汽车行业3D打印应用市场分析报告.docx
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汽车行业3D打印应用市场分析报告
2017年汽车行业3D打印应用市场分析报告
目录
第一节3D打印在汽车行业的应用概述4
一、汽车行业是3D打印技术最早的应用者之一4
二、3D打印汽车史：
3D打印正给汽车行业带来革命性变化6
1、世界第一辆3D打印汽车——Urbee27
2、世界第一辆3D打印电动汽车“Strati”8
3、全球首款3D打印超级跑车“Blade”8
4、3D打印概念车：
1L油跑640km，助力在环保马拉松赛夺冠9
5、3D打印太阳能超跑“Immortus”概念设计10
三、3D打印在汽车行业应用的市场空间广阔10
四、3D打印在汽车领域应用的可行性分析12
第二节3D打印在汽车行业的应用贯穿整个生命周期14
一、研发环节：
集中于试验模型、功能性原型制造，应用广泛15
1、本田汽车使用3D打印进行个性化汽车附件开发16
2、概念车开发：
宾利推出3D打印概念车“EXP10Speed6”16
二、生产环节：
集中于小批量/定制化/对成本不敏感的高端跑车、赛车17
1、兰博基尼使用3D打印制造最终零部件17
2、日产使用3D打印制造DeltaWing赛车零件18
三、使用环节:
高端车/进口车售后维修、改装汽车是很好的应用点19
1、维修：
3D打印“修复”保时捷Carrera气缸盖19
2、改装：
杰夫•邓纳姆利用3D打印技术改装出会说话的汽车21
第三节结论与展望22
图表目录
图表1：
福特3D打印原型中心员工正在清理3D打印的模具原型4
图表2：
福特采用CLIP3D技术打印福克斯电动车橡胶垫圈5
图表3：
福特TransitConnect车型的阻尼器使用CLIP技术5
图表4：
目前3D打印在汽车行业应用主要集中于原型制造6
图表5：
3D打印汽车史6
图表6：
世界第一辆3D打印汽车“Urbee2”7
图表7：
世界第一辆3D打印电动汽车“Strati”8
图表8：
全球首款3D打印超级跑车“Blade“9
图表9：
3D打印概念车：
1L油跑640km9
图表10：
3D打印太阳能超跑“Immortus”概念设计10
图表11：
2014年3D打印在各应用领域中的收入分布10
图表12：
2014年3D打印原型收入中汽车及运输占比超3成11
图表13：
3D打印技术在汽车行业应用的市场空间预测11
图表14：
庞大的汽车市场为3D打印在汽车行业的应用提供市场基础12
图表15：
3D打印技术在汽车行业应用的可行性分析13
图表16：
汽车生命周期14
图表17：
3D打印在汽车中的主要应用14
图表18：
本田3D打印雾灯原型与最终产品比较16
图表19：
宾利3D打印概念车“EXP10Speed6”17
图表20：
3D打印的兰博基尼发动机管道18
图表21：
Evok3D为日产的DeltaWing赛车提供3D打印服务18
图表22：
保时捷356Carrera20
图表23：
使用3D打印技术修复Carrera气缸盖过程20
图表24：
杰夫•邓纳姆利用3D打印技术改装出会说话的汽车“Hotrod”21
第一节3D打印在汽车行业的应用概述
一、汽车行业是3D打印技术最早的应用者之一
相对于传统生产的“减材制造”，3D打印技术属于“增材制造”（AdditiveManufacturing），被公认为是21世纪最具有颠覆性的高科技技术。
3D打印技术不仅能够适应定制化生产、还具有高度的灵活性，在降低成本、缩短周期、提高工作效率、生产复杂件方面具有优势，被广泛应用于航空航天、汽车、军工、消费品、医疗等领域。
汽车行业是一个开放的行业，其庞大的产业生态为新技术的发展提供了肥沃的土壤，对于3D打印技术也不例外。
在3D打印技术众多的应用领域中，汽车行业是3D打印技术最早的应用者之一。
