3D打印材料是3D打印產(chǎn)業(yè)中不可或缺的一部分，3D打印材料技術(shù)水平直接影響到3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。多方因素助力3D打印材料行業(yè)發(fā)展，我國(guó)3D打印材料市場(chǎng)規(guī)模不斷壯大，在3D打印行業(yè)中的比重也水漲船高。由于3D打印在裝備制造業(yè)中應(yīng)用較廣，金屬類3D打印材料的需求也變得越來(lái)越大，未來(lái)我國(guó)3D打印材料行業(yè)將逐一解決行業(yè)發(fā)展痛點(diǎn)，不斷向更高質(zhì)量，更嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)，更多產(chǎn)品的方向發(fā)展。

3D打印材料產(chǎn)業(yè)全景圖

3D打印材料是3D打印產(chǎn)業(yè)中不可或缺的一部分，3D打印材料技術(shù)水平直接影響到3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)家層面對(duì)我國(guó)3D打印材料行業(yè)重視程度不斷加深，基本形成了較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。

3D打印材料上游為基礎(chǔ)材料供應(yīng)以及初加工，例如有色金屬行業(yè)、橡膠加工行業(yè)、塑料加工行業(yè)、陶瓷加工行業(yè)等，為3D打印材料提供符合標(biāo)準(zhǔn)的原材料。

中游產(chǎn)業(yè)為3D打印材料產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的一環(huán)，通過(guò)各種技術(shù)手段對(duì)原材料進(jìn)行加工，使其成為符合3D打印標(biāo)準(zhǔn)的3D打印材料，目前主流的3D打印材料有金屬粉末材料、光敏樹脂材料、光固化樹脂材料、生物材料、工程塑料材料以及非金屬類材料等等。

下游產(chǎn)業(yè)為3D打印制造，隨著技術(shù)的進(jìn)步，3D打印制造應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越廣泛，應(yīng)用在工程機(jī)械、航空航天、生物醫(yī)藥、汽車制造等領(lǐng)域。

3D 打印技術(shù)最早應(yīng)用于各類原型的快速制造，故在早期也被稱為快速原型技術(shù)(Rapid Prototyping，RP)。早期的3D打印技術(shù)由于材料種類的限制，大多使用有機(jī)高分子材料，其機(jī)械、化學(xué)性能大多難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。

隨著材料技術(shù)與裝備技術(shù)的發(fā)展，將該技術(shù)應(yīng)用于終端零件制造的愿望越來(lái)越迫切，因此不僅對(duì)3D打印裝備提出了更高的要求，對(duì)3D打印材料各項(xiàng)性能的要求也日益提高。

3D打印材料是3D 打印技術(shù)重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，它的性能在很大程度上決定了成形零件的綜合性能。發(fā)展至今，其材料種類已經(jīng)十分豐富，主要種類包括聚合物材料、金屬材料、陶瓷材料等。

政策分析：政策助推市場(chǎng)規(guī)模

隨著全球3D打印行業(yè)的日益發(fā)展，3D打印行業(yè)越來(lái)越受到國(guó)家的關(guān)注，而3D打印材料作為3D打印的先行行業(yè)，在推動(dòng)我國(guó)3D打印整體發(fā)展上扮演著重要的角色。

從積極方面看，國(guó)家層面出臺(tái)了《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2017-2020年)》、《重大技術(shù)裝備和產(chǎn)品進(jìn)口關(guān)鍵零部件、原材料商品目錄》、《國(guó)家支持發(fā)展的重大技術(shù)裝備和產(chǎn)品目錄》、《增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力三年行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020年)》等對(duì)3D打印材料行業(yè)起推動(dòng)作用的政策，這些政策從制定行業(yè)發(fā)展目標(biāo)、給予財(cái)政補(bǔ)貼、列入重點(diǎn)領(lǐng)域等方面對(duì)3D打印材料行業(yè)的發(fā)展給予支持。

