瞻觀前沿

3月11日，在位于光谷的武漢天昱智能制造有限公司的廠房內(nèi)，華中科技大學(xué)張海鷗教授看著3D打印出來的活塞桿輪軸表示，這是全球首款3D打印飛機(jī)起落架的主體部分，既有技術(shù)顛覆性突破，也有生產(chǎn)要素的創(chuàng)新，屬于新質(zhì)生產(chǎn)力，接下來會(huì)進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)。

據(jù)《長江日報(bào)》，全球首款3D打印的飛機(jī)起落架主體部分呈T型，長150厘米、直徑為40厘米、重達(dá)240千克。

據(jù)悉，過去的金屬3D打印機(jī)設(shè)備沒有鍛造環(huán)節(jié)，打印出的金屬零件普遍存在易產(chǎn)生裂縫、變形等缺陷，導(dǎo)致打印出的金屬零件一直處于實(shí)驗(yàn)室研究狀態(tài)，無法真正商用。

張海鷗教授說，飛機(jī)起落架傳統(tǒng)的制造工藝需要先熔再鑄錠，然后加熱鍛造，成品率不高，對(duì)材料的浪費(fèi)極大，甚至90%的材料都被浪費(fèi)掉了。飛機(jī)起落架一般采用高強(qiáng)度鋼制造，每噸的價(jià)格近百萬元，是普通鋼材價(jià)格的200倍。3D打印飛機(jī)起落架，只需用到傳統(tǒng)制造工藝的10%的材料，不僅降低成本而且還減少污染，經(jīng)檢測強(qiáng)度、斷裂韌度超過傳統(tǒng)工藝制造的鍛件。

目前，全球只有中、美、俄和歐盟能制造大型飛機(jī)起落架，武漢天昱智能制造有限公司是世界首個(gè)3D打印大飛機(jī)最大承力零部件的企業(yè)，該公司打印出的起落架已順利通過中航起落架有限公司的73噸的極限載荷測試和8種工況下的考核測試。

技術(shù)價(jià)值觀察

張海鷗教授表示，隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟，涉及的領(lǐng)域也將不斷拓寬，從航天航空到船舶制造都將得到廣泛應(yīng)用。他預(yù)計(jì)，未來5年內(nèi)可形成千億級(jí)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

這款全球首款3D打印飛機(jī)起落架位于產(chǎn)業(yè)鏈下游環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段，主要的3D打印企業(yè)一般以材料供應(yīng)，設(shè)備制造和打印服務(wù)的綜合形式存在。這是由產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期技術(shù)推廣和市場規(guī)模的限制所致。而從長期來看，3D產(chǎn)業(yè)鏈上的專業(yè)分工會(huì)進(jìn)一步深化，專業(yè)材料供應(yīng)商和專業(yè)打印企業(yè)會(huì)出現(xiàn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)會(huì)獨(dú)立或向下游消費(fèi)企業(yè)轉(zhuǎn)移。同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)為3D打印產(chǎn)業(yè)提供支持服務(wù)的第三方檢測驗(yàn)證、金融、電子商務(wù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等服務(wù)平臺(tái)。在產(chǎn)業(yè)成熟期，一個(gè)完整的3D打印產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)該包括：1)上游：專業(yè)材料供應(yīng)商、3D打印設(shè)備制造商、軟件開發(fā)商、數(shù)字化技術(shù)提供商、耗材提供商、專業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、3D打印設(shè)備經(jīng)銷商、3D打印服務(wù)等;2)下游：民用消費(fèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)和航天軍工、服裝公司、汽車公司、船舶公司、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域;3)服務(wù)支持平臺(tái)：第三方檢測驗(yàn)證支持、金融支持、電子商務(wù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等支持平臺(tái)。

