§3D打印产业的发展现状

3D打印的产业化于20世纪80年代中后期产生于美国，而我国的3D打印产业出现于20世纪90年代中期，其技术水平一直紧随世界先进水平，在某些领域甚至处于世界领先水平。但在过去一段时间，我国3D打印产业化程度远远落后于美国、欧洲和日本。近十年来，随着我国对于该项技术产业应用的重视，我国的3D打印产业也得到了快速的发展。

3D打印产业的市场现状

1.全球3D打印产业的市场现状

据沃勒斯报告统计显示，近十年来全球3D打印产业已经展现出快速发展的态势，见图3-1。从行业产值的角度来看，其产值从1993年的不足1亿美元增长到2012年的22亿美元左右。需要说明的是，这里产值范围的统计仅包括两个方面，一是3D打印设备，二是3D打印材料以及外包的打印服务，即3D打印设备制作的最终零部件。其中3D打印服务在历年的产值中均占据了大约一半的份额。如果加上模具以及其他的服务、3D打印设备制造的中间产品、CAD模型设计以及设备使用教学等衍生市场的收入，2011年3D打印产业的产值就将近30亿美元。

从增长率来看，1993～2011年3D打印行业产值年复合增速为17.6%，而2010～2012年间，3D打印行业产值年复合增长率达到了27.4%，进入了一个快速发展的阶段。

从全球3D打印设备保有量和累计销售量来看，美国、欧洲、日本占据全球前三位，具有明显的比较优势。根据权威咨询机构沃勒斯2012报告显示，2011年全球3D打印产品与服务的销售额3/4在美国产生，欧洲各国位居全球第二，占比达到12%，而日本紧随其后，位居第三。相比欧洲和美国，国内的3D打印设备保有量存在很大的差距，截至2011年，国内的3D打印设备保有量占全球的比重为8.6%，表明国内推广这一技术的应用还相对缓慢，如图3-2所示。

而从3D打印设备的销售量可以看出，2011年末，工业级3D打印机在全球的销售量是4.9万台，美国制造了近3/4，欧洲各国和以色列的份额分别是10.2%和9.3%，中国生产的设备与日本差不多，占比仅为2.6%。

但值得注意的是：根据2011年的数据，关于3D打印设备的出货量，中国已经超过日本，占比提升至5%。同时，关于这一领域的销售份额，美国具有绝对优势，但美国的份额的确呈现下降态势。从技术应用的角度来看，3D打印目前可以应用于航空、国防、交通工具、医疗、工业设备、教育、珠宝、建筑和消费者产品市场。具体占比分布见图3-3。

根据2011年沃勒斯报告看出，随着3D打印技术的不断发展进步，其产品越来越多地应用于航空、航天和医疗等高附加值的行业，而在交通运输和个人消费电子品领域，3D打印设备的应用也仍然保持着较高比例。

此外，如图3-4所示，3D打印技术用于直接制造的比例呈现逐年上升的态势。归其原因可能基于两个方面，一是3D打印技术具有先天优势，个人创新得到有力促进，逐渐扩大了市场的规模；二是基于3D打印技术发展的完善，逐渐扩大适用于传统工业的直接制造领域的范围。

从产品结构来看，国外对于个人应用和工业应用同样重视，基于沃勒斯2011年报告的统计数据来看（如图3-5），在2011年，个人3D打印设备的销售量为23265台，增长率约为289.2%，同期工业用的3D打印设备销售6494台。

从公司的角度来看，在目前全球主要的3D打印公司中，3D　Systems和Stratasys公司两大巨头组成了第一梯队，生产了全球半数以上的3D打印机；EOS和Envisiontec等公司则在各自领域（如原料设备等）都有较突出表现，成为了第二梯队；此外还有众多提供服务或尚需引进技术设备的发展中小型企业构成第三梯队。

3D　Systems和Stratasys公司，两者均成立于上个世纪80年代。1986年，查尔斯·胡尔（Charles　W.Hull）开发出了光固化技术（SLA），并成立了3D　Systems公司。1989年，斯科特·克伦普（Scott　Crump）开发出了熔融沉积成型（FDM）技术，并依此设立了Stratasys公司。此后，两家公司又通过并购和研发获得了一些新型技术专利，真正成为3D打印产业的龙头企业。

两家公司在全球3D打印市场中的统治地位主要体现在专业3D打印机领域，两者合计就占据了2010年全球专业打印机销量份额的74%，其中Stratasys占56%，3D　Systems占18%，见图3-6。除此之外，作为个人打印机市场龙头企业的3D　Systems，2010年出货量统计为2500台（占个人打印机全球销量的42%）。而专注于专业打印机生产销售的Stratasys则没有将生产销售重点放在个人打印机终端。

Stratasys和3D　Systems不同还在于发展模式上。3D　Systems主营业务除打印机系统生产销售之外，还主打3D打印材料以及3D打印服务两个业务。从营业业绩上来看，三项业务基本上平分秋色。Stratasys在业务上很少涉及3D打印服务，而是更加专注于打印机系统的销售。此外，在公司扩张策略运用上，3D　Systems偏好于强力并购的发展模式，主要通过并购获取其它技术专利，同时将自己的业务范围逐步从专业打印机领域扩展到个人打印机领域（如收购BfB等），进而加强自身的服务业务（如收购Shapeway等）。而Stratasys很少进行并购行动，业务更是一直专注于专业打印机只是辅以少量服务而已。3D　Systems和Stratasys的并购历史见表3-1。

