金屬3D打印領域研發(fā):超前增材生產工藝,航空航天藍海需要可期
(報表出品方/作家:廣發(fā)證券,孟祥杰、代川)一、3D 打印為傳統(tǒng)生產補足,技術特征契合航空航天
(一)3D 打印可成形定制化的高難構造件,是傳統(tǒng)生產技術的首要補足
3D打印,又稱增材生產(Additive Manufacturing,AM),是針對傳統(tǒng)產業(yè)制造的 一類“變化性”方式。傳統(tǒng)的減材生產工藝是指借用已有的幾何模型工件,用工具 將原料逐漸切削、打磨、雕琢,終極變成所需的零件。而3D打印恰恰相同,通過借 助于3D打印設施,對數字三維模型進行分層解決,將金屬粉末、熱塑性原料、樹脂 等特殊原料一層一層地不停聚積黏結,終極疊加生成1個三維總體。3D打印是一類 跨學科的交叉技術,涵蓋機器、原料、計算機視覺、軟件、電子等多個學科,而此中 中心的技術在于3D打印機的生產,針對原料、軟件、設計等也有特殊需要。
與傳統(tǒng)生產工藝相比,3D打印擁有可成形高難構造、變短成品實行周期、成品強度 高重量輕、原料借用率高等特征,但其本錢也較為高。3D打印技術的特征詳細如下: (1)可生產高難幾何構造的部件,實行一體化制造,構造的高難性不會帶來額外的 本錢。設計師不再遭到傳統(tǒng)生產工藝的束縛,能夠更自由地締造零件。(2)變短新 成品研究和實行周期。傳統(tǒng)工藝在研究新成品時,須要設計制造新模具,創(chuàng)建拆卸過程,而3D打印無需模具,工藝過程短。(3)成品擁有強度高、重量輕的特征。3D 打印部件能夠實行傳統(tǒng)工藝難以加工的蜂窩點陣構造,在確保功能的條件下,大幅 加重重量?;?D打印迅速凝結的工藝特征,能夠實行優(yōu)良的力學功能,進而確保 強度有所提升。(4)原料借用率大幅提升。因為原料是逐層疊加的,在制造流程中 幾乎不會構成原料的耗費,原料借用率到達90%以上。(5)設施本錢和原料本錢較 高。產業(yè)級3D打印設施價錢低廉,少則一兩百萬元,多則上千萬元。另外,因為工 藝較為特殊,3D打印對原料有特殊的需要,一般原料須要經過調節(jié)。而原料的研究 難度大,本錢很高,在絕對水平上限定了3D打印的成長。
(二)30 余年成長技術逐漸改善,多原料、大型化、大量化為改善方向
經過30多年的成長,3D打印技術不停改善,現在已生成了3D生物打印、有機原料打 印、金屬打印等多種打印形式,鑒于海內大型3D打印公司如鉑力特等主營金屬打印, 本文重點闡述該打印形式的特點。金屬3D打印通常借用激光、電子束能量源融化金 屬粉末,促使金屬粉末熔結,聚積生成1個總體構造。在全部工藝中金屬粉末的輸 入方法有兩類,鋪粉和送粉。依據不同送粉方法,金屬3D打印工藝原理劃為定向能 量沉積(也稱為送粉)和粉末床選區(qū)融化(也叫為鋪粉)。鋪粉指把金屬粉末鋪到 基板上,生成1個薄層,接著通過激光融化薄層上的特定領域從而熔結在一塊。與 鋪粉相比,送粉未生成薄層,通過粉末噴嘴直接把粉末輸送到激光在基體上生成的 熔池中,熔結生成1個總體。主流的金屬3D打印技術依據原理能夠大抵劃為激光選 區(qū)融化技術(SLM)、電子束融化成形(EBM)、激光凈成形技術(LENS)電子束 熔絲沉積技術(EBF)。
針對金屬3D打?。ㄔ霾纳a)而言,其特征決議了它的運用將是傳統(tǒng)生產工藝的重 要補足而非完全代替,且表現在不同領域的不同環(huán)節(jié)上運用均有所差別。據德勤咨 詢公布的《2019 科技、傳媒和電信領域預判》與《Additive manufacturing methods –state of development, market prospects for industrial use and ICT-specific challenges in research and development》,與應用數控機床相比,增材生產的每 個零件本錢愈加昂揚,且每個零件生產時間為數小時而非數分鐘(一樣不含蓋精加 工和各種后續(xù)加工時間)。