3D科學谷的全球戰(zhàn)略合作伙伴-來自德國漢堡的咨詢公司AMPOWER于2021年3月31日發(fā)布了其《2021工業(yè)增材制造的年度市場報告》。該報告分析了2020年全球行業(yè)發(fā)展情況，并提供了未來5年的前景預測。本期，3D科學谷與谷友特別分享《2021工業(yè)增材制造的年度市場報告》中關于中國3D打印研發(fā)市場報告部分。

(該報告可在線獲得，也可以在www.additive-manufacturing-report.com上以PDF格式獲得。)

以創(chuàng)新為“指數(shù)”的冪次方

3D打印行業(yè)的增長依靠研發(fā)的驅動，在3D科學谷看來3D打印對制造業(yè)的升級能力將以創(chuàng)新為“指數(shù)”，應用端的引入深度與廣度為“底數(shù)”，實現(xiàn)一場冪次方的附價值創(chuàng)造革命。

而3D科學谷通過對中國1603家企業(yè)、高校以及研究院的調研情況，增材制造領域，32.1%的調研單位投入在設備的研發(fā)上，48.4%的調研單位投入在工藝與應用的研發(fā)上，17%的調研單位投入在材料的研發(fā)上，0.39%的調研單位投入在軟件研發(fā)上。

而通過3D科學谷的調研情況，雖然2020年大部分企業(yè)的研發(fā)投入在1000萬元以下，3D科學谷發(fā)現(xiàn)相比于2019年，2020年國內在增材制造領域的研發(fā)上資金投入呈現(xiàn)出30%~40%的增幅。另外在復合材料、過程控制、以及人工智能領域的研發(fā)投入開始呈現(xiàn)出加速趨勢，這與之前大部分投入集中在設備開發(fā)領域有了多樣化的變化。

block 特征一：PBF設備邁向多激光、大尺寸

鉑力特自2016年開始單向成形尺寸500mm以上設備的研發(fā)，先后突破了四光束聯(lián)動掃描和拼接等關鍵技術，在圍繞成形質量管控的智能軟件方面也不斷深耕。2020年3月以來，鉑力特先后將多次研發(fā)迭代、實測時間均在幾萬小時級別的BLT-S450、BLT-S500 、BLT-S600推入市場。2020年鉑力特還在深圳設立了華南應用研發(fā)中心。

易加三維的EP-M650四激光設備成功通過了 IN718材質高溫零部件成型測試。永年激光研發(fā)制造超大型SLM設備，成形尺寸為直徑1000mm,成形高度為850mm。

block 特征二：多樣化的加工技術

南京鈦陶智能系統(tǒng)有限責任公司開發(fā)了具有等離子弧噴頭的等離子發(fā)生裝置和三維打印設備。所需的控制系統(tǒng)簡單、精度更高，具有極高的實用性；在噴頭外獲得穩(wěn)定可控的流場，材料適用范圍更廣。

北京機科國創(chuàng)輕量化科學研究院有限公司開發(fā)了具有Z向增強功能的連續(xù)纖維增材制造方法，在復合材料構件內部Z向引入連續(xù)纖維，改善或增強成形復合材料構件的層間性能，使復合材料構件內部纖維結構呈現(xiàn)復雜多樣化，發(fā)揮復合材料各項異性的優(yōu)勢。

砂型3D打印方面，共享智能鑄造產業(yè)創(chuàng)新中心有限公司開發(fā)了打印頭保護裝置、打印頭清洗方法以及3D打印機可避免打印頭出現(xiàn)二次污染及摩擦問題，從而可大幅提高打印頭壽命，同時可降低生產成本。

掃描方面，先臨三維研發(fā)了兩種光源，一機多用的雙藍光手持掃描儀EinScan HX和雙光源彩色手持3D掃描儀EinScan H。該設備使用的是先臨三維新型雙光源混合技術，綜合LED光+激光或LED光+紅外兩種光源的技術優(yōu)勢，達到更好的數(shù)據(jù)結果。

block 特征三：材料市場細分化

國內有諸多單位及高校在研究陶瓷增強金屬復合材料。其中，安徽相邦復合材料與上海交通大學共同研發(fā)生產的陶瓷增強鋁合金粉末，能夠改善粉末流動性，提高激光吸收率，細化晶粒組織，尤其適用于3D打印，適合規(guī)?；a應用。

江蘇大學開發(fā)了基于3D打印制備的石墨烯陶瓷復合材料及其制備方法，采用3D打印技術與微波加壓燒結相結合的方法，在燒結過后，氧化鋁與碳化硅組成納米陶瓷復合材料，石墨烯對碳化硅氧化鋁陶瓷進行了改性，制備出的復合材料具有良好的斷裂韌性、導電與導熱性等。這種方法大大降低了生產成本，具有良好的經濟效益。