宏觀市場觀察

3D打印行業(yè)仍舊處于成長階段

依托行業(yè)不同生命階段關(guān)鍵因素的發(fā)展特征對(duì)行業(yè)的成熟度進(jìn)行綜合判定和分析，目前全球3D打印行業(yè)處在行業(yè)成長中期。3D打印起源于19世紀(jì)末的美國，由美國研究的照相雕塑和地貌成型技術(shù)開創(chuàng)了的3D打印核心思想，1986年，世界上第一家生產(chǎn)3D打印設(shè)備的公司3D Systems成立，自此，美國開始涌現(xiàn)出多家3D打印公司。

據(jù)Wholers數(shù)據(jù)，3D打印自誕生30多年以來，該領(lǐng)域包括設(shè)備、材料和服務(wù)在內(nèi)的全球收入平均年增長率為26.1%，并有23年以兩位數(shù)的速度增長。這個(gè)行業(yè)具有巨大的未開發(fā)潛力，因受疫情影響，2020年3D打印市場發(fā)展雖然放緩，但仍然保持了正向增長。從技術(shù)的角度來看，3D打印經(jīng)歷過產(chǎn)品新、質(zhì)量差，專攻研發(fā)與技術(shù)改進(jìn)的負(fù)盈利導(dǎo)入期，目前部分技術(shù)較為成熟、銷量開始攀升、市場份額不斷擴(kuò)大、競爭者不斷涌入，符合成長期的特征。在未來還將有一段較長的成長期，最終過渡到成熟期，達(dá)到最高的產(chǎn)值和利潤總量。

下游應(yīng)用領(lǐng)域豐富

據(jù)《Wohlers Report 2021》問卷調(diào)查顯示，2020年工業(yè)中使用3D打印最多的行業(yè)是汽車工業(yè)，遙遙領(lǐng)先，占比為16.4%。消費(fèi)領(lǐng)域/電子領(lǐng)域和航空航天則緊隨其后，分別為15.4%和14.7%。圖中標(biāo)注為其他的領(lǐng)域是指欄目中沒有列出的較寬范圍的其他工業(yè)領(lǐng)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(dú)列出的行業(yè)。

中國3D打印行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長

近年來，我國高度重視3D打印市場的發(fā)展，國家也不斷出臺(tái)政策進(jìn)行產(chǎn)業(yè)扶持，2020年2月，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、工信部、科技部、教育部等六部門日前印發(fā)《增材制造標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)航行動(dòng)計(jì)劃(2020-2022年)》，提出到2022年，立足國情、對(duì)接國際的增材制造新型標(biāo)準(zhǔn)體系基本建立。此外，推動(dòng)2-3項(xiàng)我國優(yōu)勢增材制造技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)制定為國際標(biāo)準(zhǔn)，增材制造國際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%，增材制造標(biāo)準(zhǔn)國際競爭力不斷提升?！缎袆?dòng)計(jì)劃》對(duì)我國3D打印產(chǎn)業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)，預(yù)計(jì)3D打印產(chǎn)業(yè)年均增速在25%以上，2020年增材制造產(chǎn)業(yè)銷售收入超過200億元。結(jié)合國家層面政策指導(dǎo)以及國內(nèi)近6年3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，預(yù)測2025年，我國3D打印市場規(guī)模將超過630億元。

中國3D打印技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，目前3D打印關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)相關(guān)的城市集群主要集中在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、華中地區(qū)、西安地區(qū)，尤其是廣東省成為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。這些城市群已投入大量政策、資金、環(huán)境和人才資源用于3D打印技術(shù)研發(fā)，成為潛在的3D打印技術(shù)發(fā)展中心。根據(jù)熱力圖的分布，大灣區(qū)地區(qū)有極大的可能性成為3D打印技術(shù)的先導(dǎo)區(qū)域。重點(diǎn)關(guān)注廣東省廣州市天河區(qū)和番禺區(qū)、深圳市龍華區(qū)、湖南省長沙市開福區(qū)、陜西省西安市雁塔區(qū)等地的相關(guān)企業(yè)，以及這些地方對(duì)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場。

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