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3D打印行业分析报告
2015年3D打印行业分析报告
2015年3月
目录
一、3D打印行业SWOT分析3
1、3D打印的优势3
（1）制造复杂物品不增加成本3
（2）产品多样化不增加成本4
（3）无须组装4
（4）零时间交付4
（5）设计空间无限5
（6）零技能制造5
（7）不占空间、便携制造6
（8）减少废弃副产品6
（9）材料无限组合6
（10）精确的实体复制7
2、3D打印的劣势7
二、3D打印与传统制造业的关系8
三、3D打印行业已经迎来光明爬升期10
四、3D打印市场空间广阔14
1、制造领域17
2、医疗健康19
3、家居饰品20
4、航空航天领域：
最具发展前景领域之一21
5、军工领域22
6、金属3D打印前景光明23
一、3D打印行业SWOT分析
通过结合工业数字化和自动化等技术，3D打印呈现三个明显的技术优势：
较高的制造自由度、数字化作业流程和较高的原料利用率。
当然，3D打印技术本身也存在很多不足，如批量生产能力弱、加工精度尚不足以与传统制造工艺媲美、设备和材料成本偏高等。
1、3D打印的优势
3D打印相比传统制造的优势在于：
速度快。
一次性完成而非分步优化，产品形状想象空间更大，可以用软件做出传统制造不方便完成的形状。
此外，修改成本小，只需要在软件中修改部分参数，就可以快速生产出新版。
（1）制造复杂物品不增加成本
就传统制造而言，物体形状越复杂，制造成本越高。
对3D打印机而言，制造形状复杂的物品成本不增加，制造一个华丽的形状复杂的物品并不比打印一个简单的方块消耗更多的时间、技能或成本。
制造复杂物品而不增加成本将打破传统的定价模式，并改变我们计算制造成本的方式。
（2）产品多样化不增加成本
一台3D打印机可以打印许多形状，它可以像工匠一样每次都做出不同形状的物品。
传统的制造设备功能较少，做出的形状种类有限。
3D打印省去了培训机械师或购置新设备的成本，一台3D打印机只需要不同的数字设计蓝图和一批新的原材料。
（3）无须组装
3D打印能使部件一体化成型。
传统的大规模生产建立在组装线基础上，在现代工厂，机器生产出相同的零部件，然后由机器人或工人（甚至跨洲）组装。
产品组成部件越多，组装耗费的时间和成本就越多。
3D打印机通过分层制造可以同时打印一扇门及上面的配套铰链，不需要组装。
省略组装就缩短了供应链，节省在劳动力和运输方面的花费。
供应链越短，污染也越少。
（4）零时间交付
3D打印机可以按需打印。
即时生产减少了企业的实物库存，企业可以根据客户订单使用3D打印机制造出特别的或定制的产品满足客户需求，所以新的商业模式将成为可能。
如果人们所需的物品按需就近生产，零时间交付式生产能最大限度地减少长途运输的成本。
（5）设计空间无限
传统制造技术和工匠制造的产品形状有限，制造形状的能力受制于所使用的工具。
例如，传统的木制车床只能制造圆形物品，轧机只能加工用铣刀组装的部件，制模机仅能制造模铸形状。
3D打印机可以突破这些局限，开辟巨大的设计空间，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形状。
（6）零技能制造
传统工匠需要当几年学徒才能掌握所需要的技能。
批量生产和计算机控制的制造机器降低了对技能的要求，然而传统的制造机器仍然需要熟练的专业人员进行机器调整和校准。
3D打印机从设计文件里获得各种指示，做同样复杂的物品，3D打印机所需要的操作技能比注塑机少。
非技能制造开辟了新的商业模式，并能在远程环境或极端情况下为人们提供新的生产方式。
（7）不占空间、便携制造
就单位生产空间而言，与传统制造机器相比，3D打印机的制造能力更强。
例如，注塑机只能制造比自身小很多的物品，与此相反，3D打印机可以制造和其打印台一样大的物品。
3D打印机调试好后，打印设备可以自由移动，打印机可以制造比自身还要大的物品。