早在3D打印技术发展的初期，一些欧美发达国家车企就开始将3D打印技术应用于汽车研发过程。
其中，应用最早、最深入、范围最广的车企是福特汽车公司。
早在1988年3D打印出现之初，福特汽车公司就购入全球3D打印史上第三台3D打印机。
图表1：
福特3D打印原型中心员工正在清理3D打印的模具原型
资料来源：
互联网、北京欧立信咨询中心
在福特汽车公司密歇根州DearbornHeights工厂，14台不同型号的工业级3D打印机每年要打印2万件零部件。
这还只是福特5个3D打印原型中心之中的一个。
目前，福特已利用ExOne公司的3D打印技术为自己汽车的引擎打印模具和样品。
同时，福特与Carbon3D公司合作，采用后者开发的连续液态界面3D打印技术（ContinuousLiquidInterfaceProduction，CLIP）量产制造出用于福克斯电动车型的橡胶垫圈和用于TransitConnect车型的阻尼缓冲器。
图表2：
福特采用CLIP3D技术打印福克斯电动车橡胶垫圈
数据来源：
凤凰汽车，北京欧立信咨询中心
图表3：
福特TransitConnect车型的阻尼器使用CLIP技术
数据来源：
凤凰汽车，北京欧立信咨询中心
截至目前，福特使用3D打印技术主要还集中在打印产品原型，使用的材料多为塑料材料。
未来，随着金属打印技术的发展，公司计划使用金属材料直接打印最终产品或零部件，向具有与更高价值的应用转变。
除福特外，其他汽车公司巨头如BMW、GM、大众、丰田、Tesla、法拉利、兰博基尼、保时捷等也都有应用3D打印技术在自己汽车的研发制造中。
二、3D打印汽车史：
3D打印正给汽车行业带来革命性变化
3D打印在汽车领域最开始的应用主要集中在研发阶段的造型评审和设计验证。
随着3D打印技术不断发展、车企对3D打印技术认知度提高以及汽车行业自身发展需求，3D打印技术在汽车行业的应用向功能性原型和功能零部件扩展。
而3D打印技术在汽车行业的终极应用形态是100%3D打印汽车，目前尚难以预测这一终极阶段具体时点。
图表4：
目前3D打印在汽车行业应用主要集中于原型制造
资料来源：
北京欧立信咨询中心
近几年，随着“工业4.0/智能制造”被提出，作为高端智能制造技术之一的3D打印再次被推到“风口”。
2013年，世界第一辆3D打印汽车——Urbee2诞生；2014年世界第一辆3D打印电动汽车——Strati问世；2015年，全球首款3D打印超级跑车“Blade“、3D打印概念赛车、3D打印太阳能汽车概念设计等陆续登上汽车舞台。
尽管这些3D打印汽车，只是大部分零件由3D打印技术制成，并不是完全意义的3D打印汽车，但是它们的登场让我们看到了3D打印技术正在以前所未来的速度给汽车行业带来革命性的变化。
图表5：
3D打印汽车史
资料来源：
北京欧立信咨询中心
1、世界第一辆3D打印汽车——Urbee2
2013年3月，世界第一辆3D打印汽车——Urbee2问世。
全车仅由50多个零部件组成，相对于传统制造汽车上万个零件来说，相当精简。
其中，除底盘、发动机、电子设备等金属件采用传统方式制造外，其余部件均是由3D打印技术打印而成。
图表6：
世界第一辆3D打印汽车“Urbee2”
资料来源：
互联网、北京欧立信咨询中心
其实，Urbee2的前身Urbee早在2010年就已推出，只是属于概念车，不能进行量产。
Urbee2整个生产成型耗时2500小时，成本大致在5万美元。
该车为混合动力，电力驱动时，可提供6~12kw的动力，最大行驶里程可达64km。
2、世界第一辆3D打印电动汽车“Strati”
2014年，在美国芝加哥举行的国际制造技术展览会（InternationalManufacturingTechnologyShow，IMTS）上，LocalMotors汽车公司展出了世界第一辆采用3D打印技术打造的电动汽车“Strati”。
图表7：
世界第一辆3D打印电动汽车“Strati”
资料来源：
互联网、北京欧立信咨询中心