相針對傳統(tǒng)生產業(yè)善于的大量化、范圍化制造行業(yè),3D 打印效益過低、本錢很高。另外,3D打印機現在性能較為單一,針對不同的原料, 也許須要不同類型、工藝的打印機,這就須要生產公司購買多臺不同類型打印機, 加大了制造本錢。雖然這樣,某類零件只能能通過3D打印制造,如上文所述的部件內幾何蜂窩構造。此外,當零件量較低時,如原型制造并且模具運用環(huán)節(jié),傳統(tǒng)生產 方式和減材生產工藝不應用或者本錢太高、時間過長時,則也“只能”采取3D打印 方式?;?D打印本身的特征,從環(huán)節(jié)上來看,3D打印更傾向于設計端,更應用于 部份小大量、個性化、定制化高質成品的設計與制造,在鑄模、鑄件、工具、模具 和夾具上亦有更全面的運用。
金屬增材生產技術成長中有3個首要的原因,設施、原料和工藝,現在在這三方面 還有提升的空間。為了加大3D打印技術的運用范圍,金屬增材生產技術正在朝著低 本錢、大尺寸、多原料、高精度、高效益方向成長。(1)金屬增材設施朝著大型化、 專業(yè)化方向成長。緊隨對打印大尺寸構造和特定行業(yè)的需要不停加大,金屬3D打印 設施朝著大型化、專業(yè)化成長已然變成形勢。(2)可打印原原料不停加大,復合材 料打印開啟顯現。現在運用于金屬3D打印的原原料品種偏少、原料品質不高,緊隨 增材生產在產業(yè)行業(yè)的不停浸透,市場針對金屬3D打印可實行多原料混合打印的需 求也逐漸升高。另外,多種復合原料同時打印開啟顯現,可結合不同原料的好處。 (3)開發(fā)新的金屬增材生產技術。傳統(tǒng)的金屬增材生產技術存在高本錢、效益低等 問題,此中效益低也是限定增材生產在不少行業(yè)代替?zhèn)鹘y(tǒng)減材生產的要害原因之一。 估計緊隨將來該技術的漸漸成熟,如激光功率的提升、打印路徑的優(yōu)化等,增材制 造制造速度或有所改善。
(三)增材生產可打印高難件,減重、周期短的特征契合航空航天需要
金屬增材生產工藝可以契合航天航空工業(yè)的刻薄前提。比如,飛翔器需要高速、續(xù) 航時間長、安全高效低本錢等前提,對構造設計、原料和生產提出了更高需要。針對 增材生產這一改善工藝過程,其較多技術優(yōu)勢可以較好的契合航空航天的多項需要。 比如,結合上文,(1)增材生產可實行傳統(tǒng)減材工藝不能實行的高難幾何構造件, 實行傳統(tǒng)工藝不能加工的蜂窩點陣構造,可以在確保功能的條件下大幅加重部件質 量,到達提高航空航天設備機動性、速率及節(jié)約昂揚的航空燃油費的目標;(2)同 時3D打印技術可以變短高功能部件的生產過程,無需研究生產部件應用的模具,大 大變短了研究周期,減低時間本錢,利于放慢項目進程;(3)因航空航天設備退役 場景卑劣,尤以航空動員機為典型,應用場景為高熱、低壓,傳統(tǒng)原料難以承受,適 配于此類場景的原料的研制難度大、價錢昂揚。增材生產工藝可大幅提升原料借用 率的特征可很好契合這特點,可節(jié)約設備研制經費。
3D打印技術在航天航空行業(yè)也存在絕對的缺點,還須要技術安穩(wěn)性驗證沉淀。增材 生產技術因為自身各向同性的特征決議了機器功能,在不同方向的波動相對較大。 比如,據《激光增材生產在航空航天行業(yè)中的運用》(賈玉梅,2019年7月)一文, 因為內應力問題和內部品質難控多變等原因,操控增材生產成形零件的扭曲開裂是 1個永恒的問題。另外,在增材生產技術生產的零件機器功能安穩(wěn)性到達航空航天 部門的需要此前,還須要做進一步的工作。緊隨技術的改善和科技程度的提升,3D 打印有望在航空航天行業(yè)或有更大的成為。
二、商業(yè)形式:范疇經濟強,把握設施生產居工業(yè)主導
(一)3D 打印成品以偏小大量居多、定制化直銷,范疇經濟或降本錢