较高的单位空间生产能力使得3D打印机适合家用或办公使用，因为它们所需的物理空间小。
（8）减少废弃副产品
与传统的金属制造技术相比，3D打印机制造金属时产生较少的副产品。
传统金属加工的浪费量惊人，90%的金属原材料被丢弃在工厂车间里。
3D打印制造金属时浪费量减少。
随着打印材料的进步，“净成形”制造可能成为更环保的加工方式。
（9）材料无限组合
对当今的制造机器而言，将不同原材料结合成单一产品是件难事，因为传统的制造机器在切割或模具成型过程中不能轻易地将多种原材料融合在一起。
随着多材料3D打印技术的发展，我们有能力将不同原材料融合在一起。
以前无法混合的原料混合后将形成新的材料，这些材料色调种类繁多，具有独特的属性或功能。
（10）精确的实体复制
数字音乐文件可以被无休止地复制，音频质量并不会下降。
未来，3D打印将数字精度扩展到实体世界。
扫描技术和3D打印技术将共同提高实体世界和数字世界之间形态转换的分辨率，我们可以扫描、编辑和复制实体对象，创建精确的副本或优化原件。
2、3D打印的劣势
3D打印相比传统制造，也有自己的诸多不足之处:
首先，3D打印本身不是一个大规模普及应用的技术，不能够批量化的生产和制造，主要就是用于个性化小批量的生产方式。
其次，材料限制，相同的耗材3D打印机成本高于传统工艺材料。
虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印，但目前无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。
另外，现在的打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持我们在日常生活中所接触到的各种各样的材料。
研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3D打印的一大障碍。
第三，打印精度、打印尺寸的限制，虽然现在有条件现实大尺寸的打印，但是尺寸做大以后物品变形、缺陷等精度问题也随之而来，因此还是需要实验调整材料配方和制作流程才能使其稳定。
第四，生产效率，与传统的生产线相比3D打印更像个是手工工匠，在确保细节精度的情况下，制作一个16厘米以上的人像，通常需要大于8个小时。
因此，3D打印既有自己独特的优势，也有自己的不足。
随着经济水平的提高及个人定制化需求的增长，行业发展前景广阔。
二、3D打印与传统制造业的关系
总体来看，我们认为3D打印有自己独特的竞争优势，也有自身难以解决的缺点，未来将成为从传统制造业技术的有益补充，全面替代传统制造业的可能性目前来看还非常小。
主要基于以下一些理由：
首先，在传统制造业领域，开模是一件非常头痛的事情，耗时长、难度大、成本高。
而3D打印技术的优势恰恰体现在产品设计（模型设计）方面，凡是能够设计出来的任何复杂的个性化产品，都能够通过3D打印技术把模型打印出来，甚至直接生产制造出产品。
3D打印的意义，核心体现在两个方面：
一是传统生产方式不能生产制造的个性化、复杂高难度产品，通过3D打印技术都能够直接制造；二是虽然传统方式能够生产制造，但是投入成本太高，周期太长，通过3D打印技术可以实现快捷、方便、缩短周期、降低成本的目的。
因此，说3D打印技术将替代传统制造业，并不现实，一是成本并不划算，达不到规模化的要求；二是3D打印也不可能使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具。
3D打印技术是擅长解决个性化、复杂化、高难度的生产技术，而传统制造业擅长的则是批量化和规模化生产。
二者之间优劣态势正好形成互补关系，而不是谁替代谁的问题。
因此，3D打印技术本身不是要取代传统制造业，也不能取代传统制造业。
3D打印技术虽然能够打印出我们所需要的多种产品，但是从成本核算、材料约束、工艺水平等多方面因素综合比较来看，3D打印并不能够替代传统的生产方式。
3D打印技术的核心是使用增材技术从而带来生产方式的变化。