從消極方面看，一些標(biāo)準(zhǔn)類政策，例如《定制式增材制造醫(yī)療器械注射技術(shù)審查指導(dǎo)原則》對(duì)3D打印材料提出了一些標(biāo)準(zhǔn)化的要求，在一定程度上設(shè)立了準(zhǔn)入門檻，會(huì)抑制行業(yè)的發(fā)展?？傮w上看，國(guó)家政策對(duì)3D打印材料行業(yè)持支持態(tài)度，一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立在短期上會(huì)產(chǎn)生抑制作用，但在長(zhǎng)期對(duì)提升3D打印材料質(zhì)量，推動(dòng)3D打印材料行業(yè)技術(shù)發(fā)展也會(huì)起到促進(jìn)作用。

2020年11月19日，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì))批準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第2部分：以ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化文件為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化文件起草規(guī)則》等586項(xiàng)推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和2項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修改單，其中包含8項(xiàng)關(guān)于3D打印的標(biāo)準(zhǔn)，分別如下，這些新標(biāo)準(zhǔn)將于2021年6月1日起開(kāi)始實(shí)施。

作為決定3D打印技術(shù)發(fā)展進(jìn)程的一項(xiàng)重要因素，3D打印材料的地位逐漸提高。隨著3D打印技術(shù)的一步步普及，對(duì)于材料的需求也在飛速上漲。據(jù)悉，目前3D打印材料在3D打印行業(yè)中的市場(chǎng)規(guī)模占比約為24.1%，結(jié)合3D打印行業(yè)的整體市場(chǎng)規(guī)模，可以測(cè)算出全球3D打印材料市場(chǎng)規(guī)模。2017-2019年，全球3D打印材料市場(chǎng)規(guī)模逐年上升，2019年全球3D打印材料市場(chǎng)銷售規(guī)模為28.8億美元。

近年來(lái)，我國(guó)3D打印市場(chǎng)應(yīng)用程度不斷深化，在航空航天汽車、船舶、核工業(yè)、模具等領(lǐng)域均得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。3D打印技術(shù)已經(jīng)成為航空航天等領(lǐng)域直接制造機(jī)修復(fù)再制造的重要技術(shù)手段。在汽車、船舶、核工業(yè)、模具等領(lǐng)域成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、快速原型制造的重要實(shí)現(xiàn)方式。

2017-2020年，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年增加，增加速度要略快于全球整體增速，以致于我國(guó)3D產(chǎn)業(yè)占全球的比重在不斷增加。根據(jù)2020年3月賽迪顧問(wèn)發(fā)布的《2019年全球及中國(guó)3D打印行業(yè)數(shù)據(jù)》，2019年，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模為157.5億元，較上年增加31.1%。

市場(chǎng)結(jié)構(gòu)：非金屬材料占主導(dǎo)

2019年，中國(guó)3D打印材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，非金屬材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模25.38億元，占比最高，達(dá)到62%；金屬材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模15.56億元，占比38%。

根據(jù)IDC的對(duì)3D打印材料調(diào)查數(shù)據(jù)，2018年金屬耗材占比為39.4%，低于塑料的40.4%，主要由于金屬打印的產(chǎn)業(yè)化正處于快速擴(kuò)張階段，設(shè)備端的增長(zhǎng)領(lǐng)先于材料消耗的增長(zhǎng)。非金屬3D打印通常使用塑料、樹脂材料等，金屬3D打印通常使用各類合金粉末和線材。

相比傳統(tǒng)制造模式，非金屬3D打印的優(yōu)勢(shì)主要在于無(wú)模化和可定制，但受限于材料性能，其主要用于樣品和模具的生產(chǎn)，量和價(jià)都很難起來(lái)；而金屬3D打印除了具備無(wú)?；啥ㄖ苾?yōu)勢(shì)外，在打印效率和打印質(zhì)量上相比傳統(tǒng)金屬加工工藝均有較為明顯的提升，甚至能夠完成傳統(tǒng)工藝無(wú)法制造的高復(fù)雜度高精密度零部件的打印，具有更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

競(jìng)爭(zhēng)格局：國(guó)外產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程遠(yuǎn)超國(guó)內(nèi)

