工業級3D打印機的主要用途

打印材料多重選擇，滿足不同工藝要求。打印成品直接用于珠寶首飾黃金、k金、銀、銅等材質的壓模及鑄造；，以及鐘表、眼鏡、醫療、牙科、動漫、工藝品等高精密產品制造。

下圖為歐飾工業級3D打印機打印產品

3d打印機的應用

3d打印機的工作原理與傳統打印技術相似，但在外部設備中，用電腦軟件設計3d模型，數字化分析的原理與醫學顯微鏡下觀察組織切片的實驗相似，模型設計時需要使用切片樣品，設計模型的層片重疊，打印相同模型的產品，最后固體成型。大家都知道，傳統的制造技術是通過噴墨技術在紙上涂墨，這也是制造的起源。3d打印的最大區別在于它使用的材料不是墨水，而是真正的特殊材料。當然，因為目前技術的限制，材料不能隨意選擇，而是有一定的種類，但又有重大突破。

1.1醫療

目前的醫療技術雖然能夠支持人工器官的正常工作，但是成本高、壽命短，容易感染。但3D打印技術的出現卻很好地解決了這一問題。以鈦合金為原料，經過1:1的器官修復，可以最大限度地模擬人體器官的形狀和功能。當然，模型的設計也很復雜，需要大量的精確計算來討論具體操作的可執行性，最后取代器官。已經知道打印3d可以將物質還原到分子水平，這類膠囊或固體顆粒藥物由分子構成，因此可以使用該技術來打印藥物，這不僅節省了時間，而且節省了臨床上仍處于試驗階段的藥物。它不僅可以根據臨床反應保存藥物數據，還可以根據臨床反應調整分子結構。

2.公路運輸。

3d打印技術在高速公路上的應用在國外已被證明是可行的。利用3d打印技術，只需在輔助設計軟件中設計道路模型，添加原材料即可直接打印高速公路。雖然這種打印機用于大型機械，但工作原理是相同的。此外，在公路維護中，使用3d打印技術更加方便快捷。現行施工技術均為現場施工。這個方法很費時，而且受外部因素的影響，如地形，天氣等。如采用三維打印技術，可到國外如橋梁，路基等進行施工。產品成型后，可以說操作更簡單、更安全、更靈活。

3.航空航天

3d打印技術在航天領域發揮著重要作用。眾所周知，飛機部件非常精密，理論上沒有誤差，但在生產線式生產過程中不可避免地會出現不符合要求的情況。

使用3d打印技術可以盡力避免這種事發生。原料溶于噴嘴。由3d模型生成專用軟件生成模型并將其發送到打印機的接收設備。噴管按預定的軌道運轉、堆積、覆蓋，并最終形成合格部件。通過配合使用大型3d打印機，可以實現模塊化生產，即節約資源和高效率。

未來發展趨勢

目前，國內制造業依賴傳統制造，3d打印技術尚未形成規模，產業鏈更不用說了。但是，將來3D打印取代傳統制造，3D打印的應用也越來越廣泛。以上應用領域只是典型的一個方面，其它如美術設計，建筑沙盤設計，零件制造等。三維打印滲透于各行各業，成為一種趨勢。這與我們的生產生活密切相關，不可分割，也可以實現全國人民的普及。采用3D打印技術的人數在不斷增加，隨著使用的深入，新技術的應用也在反其道而行之，提高了整個行業的水平，最終形成了完善的產業鏈。但目前的3D打印技術存在著諸多問題。3d打印材料選擇性差。只有特殊材料可以在高溫下溶解并復原。從某種意義上說，模型的可伸縮性和可塑性等性能都會受到影響。此外，由于材料及電腦運算速度的限制，印刷一些復雜精密模型需要較長時間。不斷研究適合于現有技術的新材料和印刷技術的創新。簡單地說，持續改善用戶體驗。技術員可以從這兩個方面來發展和研究三維打印技術。

3d打印技術的出現填補了制造業的空白，同時對傳統制造業也有沖擊。3D打印技術以其操作性強，方便實用，節省資源等優點，占據著不可動搖的地位，實現了跨行業、多學科的交叉滲透。將來，3D打印將會滲透到我們生活的每一個角落，現在提高用戶的體驗感，最大限度地改善現有的技術壁壘，這些都是技術人員需要解決的問題。解決這些后，3d打印機的用途和前景將進一步擴大和提升。

3D打印的定義及發展歷程

3D打印也稱為增材制造技術，是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術，通常是采用數字技術材料打印機來實現。

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的3D打印核心思想，1984年，查爾斯胡爾將光學技術轉變為快速成型領域，并于1986年成立了世界上第一家生產3D打印設備的公司3D Systems，自此，美國開始涌現出多家3D打印公司。隨后的30年里，3D打印技術不斷創新，應用領域持續拓展，3D打印產業逐漸成熟。