3D　Systems最初并不涉足个人打印机生产销售而仅生产专业和工业级别的打印机，此后通过并购个人打印机生产销售企业如Z.Corp、Vidar，开始涉足个人打印机领域。3D　Systems最初依靠光固化技术（SLA）起家，紧跟其后又通过并购和研发获得了关键技术，如激光选择性烧结、熔融堆积、多喷头三位打印（MJM）等技术。3D　Systems的产品无论是个人领域还是专业领域都很多，个人打印机包括Cube、ProJet1500等，专业打印机包括ProJet　3500　3D、ProJet　7000等，工业打印机包括sPro,　iPro等系列产品，见图3-7。3D　Systems公司2012年实现营业业务收入为3.54亿美元，与2011年相比，收入增加了53.5%，实现毛利润高达181.2亿美元的收入，与2011年相比增加66.2%。

3D　Systems和Stratasys作为两家龙头企业可看做3D打印行业发展的风向标。目前，欧美龙头企业领跑3D打印市场，2012年3D　Systems和Stratasys的产值已稳占全球3D打印行业收入规模的25.81%；同时从工业级打印机的出货量来看，Stratasys（加上最近合并的Solidspace和Objet）、3D　Systems等的出货量份额高达75%，见图3-8、3-9。因此说，在行业数据极其有限的情况下，可以将这两家龙头企业的发展状况看作是我们观察3D打印行业动向的风向标。

Stratasys公司作为全球最大的专业及工业级3D打印机生产商，截止2012年底，Stratasys总共实现销售3D打印设备29816台。其中，2012年Stratasys实现销售3D打印设备3357台，与2011年的2602台相比销量增加了29%。虽然2009年受到了金融危机的影响，但Stratasys在这之后，主营业务收入及利润均呈现大幅度上升，年复合增长率高达16.7%。2012年Stratasys收入高达2.15亿美元，与2011年相比大幅增长38%，毛利润也增长33.4%，达到1.09亿美元。

众所周知，Stratasys公司靠熔融堆积技术（FDM）起家，开发了uPrint、Dimension和Fortus等几个品牌的系列产品。2011年Stratasys又收购了Solidscape，获得了该公司DoD核心技术及其一系列产品经营权。2012年12月，Stratasys实现了与以色列公司Objet合并，又继承了Objet公司利用Polyjet技术生产的系列产品经营权。现在Stratasys公司在世界各国拥有500多个专利，涉及多个领头专业及工业级打印机生产商，其主要产品见图3-10。

按照用途及容量，Stratasys的打印机产品可以划分为Idea、Design和Production三个系列。Idea系列主要提供桌面级的专业打印机，容量最小，旗下包括MoJo和uPrint两个品牌，均采用成熟的熔融堆积（FDM）技术，主要功能用于教学以及建立概念模型等。Design系列主要包括合并前Stratasys的Dimension家族系列产品和Objet公司的多个产品，主要功能用于快速建模和企业的设计研发过程，主要有Dimension、Connex、Eden和Desktop共四个品牌。其中Dimension品牌产品采用传统的熔融堆积技术，使用材料是ABS塑料，打印出的产品韧性强度都很高，主要用于产品研发环节的适合度和功能检验；另外三个品牌则主要采用Objet公司的Polyjet技术，打印出的产品具有精确度比较高，表面极其光滑，能够精确地打印出构造较复杂的产品等优点，从容量上来看，Connex的容量最大，Eden次之，Desktop最小。Design旗下Production系列的产品可以应用于工业生产成品零件，主要包括Fortus和Solidscape两个品牌，采用新兴堆积熔融技术的Fortus打印机拥有最大容量和最多的材料选择，以最大的Fortus　900mc为例可以精确打印出直径近1.4米的零件，而采用原Solidscape公司的DoD技术更专注于消费和电子行业高精度零件的生产。

从发布的2013年中报业绩来看，3D　Systems实现了37.97%的环比增长，与此同时，Stratasys则实现115.84%的环比增长。但实际上，无论是3D　Systems还是Stratasys较高的增速很大程度上都来自于收购并购的影响。我们以3D　Systems为例（见图3-11），最近三年中报的收入增速分别为54.3%、56.8%和38%，但如果剔除收购并表的影响，其内生增速仅分别为24.3%、22.8%和26.3%。我们再看Stratasys，它2012年底收购以色列著名3D打印公司Objet的并表因素导致中报大增116%，公司发布的二季度业绩快报也显示表明，二季度同比内生增速仅为20%而已，见图3-12。

还有一些其它具有全球影响力的3D打印领域的公司。例如，一些从事个人打印机制造的公司也取得了不错的市场反应和销售收入。Printrbot是美国人Brook　Drumm于2011年末创立的打印机生产项目。项目的创始资金是通过创意方案的众筹网站平台Kickstarter募集的，从2011年11月17日到12月27日短短一个月时间便接到了830827美元的资金，是Kickstarter当时募集资金最多的项目。Brook　Drumm设计了最简单最容易组装的Printrbot系列打印机组件，购买者用不到一个小时的时间便可以用购买的全套组件组装成一台打印机，一套打印机组件的价格最高不超过800美元，最低能低至300美元。Printrbot也提供组装好的打印机，价格大约要比同一型号未组装的组件贵150～200美元。

