是政府在勞動力成本的增長應對上,將重點放在高價值的成品上。國家建立了新的3D打印中心,支持國家製造能力的發展。

  2014年,全球3D打印市場規模為41億美元,包括軟件、設備、材料和服務,其中打印設備占46.5%,包括個人和工業。工業應用主要在美國、日本和德國,美國市場占有率為40%。美國工業級的3D打印機銷售在汽車和機器人(300024)行業的銷售中占三分之一,到2020年這一比較將達到42%。 2017年,美國將是全球最大的3D打印市場,占全球銷售總額的42%,美國和歐洲將主導金屬3D打印市場,中國繼續以原型機和消費者市場為主。

  從競爭的角度來看,3D行業的主導經營者是3DSystems和Stratasys。通過收購,3DSystems和Stratasys成為全球最大的兩家3D打印巨頭,業務覆蓋整個3D打印產業鏈。根據銷售值計算,2014年兩家的占比是34%。現在,中國的3D打印市場仍處於發展初期,3D打印的核心組件和材料仍需從海外進口。中國的3D打印市場規模近46.5億美元,到2018年,市場規模的平均增長將達到40%,數額200億人民幣。

  Envisiontec GmbH和Materialise NV。也是市場的主要競爭者。競爭將促進價格的下降、3D打印出貨量的增加。隨著產品的迅速成熟,迭代增料技術將縮小3D方法與傳統方法產品製造的差異。
  根據Gartner的分析,當一種技術的采用率達到20%的水平時,就可稱之為主流技術。2014年,PwC的調查顯示,11%的部件產品生產來自3D打印。3D打印市場增長的主要驅動力是技術的使用,3維技術可用於迅速而有效的原型機製造、推動管製加工、定製化、生產集成。中國在國防和航空領域的3D打印技術處於世界領先。

  3D打印未來的發展,不僅取決於製造商3D打印的采用率,而且與創新的發明率有關。2005年,全球與輔助製造(包括材料、軟件、設備)相關的專利隻有80個,2013年近600個。兩家領先的企業Stratasys 和3D係統,分別持有57個和49個專利(無重疊專利)。還可列舉一些企業。這些企業深知輔助製造給他們帶來是競爭優勢。

  版權侵犯和知識產權是3D打印市場發展的主要障礙之一。目前,專利和IP還不是生產的決定因素,隨著生產的規模化,這一問題會日益突出。

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