西北工業(yè)大學開發(fā)了3D打印氧化鋁陶瓷，氧化鋁粉體材料中引入可光固化3D打印的聚硅氧烷陶瓷前驅體，制得的氧化鋁陶瓷材料燒結后陶瓷的致密度可達99％，致密度更高、缺陷更少。

遼寧冠達新材料科技有限公司開發(fā)出超低氧鈷基變形高溫合金粉末GH5188，GH5188能保證鑭元素的含量，同時金屬粉末具有球形度高，流動性好，粒度分布窄等優(yōu)點。

有很多企業(yè)在材料研發(fā)領域開辟了自己的特色，包括安徽中體新材料科技有限公司（CNPC Power)，四川鑫達企業(yè)集團有限公司（XinDa Group),西安歐中材料科技有限公司(Sino-Euro Materials Technologies)

block 特征四：全流程解決方案及人工智能驅動產業(yè)化發(fā)展

3D打印用于升級制造業(yè)的一大阻力是當前的數(shù)字化鏈條過于片斷化，典型的案例是黑格2020年深度開發(fā)正畸全流程解決方案，整合隱形矯治器全鏈條生產流程，實現(xiàn)高效自動化數(shù)據(jù)處理、自動生產、自動切割的全自動化3D打印流程，實現(xiàn)自動化24小時連續(xù)生產。

增材制造領域，任何不使用AI的軟件驅動技術遲早會被替代。AI是所有的不同層面的競爭力的核心。

安世增材與中科煜宸聯(lián)合開發(fā)的面向金屬增材制造定向能量沉積工藝的專業(yè)工藝仿真軟件AMProSim-DED可以詳細模擬零件分區(qū)、打印路徑以及熔融冷卻的相變過程對增材制造過程的影響，預測增材制造過程中的溫度、應力和變形，優(yōu)化工藝參數(shù)，從而保證3D打印質量和打印效率，避免低效的試錯過程。此外，安世增材還開發(fā)了APRO控制系統(tǒng)以實現(xiàn)連續(xù)自動化生產的控制。

浙江大學開發(fā)了基于機器學習的多層電弧增材制造過程熱歷史的預測方法，浙江大學采用基于多個以雙向長短時記憶網絡為主的基學習器的集成學習模型來擬合單元集激活順序數(shù)據(jù)與單元集溫度數(shù)據(jù)的映射關系，得到的實際輸出數(shù)據(jù)與理想輸出數(shù)據(jù)的吻合度較高，預測精度較高且預測速度快，占用內存小。

block 特征五：高校孵化新技術

脫身于中南大學的深圳升華三維科技有限公司將從打印材料、3D打印機、操作軟件到脫脂爐、燒結爐一整套金屬/陶瓷間接3D打印解決方案推向市場，其大尺寸獨立雙噴嘴3D打印機的開發(fā)，實現(xiàn)兩種不同材料（金屬與金屬、金屬與陶瓷、陶瓷與陶瓷）的復合打印，打印尺寸可以達到500*500*600mm。

根據(jù)3D科學谷的市場調查，還有非常多的高校活躍在3D打印研發(fā)領域，包括：南京航空航天大學、清華大學、華中科技大學、上海交通大學、西安交通大學、浙江大學、浙江工業(yè)大學、西北工業(yè)大學、江蘇科技大學;江蘇科技大學海洋裝備研究院、南京理工大學、哈爾濱理工大學等等

block 特征六：傳統(tǒng)制造商進入3D打印領域

廣東伊之密股份有限公司開發(fā)了spaceA系統(tǒng)，螺桿擠出式增材制造。隨著增材制造進入到增材制造2.0時代（以數(shù)字化庫存，用于生產為特點），將有越來越多的類似于伊之密這樣的跨界企業(yè)進入到3D打印領域，與原有的生態(tài)圈一起共同驅動增材制造的發(fā)展。

總體來說，2020年中國的3D打印投入并未受疫情影響，而是保持了高增長的態(tài)勢，未來有望出現(xiàn)研發(fā)方向上的更多的多樣化與差異化。目前在設備、材料方面的投入比例比較大，在軟件研發(fā)方面的投入比例非常小，目前軟件領域Oqton呈現(xiàn)出發(fā)力趨勢，Oqton提供人工智能生產系統(tǒng)助力智慧工廠。其FactoryO是一個端到端的生產平臺，可緊密連接制造軟件和硬件。