截止到2013年6月，Printrbot共有4种型号的打印机，分别是Printrbot　Simple（图3-13左图）、Printrbot　Jr（图3-13右图）、Printrbot　LC和Printrbot　Plus，其中卖得最好的是Printrbot　Jr（全套组件售价400美元）。打印机都是采用熔融堆积技术。2012年项目第一年公司就卖出了3000台的打印机，销售额达到100万美元，绝大多数的销售来自12月和2013年1月这两个月。Printrbot将目标对准学校，是希望让更多学校使用它们的高性价比3D打印机。

MakerBot　Industries公司自Bre　Pettis于2009年在纽约创立以来就一直遵循迅速扩张的轨迹。从2009年到2011年公司占据了16%的3D打印机市场份额。在2011年，Makerbot拥有21.6%的市场份额，到2012年，MakerBot估计它的份额已经跃升到25%以上。目前，世界上有超过15000台MakerBot3D打印机。MakerBot　2011年8月从投资者那里融资了1000万美元，其中包括亚马逊的创始人杰夫·贝索斯得。MakerBot现在主推的产品是Replicator　2（售价2199美元）和高级版的高端产品Replicator　2X（售价2799美元），打印出的产品已经能达到非常高的精度，可以实现非常复杂的物品打印。

Type　A　Machines则是美国一家2012年刚刚成立的3D打印机生产公司。公司现有机型Series　1，售价1695美元，被《Make》杂志评为中等型号的最佳个人打印机。公司发展迅猛，仅2012年1月份Type　A就卖出超过100台Series　1打印机，发展潜力很大。

波兰的Trinity　Labs公司创立于2011年，制造的是RepRap打印机。2012年公司卖出了MendelMax型3D打印机的350个工具包，但是由于组装打印机需要400个零部件，这款机型很难让消费者接受。2013年1月Trinity　Labs开始卖Aluminatus型3D打印机，拥有320mm　x　320mm　x　350mm打印容量，这是目前市场上构建容量最大的3D打印机，售价仅为2200美元。

以Shapeways为代表的是专注服务模式的公司，该公司通过社交网络将“全价值链”搬到线上，并不直接出售打印机。通过网站的注册，用品可以购买现有的3D设计图，也可以将自己的产品进行设计上传到网站，对原材料进行选择和购买，然后就可以下单，打印出来的成品就由公司送货上门。

2.中国3D打印产业市场现状

相比全球市场而言，中国区市场规模目前还偏小。2012年，全球3D打印的市场规模达到22亿美元，如图3-14所示，中国3D打印市场规模只有3亿美元左右，占比约10%。但是，在近年中国有希望跃升为全球最大的3D打印市场。亚洲制造业协会首席执行官、中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军表示，未来三年内，中国的3D打印市场可能由当前的3亿美元上升至20亿美元。美国沃勒斯公司作为全球3D打印产业的权威研究机构，其总裁特里·沃勒斯在会上也表示，中国的3D打印市场具有很大的潜力，但中国离全球相关最大市场还有一段距离，还需要较长时间才能达到这个目标。

从技术发展的角度来说，如前所述，国内的技术发展水平其实并不落后于国外，某些领域甚至处于世界领先水平。但从产业化的程度来看，国内产业化程度较低。

国内主要有两类产业化平台，第一类的发展模式是“产学研”共建，依托高校和科研机构，即高校系。武汉滨湖机电技术有限公司、陕西恒通智能机械有限公司、北京太尔时代科技有限公司以及北京殷华激光快速成型与模具技术有限公司都是代表性的公司。第二类公司主要是依托海外技术背景，如北京隆源、湖南华曙高科公司，即海归系。

20世纪90年代中期，中国进入快速成型设备使用和3D打印技术产业化的第一个**，一些大型电子设备厂商、汽车厂商开始“尝鲜”，涌现出了一批以高校为代表的企业。

1992年清华大学研制出了国内第一台快速成型设备，1993年产学研项目，即北京殷华公司成立。公司研发力量主要依托清华大学激光快速成形中心，该中心拥有博士生导师2人、教授4人、博士25人、硕士15人的强大科研队伍，使公司科研水平在同行业得以保持高水平。同时，公司也非常注重科研成果商品化，在上海，广东建立了分支机构，在韩国设有代理机构，形成了较为完备的销售及服务体系。

1993年，宗贵升回国，其主修激光快速成型，与隆源实业在中关村合作创办隆源自动成型系统公司，与高校企业开始探索中国3D打印的发展以及未来趋势。截止2013年2月，隆源公司已经销售出了256台打印设备，收入近1900万元，其中销售机器近1100万元。北京隆源自动成型系统有限公司是独立于高校体系外不多的行业先驱。