3D打印工業(yè)鏈覆蓋多種服務與運用行業(yè),打印設施廠商占工業(yè)鏈主導地位。3D打印 領域上游含蓋原原料、中心設備及建模工具(軟件)。中游涵蓋各種打印技術,以打 印設施制造廠商為主,因為設施的匹配性需要,此類廠商通常同時牽扯上游。3D打 印的下游除了追蹤服務平臺,3D打印出的成品運用行業(yè)全面,以航空航天、車輛工 業(yè)等行業(yè)為主,在生物、食品及建筑行業(yè)也有特殊運用。因為3D打印的本錢很高, 真實把握打印制造本領或設施生產本領的中游廠商在領域中占主導地位。在國際競 爭中領先的3D Systems、GE增材、SLM Solutions Group等,并且海內首要廠商鉑 力特、鑫精合等具有3D打印設施生產的有關營業(yè)。
基于增材生產工藝特征下現在多為定制化制造,需較早參與乃至參加用戶成品設計, 這決議了其定制化成品多為直接出售。以鉑力特為例,旗下游首要是航天航空行業(yè) 用戶。增材生產對宏觀組織構造的操控本領,能很好滿足性能集成性零件、拓撲優(yōu) 化同性零件等需要。而為了更好地完結成品定制化需要,有關企業(yè)會進行定制化原 原料選取、定制化制造并且設計定制化工藝等。但3D打印成品的定制化直銷,偶爾 或造成企業(yè)出售額易受下游大用戶需要波動所牽連。比如,鉑力特在2016-2018年航 空航天行業(yè)用戶收益占主業(yè)務務收益分別為62.35%、54.32%、62.21%,前五大客 戶也首要集中該行業(yè)。
增材生產對原原料借用率顯著高過減材生產,但設施本錢高,現在多為小大量制造。 相較于傳統(tǒng)建材生產中原料除去、切削、組裝等過程,增材生產按分層生產、逐層疊 加的工藝次序,減免了打磨、拼接等流程中原料的耗費,據鉑力特招股闡明書,金屬 3D打印技術原料借用率可高達95%。依據Nano Dimension官網消息《Additive Manufacturing Cost Drivers: 4 Key Considerations》,增材生產整體本錢與傳統(tǒng)制 造業(yè)相比并非存在顯著劣勢,但增材生產初始精密設施本錢占總本錢45%-74%;按 重量計算,增材生產原料的本錢比傳統(tǒng)生產原料高8倍,設施、原料本錢減低依賴技 術且周期長,邊際本錢隨銷量加大幾乎不變,難從范圍經濟受益,造成現在3D打印 成品首要是小大量形式。
大量制造并非能進一步減低邊際本錢,這限定了3D打印成品大量量生產生成范圍效 應。為更好的解析AM生產流程中的本錢改變狀況,《Analyzing Product Lifecycle Costs for a Better Understanding of Cost Drivers in Additive Manufacturing》(C. Lindemann,2012年)一文中采取Augsburg的1個車輛部件樣件制造案例進行解析, 對機械借用率、折舊、出資、養(yǎng)護費用、建立速度、原料價錢等要害原因進行限制, 證明機械本錢占比高達70%以上。后期論證發(fā)掘,加大制造數目后,單位本錢顯現 斷崖式下落后根本不再受數目加大牽連,這是因為建設室借用率對加大產能不再敏 感,而單位成品所需原料固定,即大量制造并非能進一步減低邊際本錢,這限定了 3D打印成品大量量生產生成范圍效應。但在以后的論證中發(fā)掘,變化建立速度、材 料本錢對本錢構造牽連較大,而變化借用率、機械出資對本錢構造牽連較小,這說 明3D打印本錢減低首要環(huán)節(jié)集中在設施、原料技術晉級。
(二)增材設施直銷的用戶依托性低過成品,代理經銷多用來培養(yǎng)市場