期待中國在將來出現(xiàn)更多的軟件方面的研發(fā)投入。

來源：3D科學谷

3D科學谷的全球戰(zhàn)略合作伙伴-來自德國漢堡的咨詢公司AMPOWER于2021年3月31日發(fā)布了其《2021工業(yè)增材制造的年度市場報告》。該報告分析了2020年全球行業(yè)發(fā)展情況，并提供了未來5年的前景預測。本期，3D科學谷與谷友特別分享《2021工業(yè)增材制造的年度市場報告》中關于中國3D打印研發(fā)市場報告部分。

(該報告可在線獲得，也可以在www.additive-manufacturing-report.com上以PDF格式獲得。)

以創(chuàng)新為“指數(shù)”的冪次方

3D打印行業(yè)的增長依靠研發(fā)的驅動，在3D科學谷看來3D打印對制造業(yè)的升級能力將以創(chuàng)新為“指數(shù)”，應用端的引入深度與廣度為“底數(shù)”，實現(xiàn)一場冪次方的附價值創(chuàng)造革命。

而3D科學谷通過對中國1603家企業(yè)、高校以及研究院的調研情況，增材制造領域，32.1%的調研單位投入在設備的研發(fā)上，48.4%的調研單位投入在工藝與應用的研發(fā)上，17%的調研單位投入在材料的研發(fā)上，0.39%的調研單位投入在軟件研發(fā)上。

而通過3D科學谷的調研情況，雖然2020年大部分企業(yè)的研發(fā)投入在1000萬元以下，3D科學谷發(fā)現(xiàn)相比于2019年，2020年國內在增材制造領域的研發(fā)上資金投入呈現(xiàn)出30%~40%的增幅。另外在復合材料、過程控制、以及人工智能領域的研發(fā)投入開始呈現(xiàn)出加速趨勢，這與之前大部分投入集中在設備開發(fā)領域有了多樣化的變化。

block 特征一：PBF設備邁向多激光、大尺寸

鉑力特自2016年開始單向成形尺寸500mm以上設備的研發(fā)，先后突破了四光束聯(lián)動掃描和拼接等關鍵技術，在圍繞成形質量管控的智能軟件方面也不斷深耕。2020年3月以來，鉑力特先后將多次研發(fā)迭代、實測時間均在幾萬小時級別的BLT-S450、BLT-S500 、BLT-S600推入市場。2020年鉑力特還在深圳設立了華南應用研發(fā)中心。

易加三維的EP-M650四激光設備成功通過了 IN718材質高溫零部件成型測試。永年激光研發(fā)制造超大型SLM設備，成形尺寸為直徑1000mm,成形高度為850mm。

block 特征二：多樣化的加工技術

南京鈦陶智能系統(tǒng)有限責任公司開發(fā)了具有等離子弧噴頭的等離子發(fā)生裝置和三維打印設備。所需的控制系統(tǒng)簡單、精度更高，具有極高的實用性；在噴頭外獲得穩(wěn)定可控的流場，材料適用范圍更廣。

北京機科國創(chuàng)輕量化科學研究院有限公司開發(fā)了具有Z向增強功能的連續(xù)纖維增材制造方法，在復合材料構件內部Z向引入連續(xù)纖維，改善或增強成形復合材料構件的層間性能，使復合材料構件內部纖維結構呈現(xiàn)復雜多樣化，發(fā)揮復合材料各項異性的優(yōu)勢。

砂型3D打印方面，共享智能鑄造產業(yè)創(chuàng)新中心有限公司開發(fā)了打印頭保護裝置、打印頭清洗方法以及3D打印機可避免打印頭出現(xiàn)二次污染及摩擦問題，從而可大幅提高打印頭壽命，同時可降低生產成本。

掃描方面，先臨三維研發(fā)了兩種光源，一機多用的雙藍光手持掃描儀EinScan HX和雙光源彩色手持3D掃描儀EinScan H。該設備使用的是先臨三維新型雙光源混合技術，綜合LED光+激光或LED光+紅外兩種光源的技術優(yōu)勢，達到更好的數(shù)據(jù)結果。

block 特征三：材料市場細分化

國內有諸多單位及高校在研究陶瓷增強金屬復合材料。其中，安徽相邦復合材料與上海交通大學共同研發(fā)生產的陶瓷增強鋁合金粉末，能夠改善粉末流動性，提高激光吸收率，細化晶粒組織，尤其適用于3D打印，適合規(guī)?；a應用。

江蘇大學開發(fā)了基于3D打印制備的石墨烯陶瓷復合材料及其制備方法，采用3D打印技術與微波加壓燒結相結合的方法，在燒結過后，氧化鋁與碳化硅組成納米陶瓷復合材料，石墨烯對碳化硅氧化鋁陶瓷進行了改性，制備出的復合材料具有良好的斷裂韌性、導電與導熱性等。這種方法大大降低了生產成本，具有良好的經濟效益。