3D打印机不可能替代传统机床，而是会与传统机床和制造技术形成一个互补关系，带来机床生产工艺的改进。
随着3D打印的普及，大批量的个性化定制将成为重要的生产模式。
3D打印与传统产业相结合，将带动并引领传统制造业大发展也是大势所趋。
三、3D打印行业已经迎来光明爬升期
以Gartner对新技术的成熟模型为例，我们来分析3D打印行业最近两年及未来更长一段时间的发展前景。
Gartner将新技术发展划分为五个阶段：
这五个阶段分别是：
一是萌芽期（TechnologyTrigger）又称感知期，人们对新技术产品和概念开始感知，并且表现出兴趣;
二是过热期（PeakofInflatedExpectations），人们一拥而上，纷纷采用这种新技术，讨论这种新技术。
典型成功的案例往往会把人们的这种热情加上把催化剂;
三是低谷期（TroughofDisillusionment），又称幻想破灭期。
过度的预期，严峻的现实，往往会把人们心理的一把火浇灭;
四是复苏期（SlopeofEnlightenment），又称恢复期。
人们开始反思问题，并从实际出发考虑技术的价值。
相比之前冷静不少;
五是成熟期（PlateauofProductivity），又称高原期。
该技术已经成为一种平常。
3D打印技术出现已经有多年，而在欧美一些国家的发展应用也已经广泛开展。
目前3D打印已经经历了概念和泡沫化阶段，即将进入光明爬升期。
Gartner认为3D打印让实体物品的数字化进一步加深，并有可能在供应链与制造层面引发颠覆性变革。
根据最新的Gartner技术成熟曲线（2014），其判断企业级3D打印已经跨越了技术幻灭的低谷期，进入了光明的爬升阶段。
越来越多的企业应该开始尝试用3D打印技术提升传统的产品设计和原型设计，创造新的产品线和市场。
而3D打印技术也正在颠覆众多行业中的设计、原型设计和制造流程。
此外，随着3D扫描仪和设计工具日趋先进，以及附加的设计软件工具的商业和开放源代码的开发使3D打印更实用，使用3D打印机的企业不断增加。
Gartner认为生物型3D打印正处于创新的萌芽期，而消费型3D打印处于过高预期的幻灭期。
Gartner报告是去年年中发布的，可以说准确预见了其后一段时间3D打印低于预期的表现。
由于营利表现不及预期且商业化进展缓慢，3D打印板块2014年以来表现一直疲弱。
3D系统公司2014年以来累计下挫67.88%；Stratasys累计下挫40.24%；Voxeljet去年累计下挫80.57%；Exone累计下挫76.86%。
以3D系统公司为例，其股价从6月份的60左右迅速腰斩，跌到30美元左右。
但美国3D打印企业股价的大幅下跌并不代表整个行业已经渐入寒冬，相反，我们认为这是行业发展中的正常洗牌及去泡沫化的过程。
随着惠普、GE等众多巨头的加入，3D打印行业将获得更高的性价比、更快的普及和推广速度。
股价的大幅下跌也将促使Statasys和3DSystems去开发更低成本的设备以满足客户的需求。
去年十一月，惠普正式发布其3D打印技术，惠普认为其自主研发的打印技术更加高效，3D打印头能一次操控10000个喷嘴，其制造的模型精确率高达5微米。
“多喷嘴熔接”（multi-jetfusion）的全新3D打印技术可以同时操作众多喷头，比现有的3D打印技术快10倍，这意味着打印成本会大大降低。
除了惠普外，GE也在逐步扩大3D打印制造在公司制造流程中的地位。
GE14年年底在康涅狄格州的Connecticut开设了一所新的先进制造实验室（AML）。
这所新实验室将装备先进的机器人和自动化制造系统，以生产GuardEon塑壳断路器（MCCB）平台，该产品将于2015年发布。
该实验室还使用了最先进的3D打印机，以帮助该公司的工程师们进行设计和制造。
我们相信惠普和GE等巨头的加入有利于行业规模迅速扩大，激烈的上有设备竞争将快速降低成本，同时有着先
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