基于前文闡述,首要廠商多進行設施出售,但因為設施定制化水平比成品低,且應 用行業(yè)較廣,下旅客戶對其依托水平過低。 設施的定制化水平低的同時,易使企業(yè)可通過代理經銷形式培養(yǎng)及拓寬市場,代理 商及供給商對渠道依托水平高過直銷。針對國際巨子如EOS等,3D打印設施及技術的推行須要依附經銷商,設施經銷是拓寬國際市場的首要渠道。而針對鉑力特等提 供全套服務的廠商,雖然代理營業(yè)毛利低過直銷,但代理國際有名廠商EOS營業(yè)有 助于其綁定部份首要用戶,即通過簡介用戶應用代理成品拓展用戶群,后推動自產 設施進行低本錢代替,從而督促持久協(xié)作。就渠道依托水平而言,因為供給商須要 對經銷商進行設施配套服務的專業(yè)培訓,經銷代理渠道較直銷依托水平略高,如鉑 力特首要代理德國EOS的幾種設施,代理出售設施及配件營收占比在2016-2018年 分別達29.08%、36.51%、27.64%。
三、競爭格局:歐發(fā)達國度主導,產業(yè)級競爭格局優(yōu)良
(一)世界競爭格局:美、歐發(fā)達國度主導,亞洲國度正后起直追
世界3D打印市場首要集中在北美、歐洲和亞太3個地方,領域內部設施廠商之間競 爭劇烈。據鉑力特招股闡明書援引Wohlers Report 2018,2018年美、歐、亞3個地 區(qū)的3D打印設施累計裝機量占到了世界的95%,此中北美盤踞四成,歐洲和亞太地 區(qū)各占近三成,美國、中國、日本和德國裝機量位列前四。3D打印內部競爭集中于 設施廠商之間,2017年從市場份額看,Stratasys的市場份額為27.2%,雖不及16年, 但仍持續(xù)16年盤踞市占率榜首,累計裝機量超越五萬臺。2017年3D systems的市場 份額為9.8%,位列世界第二。
金屬3D打印新老公司并存,老牌龍頭地位鞏固,小型公司成長快速,中低端市場競 爭劇烈。3D打印原料可劃為金屬和非金屬兩大分類,不同原料須要不同的打印原理 和設施。美國公司以非金屬原料為主,歐洲公司更傾向于金屬原料行業(yè)。EOS、SLM solution、3D Systems、Concept Laser/ Arcam(GE收購)等老牌金屬3D打印巨子 在初期領導了工業(yè)的成長,憑仗技術優(yōu)勢和公司的深沉底蘊,已然具有很高的市場 份額和用戶領悟度,以及老牌龍頭公司大多與用戶高度綁定,地位相對鞏固。Desktop Metal、Digital Alloys等新創(chuàng)公司大多建立于2010年之后,有關專利到期后技術壁壘 減低,新創(chuàng)公司通過不停改善工藝技術、革新營業(yè)形式、提高本錢操控,部份公司發(fā) 展快速??墒且驗槔吓乒就ㄟ^持久市場探索保持著很高的用戶安穩(wěn)性,況且金屬 3D打印行業(yè)對技術和資金的需要較高,大多數小范圍3D打印公司處于盈余狀況,加 之在政府鼓勵政策下出現了大量公司。
金屬3D打印整體技術線路趨于安穩(wěn),不同公司技術線路類似,新式技術運用空間有 限,較難生成競爭優(yōu)勢。金屬3D打印經過多年成長,整體技術線路已根本定型,大 多數公司選取應用粉末床選區(qū)融化(“鋪粉”)和定向能量沉積(“送粉”)兩大技 術,可是在詳細實行工藝上仍有較多分類線路。且新的工藝實行方法仍然不停出現, 但是中近期內市場拓展難度較大,首要為許多面向特定市場的新式公司等。
(二)海內:鉑力特、鑫精合等公司著力培養(yǎng)市場以擴大增材生產浸透
海內龍頭成品的要害技術指標可以到達海外巨子同類成品程度,成品總體功能相當。 因為3D打印設施要害零部件仍舊依托出口(如激光器、振鏡等),海內公司技術研 發(fā)首要集中于基于出口零部件之上的設施生產與軟件優(yōu)化,因而近期內成品功能可 快速趕上國際領先水準。海內公司具有金屬3D 打印工程化運用的充足經歷,對于下 旅客戶應用流程中的難點和痛點,進行有關技術的優(yōu)化和改善,成品功能獲得了提 升,部份成品指標如成形尺寸、預熱熱度、氧含量操控并且鋪粉效益等方面乃至超 過了海外老牌公司。相較于海外企業(yè)近30年的成長歷程,海內增材生產設施起步較 晚,固然在短時間內獲得較快進步,而在設施運作的安穩(wěn)性、成品品質等方面須要 進一步提高。