华中理工大学也在1996年成立自己的快速成型企业—武汉滨湖机电技术产业有限公司。华中理工大学1991年开始快速成型技术的研究，1994年成功开发薄材叠层快速成形系统样机HRP-I，这是我国第一台快速成型装备。公司以华中科技大学快速制造中心为依托单位，生产LOM、SLA、SLS、SLM系列产品并进行技术服务和咨询，是目前国内生产快速制造装备品种最多的单位，所开发生产的大型激光快速制造装备具有国际领先水平，先后获得国家科技进步二等奖，2011年国家技术发明二等奖等多项权威奖励，该技术被评为2011“中国十大科技进展”。2013年，成功开发出工作台面1.4m×1.4m四振镜四激光器选择性激光粉末烧结装备。

以西安交大先进制造技术研究所为技术支持的陕西恒通智能机器有限公司，1997年研制并销售出国内第一台光固化成型机。公司作为教育部快速成型工程中心的产业化实体，注册资金为2796万元。主要研制、生产和销售各种型号的激光快速成型设备、快速模具设备以及三维反求设备，同时从事快速原型制作、快速模具制造以及逆向工程服务。

迈入21世纪，快速成型制造被国家列入高职教育的培养方案，掀起教育界对此类设备的采购热潮，滨湖和殷华等企业得到成长的空间。

目前，北京殷华、北京隆源、武汉滨湖机电和陕西恒通等企业的客户遍布医疗、泵业、航天、机械、发动机、船舶、汽车等行业，其中包含诸多知名企业如凯泉泵业、山河智能、玉柴和东风汽车等。

2003年，太尔时代公司由北京殷华公司的几个管理者创办，初期为主的是以生产十万元到五十万元工业级设备。2010年太尔时代开始生产桌面级设备，已经累计出口近4000台名为“UP！”的产品。根据美国咨询公司Wohlers　Associates的报告，太尔时代2011年5000美元以上级别的3D打印设备销售量在全球排第七名，占全球总销量的4%。基于公司总经理郭戈的介绍，虽然有开源技术，但许多自主技术在其桌面级已经应用，尤其是软件方面都有自主开发。

目前全球可以实现激光快速成型飞机用钛合金承力结构件的机构屈指可数，北京航空航天大学王华明教授团队即是其中之一。下游大型铸锻件的加工制造是北航团队产业化的突破口，2010年和2012年与中航重机、南风股份合作分别成立子公司。基于核电火电和军工航天行业的优势，通过与这两个伙伴合作，对未来的需求进行锁定。对于合作的项目，两家公司的投资都较大，规划至2015年分别达到5亿元的体量。

2011年7月，以西北工业大学凝固技术国家重点实验室为技术依托的西安铂力特激光成形技术有限公司成立，它是西北工业大学科技成果转化的重要基地之一。公司注册资金约4000万元，现有员工50余人，其中研发人员30余人，具有高级技术职称或研究生以上学历达20余人。公司主要从事高性能致密金属零件的激光立体成形制造，以及金属零件的激光修复再制造，涵盖各种钛合金、高温合金、不锈钢、模具钢、铝合金等材料，公司拥有各种激光成形及修复设备10多套，激光器功率涵盖300W～8000W。公司拥有授权的中国发明专利12项，其中国防发明专利1项，实用新型专利5项，计算机软件著作权2项。

湖南华曙高科技有限责任公司（Hunan　Farsoon　High-Technology　Co.，Ltd）由全球增材制造技术专家许小曙博士[AMUG协会（Additive　Manufacturing　Users　Group）亚太区理事、AMUG协会终身成就奖获得者、R＆D100奖获得者]于2009年创办，是工业级3D打印技术的领航企业。公司专业从事选择性激光烧结（SLS）设备制造、材料研发生产和加工服务，服务于汽车、军工、航空航天、机械制造、医疗器械、房地产、动漫、玩具等行业。公司集合了一批具有国际一流水平的从事增材制造、高分子材料、计算机软件、机械制造等行业拥有丰富经验的专家及海外留学归国人才，组成了具有行业领先水平的技术研发与生产团队。

2012年，公司研制出高端选择性激光烧结尼龙设备，成为继美国3D　Systems公司、德国EOS公司后，世界上第三家该项设备制造商；同时，华曙高科成功研制出选择性激光烧结尼龙材料，成为继德国Evonik公司后，世界上第二家该类材料制造商；华曙高科是一家既制造设备，又生产材料，还从事终端产品加工服务，独立构成了选择性激光烧结技术（SLS）完整产业链的企业。

2012年以来，随着3D打印应用前景逐渐明朗，资本市场上对其关注程度也越来越高，主要上市公司介绍如下（资料来源百度百科）：

（1）银邦股份（300337）：飞尔康成立3D打印轻金属研发中心

2012年8月15日，《关于合资成立飞尔康快速制造科技有限责任公司的框架协议》由该公司与无锡安迪利捷贸易有限公司签订，无锡安迪利捷贸易有限公司实际控制人是吴鑫华。公司主要经营高精度粉末冶金零件、医疗器械零部件、粉末材料、高密度、各类新材料与复杂部件的研发、生产、销售、技术服务和咨询业务；飞尔康主营业务中仅有部分产品涉及到激光快速成型技术。