西北工業(yè)大學開發(fā)了3D打印氧化鋁陶瓷，氧化鋁粉體材料中引入可光固化3D打印的聚硅氧烷陶瓷前驅體，制得的氧化鋁陶瓷材料燒結后陶瓷的致密度可達99％，致密度更高、缺陷更少。

遼寧冠達新材料科技有限公司開發(fā)出超低氧鈷基變形高溫合金粉末GH5188，GH5188能保證鑭元素的含量，同時金屬粉末具有球形度高，流動性好，粒度分布窄等優(yōu)點。

有很多企業(yè)在材料研發(fā)領域開辟了自己的特色，包括安徽中體新材料科技有限公司（CNPC Power)，四川鑫達企業(yè)集團有限公司（XinDa Group),西安歐中材料科技有限公司(Sino-Euro Materials Technologies)

block 特征四：全流程解決方案及人工智能驅動產業(yè)化發(fā)展

3D打印用于升級制造業(yè)的一大阻力是當前的數(shù)字化鏈條過于片斷化，典型的案例是黑格2020年深度開發(fā)正畸全流程解決方案，整合隱形矯治器全鏈條生產流程，實現(xiàn)高效自動化數(shù)據(jù)處理、自動生產、自動切割的全自動化3D打印流程，實現(xiàn)自動化24小時連續(xù)生產。

增材制造領域，任何不使用AI的軟件驅動技術遲早會被替代。AI是所有的不同層面的競爭力的核心。

安世增材與中科煜宸聯(lián)合開發(fā)的面向金屬增材制造定向能量沉積工藝的專業(yè)工藝仿真軟件AMProSim-DED可以詳細模擬零件分區(qū)、打印路徑以及熔融冷卻的相變過程對增材制造過程的影響，預測增材制造過程中的溫度、應力和變形，優(yōu)化工藝參數(shù)，從而保證3D打印質量和打印效率，避免低效的試錯過程。此外，安世增材還開發(fā)了APRO控制系統(tǒng)以實現(xiàn)連續(xù)自動化生產的控制。

浙江大學開發(fā)了基于機器學習的多層電弧增材制造過程熱歷史的預測方法，浙江大學采用基于多個以雙向長短時記憶網絡為主的基學習器的集成學習模型來擬合單元集激活順序數(shù)據(jù)與單元集溫度數(shù)據(jù)的映射關系，得到的實際輸出數(shù)據(jù)與理想輸出數(shù)據(jù)的吻合度較高，預測精度較高且預測速度快，占用內存小。

block 特征五：高校孵化新技術

脫身于中南大學的深圳升華三維科技有限公司將從打印材料、3D打印機、操作軟件到脫脂爐、燒結爐一整套金屬/陶瓷間接3D打印解決方案推向市場，其大尺寸獨立雙噴嘴3D打印機的開發(fā)，實現(xiàn)兩種不同材料（金屬與金屬、金屬與陶瓷、陶瓷與陶瓷）的復合打印，打印尺寸可以達到500*500*600mm。

根據(jù)3D科學谷的市場調查，還有非常多的高校活躍在3D打印研發(fā)領域，包括：南京航空航天大學、清華大學、華中科技大學、上海交通大學、西安交通大學、浙江大學、浙江工業(yè)大學、西北工業(yè)大學、江蘇科技大學;江蘇科技大學海洋裝備研究院、南京理工大學、哈爾濱理工大學等等

block 特征六：傳統(tǒng)制造商進入3D打印領域

廣東伊之密股份有限公司開發(fā)了spaceA系統(tǒng)，螺桿擠出式增材制造。隨著增材制造進入到增材制造2.0時代（以數(shù)字化庫存，用于生產為特點），將有越來越多的類似于伊之密這樣的跨界企業(yè)進入到3D打印領域，與原有的生態(tài)圈一起共同驅動增材制造的發(fā)展。

總體來說，2020年中國的3D打印投入并未受疫情影響，而是保持了高增長的態(tài)勢，未來有望出現(xiàn)研發(fā)方向上的更多的多樣化與差異化。目前在設備、材料方面的投入比例比較大，在軟件研發(fā)方面的投入比例非常小，目前軟件領域Oqton呈現(xiàn)出發(fā)力趨勢，Oqton提供人工智能生產系統(tǒng)助力智慧工廠。其FactoryO是一個端到端的生產平臺，可緊密連接制造軟件和硬件。

期待中國在將來出現(xiàn)更多的軟件方面的研發(fā)投入。

來源：3D科學谷