我國(guó)3D打印材料市場(chǎng)主要由國(guó)內(nèi)大型公司和國(guó)外3D打印材料公司占據(jù)，從材料產(chǎn)品種類來(lái)分，可以分成金屬粉末材料、光固化樹脂、線材和非金屬材料。下面為我國(guó)3D打印材料市場(chǎng)中主要的國(guó)內(nèi)外公司：

根據(jù)前瞻對(duì)公開(kāi)信息的整理，2019年-2020年全球3D核心材料相關(guān)事件仍以工程塑料為主、金屬材料為輔。從全球3D打印材料的事件來(lái)看，國(guó)外的3D材料研發(fā)機(jī)構(gòu)廣泛，覆蓋軍方、大學(xué)和企業(yè)，而中國(guó)的3D打印材料研發(fā)仍集中在科研院所端，產(chǎn)學(xué)平臺(tái)暫未建立。

發(fā)展趨勢(shì)：3D金屬材料欲乘風(fēng)起

眾所周知，塑料材料一直朝著高強(qiáng)度方向發(fā)展，通過(guò)增強(qiáng)塑料強(qiáng)度用來(lái)直接替換金屬用于各類復(fù)雜構(gòu)件，既便宜又質(zhì)輕，從而使塑料材料在3d打印制造中被廣泛應(yīng)用。此外，塑料材料還可以避開(kāi)缺陷向復(fù)合化、功能化方向發(fā)展，特別是實(shí)現(xiàn)多元材料復(fù)合，進(jìn)而賦予塑料特定功能。

例如，通過(guò)3d打印技術(shù)制造工藝復(fù)雜的智能材料、光電高分子材料、光熱高分子材料、光伏高分子材料及儲(chǔ)能高分子材料等新材料；利用生物塑料的生物相容性向醫(yī)學(xué)人體組織發(fā)展，3d打印在細(xì)胞、軟組織、器官及骨骼等方面仍具有巨大應(yīng)用空間，尤其在組織工程應(yīng)用中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

可以預(yù)見(jiàn)，在今后10 年內(nèi)，塑料材料將仍將是不可或缺的3D打印材料，同時(shí)麥肯錫公司(McKinsey & Company)發(fā)布的一份報(bào)告指出，金屬3d打印的市場(chǎng)價(jià)值將在未來(lái)15年內(nèi)飆至100億美元。航空航天產(chǎn)業(yè)為例，金屬3D打印能滿足其對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料和制造工藝的需求，在保證性能的前提下能大幅減輕零部件質(zhì)量，同時(shí)還能有效縮短零部件的制造流程。

金屬 3D 打印工藝中金屬粉末質(zhì)量是影響最終打印部件結(jié)構(gòu)及性能的關(guān)鍵因素之一，目前國(guó)內(nèi)制粉水平接近國(guó)外但仍有差距。金屬粉末質(zhì)量越好，粒徑越小，其打印出的產(chǎn)品致密性、機(jī)械性能越好。

2013年國(guó)外公司3D Systems制出的粉末粒徑為6-9μm，國(guó)內(nèi)鋼研高納2019 年生產(chǎn)粉末粒徑為 10μm。鉑力特公司建成的粉末生產(chǎn)線，可用于其自制的 3D 打印設(shè)備，提高打印產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)鉑力特招股書，其研制粉末粒徑最低為 20μm 左右，與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)公司有一定差距。

金屬增材制造技術(shù)發(fā)展中有三個(gè)重要的因素，設(shè)備、材料和工藝，國(guó)內(nèi)目前在這三方面還有提高的空間。為了擴(kuò)大3D打印技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模，金屬增材制造技術(shù)正在朝著低成本、大尺寸、多材料、高精度、高效率方向發(fā)展。

3D打印的快速增長(zhǎng)主要依賴于建筑、工業(yè)機(jī)械、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)。3D打印技術(shù)的發(fā)展，材料是一項(xiàng)重要因素。目前塑性粉末和光敏聚合物材料在3D打印作業(yè)中的應(yīng)用最為廣泛。由于3D打印科技工具用方向逐步轉(zhuǎn)向最終產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用，金屬打印材料會(huì)占有越來(lái)越多的市場(chǎng)份額，金屬材料份額比重2025年將超過(guò)60%。