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3D打印產業鏈布局及發展形勢
發布時間:2017/03/07       來源:德陽華天機械設備制造       瀏覽次數:13284

正是因為增材加工領域已經到達了制造級別的成熟度,羅蘭貝格希望能夠展望該領域未來5到15年的發展,這也正是該報告被命名為“增材制造-下一代”的原因。
  3D打印產業正在蓬勃發展,日新月異,新機器、新技術、新材料、新應用程序不斷推陳出新??v觀3D打印產業的發展歷程,不難看出其發展速度之快,桌面級和工業級的3D打印技術都得到快速突破。被市場密切關注的3D打印產業鏈布局以及發展形勢究竟如何,本文將帶你一覽全局。
  據《2016-2021 年中國 3D 打印產業市場需求與投資潛力分析報告》指出,2014 年我國 3D 打印產業規模上升至 40 億元,在市場研究機構沃勒斯發布的 3D 打印產業報告顯示,2015年全球 3D 打印市場增長率為 25.9%,而中國3D打印市場在未來的5年預計復合增長率或將高達35%,將遠超世界平均水平, 表明中國的3D打印市場會在世界上占有越來越重要的地位。
  產業大鏈條
  在“增材制造三部曲(上)”我們分析過全球龍頭企業正在通過并購不斷壯大,而透過下面這張國內3D打印產業鏈全景圖,可識別該產業眾多資源和要素的空間分布,將產業鏈中紛繁復雜的信息通過簡潔的形式表現出來,深入了解產業發展狀況。

圖1 3D打印產業鏈全景圖
信息來源:北京思創星源科技
透過圖2的產業鏈全景圖,我們可以梳理出3D打印產業鏈中的價值鏈條:
上游:專業材料供應商、軟件開發商、耗材提供商等、基礎配件供應商等
中游:3D打印設備制造商,3D打印服務平臺,軟件提供商等
下游:民用消費、和航天軍工、服裝公司、汽車公司、船舶公司、醫學等領域的應用

 圖2 3D打印價值鏈分析示意圖
  信息來源:網絡公開信息,南山工業書院整理
  透過產業分析,我們將圍繞材料供應、軟件開發、設備制造、公共服務平臺幾個部分來解讀3D打印產業價值鏈,這幾個環節環環相扣,為最終用戶創造獨特價值,缺一不可,政府扶持3D打印產業的發展,也必須從全產業鏈入手,只有全產業鏈的繁榮壯大,3D打印產業才真正在中國落地生根。
  不動聲色的材料隱者
  3D打印行業的成型技術的發展與應用材料的發展可以追溯到1987年,首臺商用3D打印設備問世,直到近些年3D打印逐漸走入人們視野,這是一個相對比較漫長的過程,我們先做一個簡單的歷史回顧(如圖3所示)。

  圖3 3D成型技術與應用材料的歷史與發展
  信息來源:華曙高科增材制造的現狀與未來報告
  現如今,可將3D打印原材料做一個基本的分類,如下圖所示,后面的“代表公司”為技術代表公司并非材料生產公司,盡管目前塑料3D打印材料占據了整個市場的50%份額,但是在未來幾年里最大的供應商將主要來自金屬粉末領域。

 圖4 3D原材料的分類介紹
  信息來源:網絡公開信息,南山工業書院整理

  如果考慮材料供應商的話,可以參考科技研究公司Technavio在2016年發布的一份到2020年全球3D打印材料市場的研究報告,該報告預測這5年里全球3D打印材料市場的年復合增長率超過25%,并列出了在這一市場中的前五大供應商:
  1、Arcam公司
  該公司提供一系列的3D打印技術和 3D打印解決方案,并擁有其專利的金屬3D打印技術EBM。該公司目前銷售的EBM硬件、EBM構建材料、金屬粉末和粉末處理設備等,其客戶主要來自航空航天、植入物。
  不過,已被GE收購。
  2、EOS公司
  總部設在德國的EOS是全球DMLS(直接金屬激光燒結)市場的領導者。該公司主要提供金屬制造材料、系統和設備等,也提供鋁、鈷/鉻合金和鋼等3D打印材料。
  3、Hoganas公司
  來自瑞典的Hoganas公司是世界領先的鐵和金屬粉末制造商,主要為化工、零部件制造、焊接和冶金等行業的客戶開發產品。其金屬粉末可用于3D打印、等離子焊、壓制和燒結部件、激光表面熔覆等。
  4、Sandvik公司
  該公司主要使用的材料是特殊合金和先進的不銹鋼。該公司旗下的Sandvik Materials Technology主要從事3D打印業務。該公司還為醫學、航天以及快速模具部門生產用于3D打印應用的氣體霧化金屬粉末。
  5、Solvay公司
  該公司通過其旗下的Sinterline Technyl來提供3D打印解決方案。其3D打印粉末主要用于汽車運輸、體育用品、建筑、管道電氣等領域。
  除了上述五家主要的3D打印材料供應商之外,總部位于賓夕法尼亞的3D打印機制造商ExOne則是報告中提到的美國3D打印材料供應商,而在國內比較突出的汕頭美森科技(深圳七號科技旗下公司),則是專注3D打印材料自主研發生產并推動產業化應用的代表型企業。
  設備制造風云圖
  3D打印的設備制造商發展迅猛,并不斷向上游拓展延伸業務,將耗材開發、軟件發開技能逐步收入囊中。Stratesys通過吞并以色列objet公司獲得polyjet產品線,并與自主開發的特殊材料進行整合,形成獨特的競爭優勢,便是縱向整合產業鏈的典型代表。