2013年6月14日，公司公告中澳轻金属联合研究中心（3D打印）成立。2013年6月9日，飞尔康快速制造科技有限责任公司、中国科技部国际合作司与澳大利亚驻华大使馆共同为“中澳轻金属联合研究中心（3D打印）”揭牌，宣告中澳轻金属联合研究中心（3D打印）正式成立。在中国国务院副总理刘延东和澳大利亚总理吉拉德共同出席澳大利亚政府举行的中澳建交40周年活动时，中澳轻金属联合研究中心（3D打印）续签的《关于科学与技术合作的谅解备忘录》是活动的内容之一。中国和澳大利亚双方科技部为此研究中心的挂牌提供了大力支持；中澳轻金属研究和开发方面的知名专家和学者在研究中心汇集，对于轻金属的研发，更高层次的创新发展平台被搭建，双方在金属3D打印领域的设计研究工作得到持续深化，新一代轻合金材料及添加材料制造技术的工艺和方法得到建立，轻金属的持续发展获得强有力的推动。

（2）海源机械（002529）：两款3D打印机接受客户预订

2012年12月24日，《建立“海源3D打印制造实验室”合作意向书》由公司与昆山永年签订，昆山永年设计并制作3D打印试验平台、并提供技术支持与培训。签订《意向书》主要目的是开展对复合材料、硅酸盐和陶瓷等材料3D打印制造工艺技术的研究合作。2013年3月7日，《3D打印成形平台购销合同》由海源机械与江苏永年激光成形技术有限公司、昆山永年先进制造技术有限公司签订，合同总金额241万元，最终交货时间为收到预付款之日起5个月、调试周期为3个月。“3D打印制造实验室”所需的硬件平台建设和相关人员培训将由公司启动以及建立，在购买的设备顺利交付、投入使用之后，公司的基础条件如复合材料、瓷、硅酸盐等材料，3D打印制造工艺技术研究等都将会具备，公司“3D打印制造实验室”也将顺利建成和投入运转。

昆山永年先进制造技术有限公司成立日期为2012年3月28日，法定代表人颜永年，注册资本100万元，经营范围包括先进制造技术和重型装备、工业机器人、微滴技术、激光加工技术、激光成形技术、机械预应力技术与装备、快速制造和快速成形技术与装备等；江苏永年激光成形技术有限公司成立日期为2012年12月13日，法定代表人颜永年，注册资本2500万元，经营范围包括3D打印技术、激光成形技术、电子束成形技术、工业机器人技术等；昆山永年持有江苏永年60%的股权。

在2013年6月14日，海源机械第二届董事会第二十一次会议审议通过了《关于投资设立参股子公司福建海源三维打印高科技有限公司以及涉及关联交易的议案》。为了推动公司在该技术上的工艺研究及应用，计划与福州昌晖自动化系统有限公司、高群、林晓耕、雷远彪、张益晗等五方签订《关于合资成立福建海源三维打印高科技有限公司的协议》。海源机械计划使用自有资金出资450万元，占福建海源总股本的45%；技术及管理团队成员高群、林晓耕、雷远彪、张益晗等四方出资总额为510万元，该团队占51%控股地位，先拿出102万现金出资，其余以其共同拥有的专利与非专利技术的知识产权来作为出资。

2013年6月18日，在第十一届中国海峡项目成果交易会上，当年5月份研制出的两款工业用和家庭用3D打印机样机由公司及海源三维打印公司联合展出。公司与意向客户深入沟通交流了相关3D打印机业务，个人客户的家庭用3D打印机意向订单已经被海源三维打印公司接到。本次展示的HY-FDM695打印机是福建首台超大型工业级3D打印机，每台价格为25.8万元，还有一款家用3D打印机，每台价格为0.98万元。

（3）机器人（300024）：激光快速成型系统实现销售

2013年1月25日，公司发布“关于激光快速成型系统（3D打印）业务说明的公告”，从2002年公司就开始接触快速成型技术，成熟应用在汽车零部件的逆向工程中。由于积累了长期的经验，快速成型技术的原理基本被公司掌握，通过快速成型技术的应用，设计了第一代自有品牌机器人的产品外观，并进行评估。2007年，公司掌握了激光熔覆关键技术，高功率激光装备业务得到重大的突破，成功将业务范围拓展到激光再制造领域。2011年末，激光快速成型系统中数控机床的设计工作由公司完成，公司开发了数控控制系统和数控机床的运动系统，并研究了熔覆质量、保护气体和保护方法。2012年三季度末，激光切割、激光熔覆、激光打标、激光加工以及激光显示业务快速发展，丰富了激光产业链，公司在此方面具备一定的优势，比如依托激光加工工艺技术，使得激光发展的前沿技术能够持续开发，可研制出激光快速成型设备。此设备主要应用于航空航天、船舶等高端装备制造领域，具有较高的成本。

当前，公司已经拥有一般激光3D成型技术（激光3D打印机技术）和国际领先的激光快速直接成型制造技术。激光3D打印机技术成型的零件用于新产品外观验证、设计验证、新产品样件、功能验证和工程分析等；而国际领先的激光快速直接成型制造技术即直接或间接制造具有完全使用功能的零件。公司在加工头、保护气氛、在线检测、送粉控制、激光器、分层软件、过程监控和成型后处理等各个环节中拥有自己的核心技术。对于航空航天领域的多个主承力构件和发动机叶片项目，公司成功为其提供激光快速成型设备。2012年末，关于激光快速成型系统和相关业务，公司合同累计金额超过5000万元。