海內金屬3D打印公司首要用戶集中于航空航天高質設備行業(yè),盈利本領和安穩(wěn)性較 高,有利于營收范圍的穩(wěn)步增長。海內金屬3D打印龍頭3D Systems首要用戶行業(yè)較 為分散,車輛、航天、藥物、原料并且各種消費級市場皆有所涉獵,雖然2021年毛 利率為43%,但時期費用率高達約48%,此中出售及通常行政費用率很高,絕對程 度上反映消費級及產業(yè)級市場的競爭較大且推行運用的難度。海內公司在品牌效應、 渠道、技術等方面有所劣勢的情景下,多個行業(yè)多管齊下難度較大且難以安穩(wěn)迅速 成長。航空航天行業(yè)用戶粘性較大,出售費用率相對過低,盈利本領的一定值并且 安穩(wěn)性通常可以獲得牢靠確保,因而大多數海內優(yōu)秀公司首要依賴于航空航天行業(yè) 成長并漸漸拓寬市場。據鉑力特招股闡明書,2018年鉑力特在航空航天行業(yè)的首要 用戶比率高達68.94%,為盈利品質和發(fā)展安穩(wěn)性供應了首要保證。
海內公司成長時間較短,總體營收范圍和市占率程度過低。海內優(yōu)秀公司領銜展開 市場培養(yǎng)與國產代替進程,由代理逐漸走向自產,基于本錢和需要端的絕對優(yōu)勢, 成長遠景優(yōu)良。多數海內3D打印公司于2010年后加入高速成長期,現在總體市占率 仍然過低。緊隨自有技術和成品的不停進步,海內龍頭公司發(fā)展較快,已具有絕對 的市場范圍。但相比海內老牌公司,海內公司的總體營收范圍相對較小,仍有較大 的發(fā)展空間。因為海內成品相比海外同類成品價錢過低,而總體毛利程度比較一致, 都靠近50%,反映出在本錢端擁有絕對優(yōu)勢。比如鉑力特主推3D打印設施S300平均 單價255.16萬,同類成品EOS-M290平均單價354.63萬,在成品功能相當的條件下, 海內成品擁有絕對價錢競爭優(yōu)勢。現在海內公司如鉑力特等,正逐漸展開市場培養(yǎng) 與國產代替進程。以海內金屬3D打印領先公司鉑力特為例,其商業(yè)形式含蓋以出售 代理EOS設施成品為先獲得安穩(wěn)用戶群體,以后向用戶舉薦功能相當但價錢更低的 自產成品進行國產代替,由此從代理逐漸走向自產。近年來鉑力特自產比重逐漸提 高,在航空航天行業(yè)逐漸擴大應用。
四、金屬增材生產范圍穩(wěn)增,航空航天或為首要增量
(一)世界增材生產市場范圍穩(wěn)步增長,航空航天及車輛運用提高
世界增材生產市場范圍連續(xù)升高,下游運用行業(yè)多元。據3D Printing Trend Report 2022的信息,2019年世界增材生產市場范圍到達104億美圓,考慮其預判值,2026 年市場范圍或到達445億美圓。據鉑力特招股闡明書,2017年增材生產五大運用行業(yè) 分別為航空航天、車輛、產業(yè)機器、消費電子和醫(yī)療,總計占比靠近80%。3D打印 在航空航天和車輛行業(yè)運用范圍穩(wěn)步提高。2017全年,3D打印在航空航天和車輛領 域運用范圍占比分別18.9%和16%,市場范圍為13.87億美圓和11.74 億美圓,相較 2015年分別提高了2.3%和2.2%。另外,增材生產在消費電子、醫(yī)療器械等方向也有 絕對拓展。
3D打印技術滿足航空航天零部件生產和研究的首要目的,增長后勁較大。3D打印在 航空航天行業(yè)首要運用于飛機、飛船等精密零部件的設計與生產等方向。它可以縮 短設計和測驗航空動員機的時間,加重零部件重量,提升燃料效益等。與其余運用 行業(yè)相比,航空航天行業(yè)注重安全與功能,價錢敏感度過低,促使3D打印在該行業(yè) 優(yōu)先成長。據EY2016年公布的《If 3D printing has changed the industries of tomorrow, how can your organization get ready today?》,EY稱航空航天當下為3D 打印浸透率最高的運用,且將來“最有”也許變成范圍較大的市場。