Strati整个制造过程仅用了44个小时。
车身3D打印一体成型，全车仅40多个零件，除动力传动系统、悬架、电池、轮胎、车轮、线路、电动马达和挡风玻璃外，包括底盘、仪表板、座椅和车身在内的余下部件均由美国Cincinnati公司提供的3D打印机打印，所用耗材为碳纤维增强热塑性塑料，技术路线为FDM。
LocalMotors公司希望Strati量产后的售价在1.8万~3万美元之间。
3、全球首款3D打印超级跑车“Blade”
2015年7月，美国DivergentMicrofactories公司推出全球首款3D打印超级跑车“Blade”。
图表8：
全球首款3D打印超级跑车“Blade“
资料来源：
互联网、北京欧立信咨询中心
Blade车身大部分由碳纤维制造，底盘由大约70个3D打印的“铝节点”拼接构成，质量轻，整车量约640kg。
Blade搭载一台700马力双燃料发动机（汽油或压缩天然气），0~96km/h加速时间仅需2秒。
Blade整个制造过程在40小时左右。
4、3D打印概念车：
1L油跑640km，助力在环保马拉松赛夺冠
2015年7月，鹿特丹举行的壳牌环保马拉松赛（欧洲站）上，一辆来自波兰的IronWarriors团队使用ZortraxM2003D打印机打印的概念车凭借1L油跑640km的成绩一举夺冠。
该团队采用3D打印技术打印大部分零件，在保持零件机械性能的基础上，整车质量得到大幅降低。
图表9：
3D打印概念车：
1L油跑640km
资料来源：
互联网、北京欧立信咨询中心
5、3D打印太阳能超跑“Immortus”概念设计
2015年8月，澳大利亚初创公司EVXVentures发布了一款名为“Immortus”的3D打印太阳能超跑概念设计。
该车只要是晴天，就可以不间断运行。
3D打印技术在Immortus制造过程中的作用主要是打印节点或连接机构进行组装，达到降低整车重量的效果。
图表10：
3D打印太阳能超跑“Immortus”概念设计
资料来源：
互联网、北京欧立信咨询中心
纵观3D打印技术在汽车行业近30年的应用史，目前还主要集中于研发环节的概念模型和功能性原型的制造，功能零部件的直接生产应用相对较少，而其终极应用——3D打印汽车在近几年虽有个例，但仍处于概念阶段，到实际推向市场尚有时日。
三、3D打印在汽车行业应用的市场空间广阔
3D打印目前主要应用于工/商业机器、消费品/电子、汽车、航空航天、军工、教育、生物医疗等领域。
其中，汽车由于自身规模大、研发投入多、应用3D打印技术时间早等特点，在3D打印技术应用中占有重要地位。
据全球著名咨询机构Wholers发布的“WholersReport2015”统计，2014年3D打印收入中，汽车占比为16.1%，排名第3，仅次于工/商业机器（17.5%）和消费品/电子（16.6%）。
另据IndustryWeek统计，在2104年3D打印原型收入中汽车及运输领域占比超过3成，在所有应用领域中排名第一。
图表11：
2014年3D打印在各应用领域中的收入分布
数据来源：
Wholers’Report2015，北京欧立信咨询中心
图表12：
2014年3D打印原型收入中汽车及运输占比超3成
数据来源：
IndustryWeek，北京欧立信咨询中心
此外，根据SMARTECH报告，2014年3D打印技术在汽车行业的总市场收入为3.7亿美元，预计到2023年有望达到22.7亿美元，年均复合增长率超过20%。
图表13：
3D打印技术在汽车行业应用的市场空间预测
资料来源：
SMARTECH、北京欧立信咨询中心
汽车行业市场空间巨大，为3D打印在汽车的应用提供了广阔的市场基础。
2014年，全球销售汽车8,824万辆，在研发、生产环节的生产总值超过万亿美元。
假设未来全球汽车产值保持2014年水平，那么3D打印只要在其中占有
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