（4）中航重机（600765）：激光快速成型技术产业化正常推进

在2010年10月8日，公司第四届董事会第六次临时会议审议通过了《关于投资激光快速成形项目的议案》，同意公司与中航投资、沈阳万家利车轮制造有限公司三家公司以现金或实物资产出资组建中航沈阳先进制造有限公司；在2010年12月20日，经沈阳市工商局注册登记，中航（沈阳）高新科技有限公司成立，注册资本为15295万元，公司以现金形式出资5000万元（32.69%）、中航投资以现金形式出资3000万元（19.61%）、万家利以厂房土地等实物和无形资产出资7295万元（47.7%）。中航投资是公司的关联方，公司持有中航高新的32.69%股权，行使实际控制人权利。

2011年7月18日，第四届董事会第十二次临时会议审议通过《关于公司与控股子公司中航（沈阳）高新科技有限公司对外投资设立激光项目公司暨关联交易的议案》，同意公司与王华明及其研发团队、中航投资控股有限公司、北京北航资产经营有限公司和北京工业发展投资管理有限公司共同投资，成立中航激光成形制造有限公司。2011年12月，由北京市工商行政管理局核准，中航激光完成工商注册登记手续，领取了营业执照。中航天地激光科技有限公司为中航激光的最终名称，注册资本是10000万元，其中中航高新持股31%、北航资产持股10%、公司持股20%、王华明及团队持股30%（王华明个人25%）、中航投资持股5%、北京工业投资持股4%。中航激光为公司的控股孙公司。

按照当初规划，“激光快速成形项目”注册资本金为1.54亿元，科研费拨款1亿元，无银行贷款；项目2012年投产，预计2012-2015各年营业收入1.74亿元、2.32亿元、2.9亿元、5.8亿元，2020年预计营业收入23亿元，2025年预计营业收入40亿元。按照公司2012年披露的年报，中航天地激光科技有限公司完成了管理团队组建、关键岗位招聘等基础工作，项目一期厂房代建工作即将完成，军品生产资质、北航无形资产出资等关键工作正常推进；2012年实现营业收入437万元，实现利润总额15万元，实现净利润8万元。

2013年1月18日，公司公告，由于钛合金大型复杂整体构件激光成形技术研究的卓越成就，王华明教授获得2012年度国家技术发明奖一等奖，于当日在人民大会堂接受颁奖。此奖项高度赞扬了王华明教授本人的科学成就，同时也从国家层面，充分认可了中航天地激光科技有限公司拥有的激光快速成形这项创新型工艺技术。

中航投资（600705）的股东是中国航空工业集团公司，是公司的关联方，直接持有中航激光5%股权，间接通过参股公司中航高新（参股19.61%）持股中航激光31%股权。2013年6月21日，中航投资公告：为推进激光快速成形技术产业化进程，单方面增资为1011.68万元，其中1000万元计入注册资本金，11.68万元计入资本公积金。本次增资完成后，中航投资有限公司直接持有天地激光的13.74%股权，并间接持有天地激光的5.53%的股权（按照持股比例套算），合计持有天地激光19.16%的股权。

（5）南风股份（300004）：重型金属构件电熔精密成型技术正在研发

2012年8月24日，南风股份第二届董事会第八次会议审议通过了《关于控股子公司＜重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目可行性分析报告＞及对其投资的议案》。南风股份控股子公司，即佛山市南海南方风机研究所有限公司（后改名为“佛山市南方增材精密重工有限公司”），为进一步增强南方风机研究所在新技术、新材料和新工艺方面的整体实力，提升企业品牌和市场竞争能力，决定投资“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”。项目将以国家核电、化工、火电、船舶等重大工业装备制造领域的蓬勃发展为契机，重点研究和开发重型金属构件制造新技术及产品。项目总投资为16760万元，由公司自筹资金；建设期2年，第一年产能按正常产能40%计算，生产运行期第二年产能按正常产能80%计算，生产运行期第3年产能达到正常生产产能100%，正常每年生产电熔精密成型重型金属构件产品约3500吨，预计正常生产实现年销售收入5亿元，净利润1.217亿元。

根据公司2012年报，佛山市南方增材精密重工有限公司作为控股子公司，正在按计划分步骤、分阶段地进行“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”，经过研发团队的大量前期研究，在项目工程化关键技术上已经取得了一定突破性进展，完成了直径大于2m、重量超过10吨的低合金钢重型构件缩比件的电熔精密成型制造；同时，对于重型金属构件批量产业化大型成套装备系统，掌握并完成了其设计及优化。2012年，南方增材实现营业收入为41.4万元、净利润为-67.25万元。

2013年5月22日，公司就控股子公司“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”说明如下：公司控股子公司佛山市南方增材精密重工有限公司，正在实施的“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”处于研发阶段。基于该项目具有很高的技术含量，存在不确定的产业化实施，预计对2013年的业绩不会发生较大的影响。

3D打印的产业链分析

从3D打印产业链构成的角度看，产业链的上游包括精密机械、数控技术、信息技术、材料科学和激光技术，产业链中游主要包括3D打印设备的生产，产业链的下游主要有三维模型设计服务和打印产品应用。