3D打印功能的提高與本錢的減低使其運用范圍漸漸加大。從1993到2012年3D打印 市場總是成長低迷,因為功能不高,運用行業(yè)局促。2012年以后,3D打印迅速成長, 得益于新的打印機、耗材和商業(yè)形式的頒布,不停提高3D打印機功能并且開拓運用 邊緣。領域巨子放慢收購,擴張世界化出售網絡,亞太市場從無到有,歐洲經濟回暖 等多重原因使得近年來3D打印領域獲取迅速成長。西歐市場占較為大,中國市場有 增長后勁。據鉑力特招股闡明書援引資料,中國增材生產工業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計,在2015- 2017年的3年間,我國增材生產工業(yè)范圍年均增速超越30%,高過平均程度。從2018 年地方增材生產設施裝機量散布格局看,據鉑力特招股闡明書,北美、亞太、歐洲為 世界最首要市場,此中分國度看中國裝機量占比達10.6%位于世界第二,略高過日本 的9.3%,但較大幅低過美國的35.9%。中國地方3D打印市場是價值高地,現在海內 工業(yè)化不夠,高質金屬原料緊缺。但緊隨政策攙扶、技術瓶頸攻克和公司間協(xié)作加 深,中國市場3D打印將獲得迅速成長。
(二)以 SLM 技術為代表的金屬增材生產正逐漸擴大在航空航天運用
金屬增材生產SLM、EBM、LENS技術正逐漸擴大在航空航天行業(yè)的運用。運用到 航空航天生產行業(yè)的金屬增材生產技術,按工藝型號首要可劃為: 激光選區(qū)融化 (SLM),電子束選區(qū)融化(EBM),激光近凈成形(LENS)等,這三項技術在航空航天制 造中都有許多運用。此中,SLM 技術是近年迅速成長的新式金屬增材生產技術,在 總體化航空航天高難零件等行業(yè)擁有全面運用遠景?,F在,西歐發(fā)達國度特別是美 國在 SLM 的設施研究、軟件開發(fā)、粉末原原料制備、工藝優(yōu)化及品質監(jiān)測等方面 處于領先地位。另外,3D打印市場近幾年最大的改變是市場從塑料打印轉向金屬打 印。據德勤《2019科技、傳媒和電信領域預判》報表,2017至2018年間,一項3D打 印領域調研顯現,雖然塑料仍舊是最常見的物料,但塑料打印在3D打印行業(yè)的占比 僅一年已從88%下跌至65%,而金屬打印的占比從28%增至36%。
航空航天行業(yè)正逐漸擴大對增材生產的運用,以GE布局及收購進程尤為典型。GE 企業(yè)從2010年開啟布局增材生產技術,通過不停并購實行從增材生產的客戶方到服 務供應方的改變。如上文所述,金屬增材生產的工藝特征使其可打印內部構造輕量 化的高難部組件,減重特征下亦聚焦國際航空巨子GE企業(yè)加入該市場。據鉑力特招 股闡明書,以燃油噴嘴為例,美國GE增材生產企業(yè)已然采取SLM技術打印了超越3 萬個航空動員燃油噴嘴,實際運用于LEAP動員機(我國C919飛機選用的動員機), 采取3D打印技術比傳統(tǒng)制造將零部件數目從20個降為3個,重量減小25%,應用壽 命延續(xù)到5倍,燃油效益也大大提高。據GE企業(yè)官網,2016年,GE決議建立1個全 新的專注于增加劑領域的營業(yè)——出售增加劑機械、增加劑粉末和工程咨詢服務。 GE獲取了Concept Laser(一家供應激光增材機的德國企業(yè))75%的股份和Arcam (一家供應電子束增材機的瑞典企業(yè))76%的股份;金屬增材生產針對工程設計產 生反動性牽連的例子是GE航空的ATP成品,GE Aviation工程師可以將855個減材制 造零件減小到12個獨到高難的增材生產零件(占動員機總架構的35%),進而加重 了重量、本錢并提升了功能,GE營業(yè)如今有超越10,000種增材部件在經營。