目前3D打印主要分為桌面級和工業級兩種。桌面級是3D打印技術的初級階段和入門階段，能夠很直觀地闡述3D打印技術的工藝原理。由于桌面級3D打印機價格相對便宜、攜帶方便、易于操作等，因而其應用場景主要集中于家庭、辦公等場景。

中國3D打印產業鏈處于發展初期

目前，我國3D打印產業尚處于發展初期，發展初期的3D打印產業鏈主要包括最初的原材料處理、設備制造到最后的打印應用與服務。

中國3D打印產業發展現狀

— —產業規模逐年加速增長

近年來，我國3D打印市場應用程度不斷深化，在航空航天汽車、船舶、核工業、模具等領域均得到了越來越廣泛的應用。2017-2019年，我國3D打印產業規模逐年增加，增加速度要略快于全球整體增速，以致于我國3D產業占全球的比重在不斷增加。根據2020年3月賽迪顧問(CCID)發布的《2019年全球及中國3D打印行業數據》，2019年，中國3D打印產業規模為打印產業打印產業157.5億元，較2018年增加31.1%。

2020年全球爆發新冠疫情，各國醫療防護設備緊缺，此時3D打印扮演了救場的角色。國內最大的B2C跨境電商平臺全球速賣通上的數據顯示，疫情期間我國3D打印機銷售火爆，疫情以來該平臺上3D打印機的銷售額和2019年比已經翻番。預計2020年我國3D打印產業規模將達到208億元。

— —3D打印設備規模占比最大

3D打印產業主要由3D打印設備、3D打印材料和3D打印服務三大細分行業構成，2019年，中國3D打印設備產業規模70.86億元，占比最高，達到45%;3D打印服務產業規模為45.67億元，占比29%;3D打印材料產業規模40.94億元，占比26%。

— —進口3D打印設備以高端商用產品為主

3D打印機隨用途的不用價位也不同，一般商用打印機價位較高，價位為幾萬到幾十萬不等;國內購物網站上已經可以購買到廉價的3D打印機價格在3000至5000元不等，并配有快速入門指南、相應軟件下載、機器矯正等介紹。

在3D打印設備進出口方面，據中國石油和化學工業聯合會，2019年5月-2020年5月中國3D打印機進口均價呈波動下降趨勢。2020年5月中國3D打印機進口均價為4313.58美元/臺，環比下降20%。出口均價為186.12美元/臺，環比上升13%。可知中國3D打印機進出口均價差距較大，進口均價約為出口均價的23倍，進口產品以高端商用產品為主。

— —華東地區為主要企業聚集區域

華東地區是我國3D打印企業的主要聚集區域，根據CCID公布的數據顯示，2019年華東地區3D打印企業數量占全國的比重為42.4%。中南、華北、西南等地區也有優秀企業集聚，分別占比23.8%、13.9%和8.4%。華東地區的3D打印知名企業包括湖南華曙高科技有限責任公司、杭州先臨三維科技股份有限公司、上海光韻達三維科技有限公司、上海曼恒數字技術有限公司;中南地區的3D打印知名企業包括深圳市光華偉業實業有限公司、湖北嘉一三維高科股份有限公司等。

產業鏈上游金屬打印材料需求較大

3D打印的材料主要包括金屬、陶瓷、塑料、細胞組織、石膏、無機料粉、光敏樹脂等。目前，石膏、無機料粉、光敏樹脂、塑料等也許能滿足一般3D打印的需求，玩具等塑料打印制品可以直接使用。但工業級應用的金屬粉末僅有鈦、不銹鋼、金銀等的應用還受到技術的限制，應用范圍相對較窄。

作為決定3D打印技術發展進程的一項重要因素，3D打印材料的地位逐漸提高。隨著3D打印技術的一步步普及，對于材料的需求也在飛速上漲。根據2020年3月賽迪顧問發布的《2019年全球及中國3D打印行業數據》，2019年，中國3D打印材料產業規模達40.94億元，比2018年增長26.2%，在3D打印產業中占比26%。

在3D打印材料中，金屬材料占比較大，根據CCID公布的數據顯示，2019年，中國3D打印材料產業結構中，非金屬材料產業規模25.38億元，占比最高，達到62%;金屬材料產業規模15.56億元，占比38%。

產業鏈下游工業領域應用占比超60%

3D打印產業鏈的下游主要分為兩大類：民用消費領域，如攝影、飲食、教育等方面;工業領域，如傳統的航空、汽車、船舶、電子、家電、醫學、建筑等行業，同時還包括珠寶、時裝、食品、紡織業以及考古領域。