1、国外3D打印产业链分析

3D打印设备的真正商业化开始于20世纪80年代，凭借雄厚的基础工业实力，国外已经构建了较为完整的3D打印产业链，且在产业链的上、中、下游均有不同级别的企业满足不同层次的需求，见图3-15。

其中，在产业链上游，3D模型扫描硬件设备以FARO公司和Steinbichler公司作为代表；3D模型生成以INUS公司和Geometry公司为代表；数据通信以GrabCAD公司为代表；3D模型设计软件以Autodesk公司为代表，其对软件进行了相应的开发以及完善以支持三维设计；在数据修复领域，以MATERIALISE公司和NetFAbb公司为代表；在材料领域，以巴斯夫、杜邦和亨斯迈先进材料公司等为代表；中游的3D打印设备领域，以3D　Systems公司和Stratasys公司为代表；下游服务领域以Shapeways公司为代表。产业链上各个公司分工明确，保证整个产业上各项关键技术的良性发展和转化。另外，每家公司根据自己企业发展需要可以选择不同的发展模式，比如以3D　Systems公司为代表的全价值链模式。

3D　Systems陆续收购了25家公司来补充产品线和提升技术实力，其公司包括了从产业链上游的材料、信息，中游的设备制造到下游的具体服务，对于客户，能够提供“一站式”全套增值解决方案，包括软件、硬件、材料、工艺、教育培训和应用支持，其各业务收入情况见图3-16。

以Stratasys公司为代表的企业专注于产业链中游模式，主要生产增材制造，包括桌面打印机、工厂打印机和办公室打印机。2011年公司收入1.56亿美元，净利润2063万美元。2012年4月，以色列3D打印巨头Objet被Stratasys收购，合并后具有14亿美元的市值，并开始向产业链上下游延伸，对3D　Systems公司的霸主地位形成挑战。

2.中国3D打印产业链分析

目前，国内的3D打印企业还处于“单打独斗”的初步发展阶段，产业整合度较低，它所主导的技术标准、开发平台尚未确立，技术研发和推广应用还处于无序状态。而且产业链上游的精密机械、信息技术、数控技术、材料科学和激光技术的核心技术大多掌握在外国的大公司手中。再加上企业规模普遍较小，研发力量不足，所以在加工流程稳定性、工件支撑材料生成和处理、部分特种材料的制备技术等诸多具体环节中仍存在着较大的缺陷，难以完全满足产品制造的需求。上述不足使得我国企业的整体竞争力处于劣势地位。

从介入3D打印产业链的位置来看，银邦股份、海源机械等主要介入上游3D打印材料领域，机器人、江南嘉捷等主要介入中游3D打印机领域，中航重机、南风股份、东方铁塔和高乐股份等介入下游的3D打印服务领域。当然，这只是从目前公开的资料进行分析和判断得出的。实际上，未来这些上市公司是完全可以根据市场情况和公司的实际产品研发进度来考虑，进行产业链的上下游拓展。我们认为，从行业容量来看，未来3D打印行业上游材料和下游服务的空间较大，而中游3D打印机的需求空间相对较小。

3.3D打印产业链下游分析

3D打印产业产业链下游可以归为四种主要应用类型，见表3-3。

（1）用作模型和原型研发的3D打印机

这是目前发展最为成熟同时也是商业化程度最高的应用方向。一般是以树脂、塑料等熔点较低的材料作为原料，主要用于产品的原型设计和试制，对应于机械设备和个人消费品等行业的设计环节。目前，用于模具和原型开发的3D打印商业化是最为成熟的。

如前所述，用于模具和原型开发的3D打印机是目前最为成熟的应用方向，相应的商业化程度也最高。对于世界上最大的两家3D打印企业3D　Systems和Stratasys，此方向是他们最大的需求来源。众多的设备制造企业，在产品设计阶段，为了验证最后的实际效果，是需要快速制作单个的零件来实现原型的设计。而3D打印在制作模具上具有先天的优势，从数字化的模型直接转化为实体，且能够实现较为复杂的构型，降低了制作成本，缩短了生产周期。在这类应用中，由于对材料本身的强度要求不高，更加注重外形，因此可以使用树脂、塑料等熔点低的材料，相应的FDM或者SLA技术更为成熟，成本也低。现在主要的壁垒在于如何控制打印机的成本和方便与用户的交互。这类打印机尺寸可大可小，从入门级到专业级的价格差距也很大，一般在5000到25万美元不等。

（2）用于家庭娱乐的3D打印机

一般为桌面式设备，结构简单，成本较低，主要客户群体为发烧友和DIY爱好者。材料一般是树脂和塑料等。设备技术要求不高，生产厂家众多，未来市场的发展主要取决于成本的下降。

面向个人消费者的3D打印机对于精度要求不是很高，所用材料多以树脂和塑料等为主，使用FDM技术，所以通常较为简单，大多为桌面式设备。这类产品针对的对象是3D打印爱好者，以及学校的教学演示等，潜在的用户规模很大。由于技术门槛低，因此这类应用的商品化程度也较高，制造厂家众多，在国内外的购物网站上也都已经有大量的产品在出售。在软件方面，可以利用开源项目如Arduino和RepRap等作为操作平台，降低了开发成本。