3D打印技術在民用航空行業(yè)一樣備受關心。波音、空客、GE將其成為策略性技術之 一進行攻克,并已展開布局建造。我國3D打印技術固然起步較晚,但也獲得了光輝 的造詣。中國商飛設計生產的國產大飛機C919在設計流程中也批量采取了3D打印技 術生產的鈦合金技術部件。3D打印在民用航空航天市場的運用不單表現在生產行業(yè), 也表現在機務修理方面。3D打印動員機零部件的顯現處理了動員機修理所需備件的 采購難題。借用3D打印技術能夠便利便捷地生產出所需的零備件,處理了航空動員 機修理公司采取傳統(tǒng)方式短時間內不能滿足設施、工藝等根基前提的難題,大大縮 短了修理周期。在機務修理行業(yè),會碰觸到許多形狀構造高難的異形零件,在低空 的極度場景下,也許產生構造的形變,此時候能夠借用3D打印生產出一樣零件進行 對照、丈量判斷磨損或者侵蝕狀況,進而確認該零部件能否須要改換。
(三)車輛及醫(yī)療行業(yè)也是首要方向,近期受本錢及范圍限定拓展有限
車輛、醫(yī)療等行業(yè)的3D打印技術也正在運用。車輛產業(yè)是 3D 打印技術最早的運用 行業(yè)之一,其在模型設計、高難零件生產、整車模型制造等方面相比傳統(tǒng)工藝擁有 高精度、低本錢、重量輕的特征,可滿足車輛零部件定制化需要。而醫(yī)療領域總是是 3D 打印技術主流運用行業(yè),3D打印技術可運用于齒科、骨科乃至活體器官制造。 在模具領域,3D打印可代替CNC加工技術,擁有周期短、本錢低的優(yōu)勢。3D打印開 辟了多元化運用,但因為3D打印技術現在受體積、本錢、范圍化限定,現在拓展有 限。緊隨技術進步,3D打印機大型化、打印速率放慢,3D打印將來有絕對增長空間。
另外,持久看,醫(yī)療行業(yè)有望也是持久內增材生產首要運用市場之一。據《Global Additive Manufacturing Market, Forecast to 2025》(Frost & Sullivan's Global 360° Research Team 2016年5月公布),美國助聽器制造在不到500天的時間內就轉換為 100% 3D打印。這類改變的要害是3D打印機使人工勞動密集型領域改變?yōu)橹悄芑?業(yè)。減低本錢,提升品質并以患者為核心,其余子領域也在研發(fā)增材生產技術。該技 術通過供應義肢和牙科的定制性能,并且通過生物打?。茖W家能夠在此中打印人 類大小的骨骼,軟骨和肌肉)實行了以患者為核心的方式,醫(yī)療植入體行業(yè)的定制 化特點使其更適合用增材生產技術。
五、復盤:全領域覆蓋的雙刃劍,聚焦專業(yè)行業(yè)求沖破
(一)3D 體系:近期并購鞭策營收,盈利本領受局限多行業(yè)浸透不夠
多年布局下,3D體系已實行多行業(yè)3D打印運用全過程覆蓋。3D 體系企業(yè)(股票代 碼:DDD.N)于1993年建立于美國特拉華州,向世界用戶供應廣泛的3D打印處理方 案,含蓋塑料和金屬3D打印機、原料、數字設計工具、定禮服務等。企業(yè)的3D打印 機型號多樣,含蓋立體光刻(SLA)、選取性激光燒結(SLS)、直接金屬打印機(DMP)、 多點噴射打印機(MJP)和黑色噴射打印機(CJP),滿足醫(yī)療保健、航空航天、汽 車和經用品等運用情景的不同需要。企業(yè)的打印機大多應用自主開發(fā)且出售的專有 原料,含蓋塑料、尼龍、金屬、聚合物牙科原料等,同時通過第三方的研究和采辦補 充原料組合。為了實行價值鏈全過程覆蓋,企業(yè)還供應設計工具、掃描儀、模仿器等 成品和修理培訓服務。多環(huán)節(jié)覆蓋下,企業(yè)業(yè)務收益位于同業(yè)前列。在世界首要上 市3D打印企業(yè)中(AM3D.DF、VJET.N、DDD.N、SSYS.O、688333.SH),2022 年以美圓結算下,企業(yè)營收位居第一達6.16億美圓。