據《Wohlers Report 2020》問卷調查顯示，目前全球3D打印工業領域應用中使用3D打印最多的行業是汽車工業，遙遙領先，占比為16.4%。消費領域/電子領域和航空航天則緊隨其后，分別為15.4%和14.7%。

注：其他的領域是指欄目中沒有列出的較寬范圍的其他工業領域，如礦物加工、化工、水處理、木材/紙張以及其他目前還沒能單獨列出的行業

我國的3D打印主要集中在家電及電子消費品、建筑、教育、模具檢測、醫療及牙科正畸、文化創意及文物修復、汽車及其他交通工具、航空航天等領域。其中，3D打印最大的三塊需求分別來自民用消費、工業設計和航天軍工。

根據CCID公布的數據顯示，2019年，中國3D打印應用服務產業結構中，工業領域應用服務產業規模29.23億元，占比達到64%;消費領域應用服務產業規模16.44億元，占比36%。

中國3D打印產業發展前景

— —產業鏈上的專業分工進一步深化

現階段，主要的3D打印企業一般以材料供應，設備制造和打印服務的綜合形式存在。這是由產業發展初期技術推廣和市場規模的限制所致。而從長期來看，3D產業鏈上的專業分工會進一步深化，專業材料供應商和專業打印企業會出現，產品設計服務會獨立或向下游消費企業轉移。同時還會出現為3D打印產業提供支持服務的第三方檢測驗證、金融、電子商務、知識產權保護等服務平臺。在產業成熟期，一個完整的3D打印產業鏈應該包括：1)上游：專業材料供應商、3D打印設備制造商、軟件開發商、數字化技術提供商、耗材提供商、專業設計機構、3D打印設備經銷商、3D打印服務等;2)下游：民用消費、工業設計和航天軍工、服裝公司、汽車公司、船舶公司、醫學等領域;3)服務支持平臺：第三方檢測驗證支持、金融支持、電子商務、知識產權保護等支持平臺。

— —行業市場規模持續增長

近年來，我國高度重視3D打印市場的發展，國家也不斷出臺政策進行產業扶持，2020年2月，國家標準化管理委員會、工信部、科技部、教育部等六部門日前印發《增材制造標準領航行動計劃(2020-2022年)》，提出到2022年，立足國情、對接國際的增材制造新型標準體系基本建立。此外，推動2-3項我國優勢增材制造技術和標準制定為國際標準，增材制造國際標準轉化率達到90%，增材制造標準國際競爭力不斷提升。《行動計劃》對我國3D打印產業進行指導，預計3D打印產業年均增速在25%以上，2020年增材制造產業銷售收入超過200億元。結合國家層面政策指導以及國內近6年3D打印產業發展態勢，前瞻預測2025年，我國3D打印市場規模將超過630億元。

以下附3D打印產業鏈相關企業：

—— 以上數據來源于前瞻產業研究院《中國3D打印產業市場需求與投資前景分析報告》

3D打印是目前為止世界上最先進的一種技術，它利用打印功能，實現了很多領域的發展，是具有非常廣泛用途的一款產品。這種技術的基礎是一臺打印機器，通過特殊的打印材質和嚴密的計算機語言，能夠打印出人類所需的各種物品，其中，最厲害的用途是能夠打印人體組織，為殘缺的人體提供完整的身體器官。

首先，這款技術一開始面世，僅僅只是為我們展示了它為建造房屋建筑所作出的貢獻。因為其打印速度很快，加上精密的機械加工，這款機器使我們耳目一新，認為這款產品一旦面世，必定會給人類技術的革新帶來更強大的技術支撐。而這款技術發展至今，也在不斷的擴展其發展潛力，到目前為止，它已經能夠采用一些新材料，為殘缺的人提供人體組織，但是由于有違常理，這項研究展示沒能真正應用在醫療當中。

其次，除了能夠利用人體組織打印人體所需的器官之外，這款技術應用的范圍也特別廣。在建筑、科研、工業設計等方面，都是一個香餑餑。以往的技術，在這些領域的發展里，要么需要人們付出大量的時間鉆研，要么就需要人們付出大量的精力周密計算。3D打印技術在這方面的領略之處，正是將這兩大劣勢解決了。只需要能夠提供出來材料和必備的計算公式，3D打印很快就能將人們理想中的模型具體化，這大大提高了人們的生產效率。

當然，科技的進步絕不止于此，3D答應的面世，為我們科技的革新提供了新的動力，在不久之后的將來，3d打印還會發揮它的巨大潛力，為我們的生活和工作提供更加有力的支持。當這一技術慢慢成熟之后，也許我們的生活就離不開它了。