随着生产技术的普及、成本快速下降和更多的应用被开发出来，面向个人消费者的3D打印机市场在未来有望实现高速的增长。

（3）用于个人产品定制的3D打印机

同样是个人的定制化生产，与上一个应用方向不同之处在于更为专业化而非娱乐，面对的对象是医疗设备市场以及传统方式无法制作的工艺品。市场空间很大，目前也已经有较为成熟的商业化产品。

每个人的个体差异，决定了批量制造方式无法生产出适合每一个人的产品，尤其是在对产品精度要求比较高的行业，所以传统的生产方式在医疗设备领域有很大的先天不足。3D打印技术的数字化、分布式和简单流程带来的另一个巨大优势是可定制化的制造，这在医疗设备方向将有着广阔的应用。

这些3D打印机所用材料依然以具有生物相容性的塑料、树脂居多，在精度上和材质方面，比面向个人消费者的3D打印机要求更高，所以价格会更贵，同时需要与3维扫描设备配合使用。

在海外市场上，3D打印在医疗方面的应用还处于起步初期。目前最为成熟的产品是助听器的外壳，通过简单的扫描和打印，就能够生产出贴合不同人耳轮廓的产品。据估计全世界已经有近1千万的使用量。除此之外，人造牙齿、骨骼和关节等人体植入性产品，全世界也已经有了数十万的安装量。

另外，未来人体器官等生物组织的打印也有着极大的潜在市场，但目前仍处于实验室研制阶段，前景还不确定。目前美国Organovo公司致力于此领域的开发，2012年初开始在OTC市场交易，2013年7月11日登陆了纽约证券交易所。

（4）能够直接制作应用产品的3D打印机

这是目前具备最大想象空间和最高技术壁垒的领域，所用材料一般是金属合金，利用激光技术加工直接成型。产品多用于航空航天、高端装备等领域，目前仍处于商业化的初期阶段。

市场最为关注的还有用3D打印技术直接生产零件，特别是以钛合金为代表的零部件。其优势除了通常的能够避免铸造锻压等周期较长的生产过程，以及制造复杂曲面外，还包括能够控制合金在零件不同部位的配比，制造出功能梯度材料。但由于金属熔点高、热膨胀系数大，因此为应用3D打印技术带来很大的困难。所以虽然已经有20多年的研究，但是仍未能得到大量应用，商业化过程刚刚开始。

技术困难导致了此类设备的价格很高，所以其应用局限在了航天航空和高端装备领域上的个别零件。另外，制造出的零件在力学性能上还有待全面的检验，包括静态下强度以及疲劳性能等。但此方向才是真正的“第三次工业革命”的意义所在。

3D打印的市场除设备本身外，服务和耗材也是重要的组成部分。无论是对于想要体验3D打印产品的个人用户而言，还是小规模的偶尔进行产品设计的生产企业，相较购买整套打印设备的高投资而言，通过各种3D打印服务来满足需求的方式更加经济。所以，所有的3D打印设备生产商，几乎都会提供产品加工服务，而且在其收入中占有的份额非常可观。

Shapeway是在线服务的网站，个人消费者是主要客户。线上有8000家商品设计服务商设计产品，并通过3D打印机在当地生产和销售，目前注册用户已达23万。2010年至2012年6月份，一共生产超过了100万件商品。公司在荷兰、纽约和西雅图等地都设立有制造中心提供打印设备。

除了线上服务外，线下服务更加贴近用户，也是重要发展方向。近期UPS开始在圣地亚哥的6家商店内提供3D打印服务，我国不少城市也开设了3D打印体验店，提供客户3维扫描打印服务，但价格依然较贵，10厘米左右的人像大概在1千元左右。

虽然同是3D打印机，但由于以上四类应用要求不同，从个人消费级到工业应用级，所用的材料和工艺都不同，导致设备价格相差很大。以3D　Systems的产品线为例而言，价格跨度达近千倍。3D打印技术同样也存在着很多天生不足，例如设备昂贵、原材料有限、尺寸有限、大批量生产时无成本优势等。由于各种原因，不同应用处在不同的行业周期内。用于模具和原型开发的3D打印机是最为成熟的，它处于稳步成长期。越来越多的个人用户开始了解3D打印技术，同时低端设备价格也在不断下降，可操作性也逐渐提升，因此，用于个人消费和产品定制的3D打印机正处于快速的上升期。用于医疗领域和商业化个人定制的3D打印机，比用于个人消费的更为专业，目前处于快速成长的初期。直接进行产品制造的3D打印技术仍处于较早期的阶段，而且还有很多技术上的困难，需要时间逐渐去锲入传统的机械设计过程，并且和制造工艺相互融合。

从我国的情况来看，有许多本土小厂商在开发面向个人消费者的产品，所以直接进行产品制造的商业化产品开始萌芽，而用于模具制造的市场面临着与国外厂商的竞争，医疗市场也只是刚刚起步。相比中上游，我国下游的加工应用领域相对成熟一些。尤其是在航天军工领域，对3D打印的需求增长是非常快的。这与航天军工市场所用的零部件比较复杂，且要求快速响应有关。例如，中航重机控股的中航天地激光科技有限公司，通过与北京航空航天大学王华明教授合作，用3D打印技术生产出飞机大型钛合金构件，引来了各方面的瞩目。