  圖5 Stratasys和3D Systems
  信息來源:南山工業書院整理
  在全球3D打印市場中,最大的兩家公司是3D Systems和Stratasys,兩者均成立于20世紀80年代。1986年, CharlesW.Hull開發出光固化技術(SLA),并成立了3D Systems公司。1989年, Scott Crump開發出熔融沉積成型(FDM)技術,并依此設立了Stratasys公司。此后,兩家公司又分別通過并購和研發獲得了一些新型技術專利,逐步成為3D打印產業的龍頭企業。
  兩家公司在全球3D打印市場中的統治地位主要體現在工業3D打印機領域,兩者合計占據了2010年全球專業打印機銷量的74%,其中Stratasys占56%,3DSystems占18%。此外,3D Systems還是個人打印機市場的龍頭企業,2010年出貨量達到2500臺(占個人打印機全球銷量的42%)。而Stratasys則更加專注于專業打印機的生產銷售,沒有涉及個人打印機。
  Stratasys和3DSystems在發展模式上也有所不同。3D Systems業務較廣,涉及3D打印材料,打印機系統以及3D打印服務三個業務范圍,且三項業務基本上平分秋色。而Stratasys在業務上則更加專注于打印機系統的銷售,3D打印服務涉及較少。此外,在公司擴張策略上,3D Systems采取了強力并購的發展模式,通過并購獲取其它技術專利,并將自己的業務范圍從專業打印機領域擴展到個人打印機領域(如收購BfB等),加強自己服務業務(如收購Shapeway等)。而Stratasys并購行為則較少,業務也一直專注于專業打印機,并輔以少量服務。
  國內的3D打印技術研究起步早,從90年代起,核心技術具有先進一面,其處于領先地位科研機構主要為一些高校以及高校相應的企業化單位,這些單位生產的3D打印設備一般為工業級設備.

 處于領軍級的科研院所主要有清華大學、華中科技大學、西安交通大學與北京航空航天大學,以這些院校為技術依托分別成立的企業分別為北京殷華激光快速成型與模型技術有限公司、武漢濱湖機電產業有限公司、陜西恒通智能機器有限公司、中航激光成型制造有限公司。其中,北京殷華、武漢濱湖、陜西恒通以自主研發的3D打印技術為基礎,研制了工業級的快速成型機,主要以提供模具與原件制造服務、協助用戶進行產品開發設計服務作為商業模式。北京殷華也進行專用打印耗材的研制與銷售;中航激光主要研究飛機大型整體鈦合金主承力結構件激光快速成形及裝機應用技術,在世界范圍內首次實現了激光成形鈦合金構件在民用客機研制上的應用。
  以高校為依托的研究機構主要以研制工業級打印機為主,而另有一些企業在進行工業級打印機研制的同時,把重點目光投向了更具市場推力的桌面級打印機的開發與銷售上,并嘗試將技術研究、3D打印機研發銷售與3D打印服務整合在一起,以建立更完善的產業模式。

  圖6 高校與骨干企業分布示意圖
  信息來源:網絡公開信息,南山工業書院整理
  與國際3D打印市場相比,盡管國內3D打印市場還處在起步與發展階段,但是也涌現出一批優秀的企業,比如說在90年代最具代表力北京隆源(三帝科技控股子公司),自1994年研制成功第一臺激光快速成型機始,便傾力開發金屬、非金屬激光成套裝備及激光綜合制造平臺(SLM/LMD/SLS),無論技術、產值還是綜合實力都在行業內具備極強影響力。而華曙高科則正成“中國智造”輸出海外一張名片,海外銷量占據其40%的銷售額,僅次于德國EOS等領先企業。華曙收購了德國具備20年3D打印行業歷史的公司LSS,并正在籌建美國的分公司,4月份即將成立,可以說其技術優勢已經趕超略顯頹勢的3D system。廣義的3D打印技術如FDM、LENS、SLA、LOM 有很多種,但是粉材平鋪激光熔融和激光燒結技術(SLS/SLM)正是當下主流3D打印技術代表,而華曙正在推動其產業化。隨著科技的進步和市場需求的快速增長,越來越多的公司會進入這個市場。
  工業服務提前入場
  3D打印的工業服務,其實就是方案提供商與服務平臺,前文所提及的Materials、Shapeway,以及萬物打印網(C2M)、杭州銘展網絡科技有限公司,都屬于服務平臺提供商。他們不生產3D打印機,只面對應用用戶提供整體解決方案。
  Shapeways成立至今已有8年時間,其前身曾是荷蘭電子巨頭飛利浦公司的一項分支業務。Shapeways的市場運營模式是這樣的(如下圖):客戶在Shapeways網站上搜索感興趣的設計作品(即3D模型)。找到后再選擇打印材料,系統將訂單請求發送給Shapeways工廠的工作人員,由他們確定是否可行。然后將用3D打印機將其打印出來。

  圖7 Shapeways市場運營模式圖
  信息來源:南山工業書院整理
  結語
  正是因為增材加工領域已經到達了制造級別的成熟度,羅蘭貝格希望能夠展望該領域未來5到15年的發展,這也正是該報告被命名為“增材制造-下一代”("Additive Manufacturing – next generation (AMnx)")的原因。而從目前來看,當前還沒有任何一家公司能夠覆蓋增材制造軟件的全流程。這一切意味著,誰搶先在這一領域探索出成熟模式,誰就能分到萬億產值和資本市場高市值的最大一杯羹。


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