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36氪研究院 | 2023年中國消費(fèi)級3D打印產(chǎn)業(yè)洞察報告 

2023-05-11 17:20
核心軟硬件升級推動使用門檻降低,消費(fèi)級產(chǎn)品或成3D打印新賽點(diǎn)。

3D 打印是快速成型技術(shù)的一種,又稱為增材制造技術(shù)(AM),是涵蓋信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、先進(jìn)材料技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)等多學(xué)科的先進(jìn)制造技術(shù),以數(shù)字化控制的方式將材料逐層累積,來實現(xiàn)三維物件構(gòu)建,在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的快速制備、微觀結(jié)構(gòu)的精確控制、打印材料的高利用率等方面具備明顯優(yōu)勢。
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3D打印曾被《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志譽(yù)為推動新一輪工業(yè)革命的重要科技,近年來,3D 打印技術(shù)逐漸趨于成熟,紛至沓來的入局者不斷降低設(shè)備的入手和使用門檻,加快了3D打印機(jī)向C端拓展的進(jìn)程。2021年,我國消費(fèi)級3D打印機(jī)領(lǐng)導(dǎo)品牌創(chuàng)想三維縱維立方兩家企業(yè)成為收入超過10億的3D打印企業(yè);2022年,資本市場遇冷,全年中國企業(yè)融資事件數(shù)量同比下降23%,然而包括魔芯科技、勝馬優(yōu)創(chuàng)在內(nèi)的多個消費(fèi)級3D打印公司先后獲得小米、德石等資方押注,消費(fèi)級3D打印機(jī)已成3D打印行業(yè)新風(fēng)口。

1、發(fā)展環(huán)境

需求快速上漲,消費(fèi)級3D打印機(jī)產(chǎn)銷兩旺

近年來,元宇宙、XR等概念爆火,3D打印作為鏈接物理世界與虛擬世界的重要接口之一,吸引了大批極客、創(chuàng)客、設(shè)計及專業(yè)人士群體,加速了打印速度、3D建模等技術(shù)難題被逐一攻克,為消費(fèi)級3D打印的發(fā)展夯實了基礎(chǔ)。而普通家庭對于3D打印的需求也在快速上漲,帶動行業(yè)產(chǎn)銷雙增。根據(jù)共研網(wǎng)數(shù)據(jù),2022年,我國消費(fèi)級3D打印設(shè)備產(chǎn)銷分別為350.2和135.18萬臺,分別較2017年增長4.8、14.4倍。

除此之外,中國的3D打印品牌正在以工業(yè)級品質(zhì)打開海外消費(fèi)級3D打印市場。美國kickstarter眾籌平臺數(shù)據(jù)顯示,全球眾籌消費(fèi)級3D打印機(jī)項目中金額最高的前5名全部來自中國廠商,其中安克創(chuàng)新(Anker)的AnkerMake M5以888萬美元登頂該平臺的3D 打印機(jī)領(lǐng)域籌集金額歷史第一的位置。
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硬件升級+自研建模軟件降低消費(fèi)級3D打印機(jī)使用門檻

一直以來,消費(fèi)級3D打印機(jī)距離真正走進(jìn)千家萬戶存在諸多掣肘,如打印速度過慢、使用門檻過高等,動輒幾十個小時的打印時間和3D建模、調(diào)試等繁瑣步驟“勸退”廣大普通消費(fèi)者。然而現(xiàn)階段,主流品牌商正通過硬件升級+自研建模軟件的方式加速突破這些困境。一方面,結(jié)構(gòu)和算法的優(yōu)化帶來了打印速度的大幅改善。其中,結(jié)構(gòu)優(yōu)化指的是采用更輕的噴頭、優(yōu)化設(shè)備自身結(jié)構(gòu)設(shè)計,從而使噴頭快速移動,加快打印速度。算法優(yōu)化除了利用“振動補(bǔ)償”技術(shù)來預(yù)測和減輕高速打印導(dǎo)致的噴頭自身的摩擦和振動外,還可根據(jù)不同打印成品的物理形態(tài)計算更短更優(yōu)的打印路徑;另一方面,自研建模軟件則基于AI深度學(xué)習(xí),通過捕捉全局語義信息,并結(jié)合照明和紋理等知識對圖像進(jìn)行識別和優(yōu)化,最大限度地將用戶拍攝的圖像合成為高保真且可3D打印的三維模型,大大降低了前端操作難度 。

扶持政策頻出,我國消費(fèi)級3D打印迎發(fā)展新機(jī)遇

早在2012年,3D打印行業(yè)便被納入“國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃”(863計劃)。此后,國務(wù)院、國家發(fā)改委、工信部、科技部等多部門陸續(xù)印發(fā)了支持、規(guī)范3D打印行業(yè)的發(fā)展政策,從技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、應(yīng)用場景等多方面明確了產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。其中,《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》作為綱領(lǐng)性文件,強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)3D打印行業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),而《首批增材制造典型應(yīng)用場景》的公示則表明國家支持3D打印行業(yè)下游應(yīng)用深度和廣度的不斷拓展,未來或?qū)⒂楷F(xiàn)更多工業(yè)3D打印企業(yè)切入消費(fèi)領(lǐng)域這一藍(lán)海市場。
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2、發(fā)展現(xiàn)狀

產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

當(dāng)前,我國消費(fèi)級3D打印產(chǎn)業(yè)正由導(dǎo)入期邁入快速發(fā)展期,已初步形成覆蓋原材料、核心軟硬件、設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)全鏈條的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系,為桌面級熔融沉積建模、光固化成型等3D打印技術(shù)的創(chuàng)新驅(qū)動提供了廣闊的市場空間和機(jī)遇。
  
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產(chǎn)業(yè)鏈上游是生產(chǎn)所需原材料和核心軟硬件。其中,核心硬件為激光器、主板、DLP光引擎和振鏡系統(tǒng)等,軟件則包括輔助設(shè)計軟件、工程處理軟件、仿真模擬軟件、智能處理軟件等。現(xiàn)階段我國消費(fèi)級3D打印機(jī)相關(guān)軟硬件發(fā)展較為成熟且復(fù)用性較高,而原材料作為3D打印產(chǎn)業(yè)鏈的物質(zhì)基礎(chǔ),將直接影響打印成品的最終質(zhì)量,是產(chǎn)業(yè)鏈上游的核心環(huán)節(jié),由金屬材料和非金屬材料(工程塑料、光敏樹脂、合成橡膠、陶瓷)組成。目前我國高端打印原材料較為依賴進(jìn)口,而主要面向消費(fèi)領(lǐng)域的中低端原材料基本實現(xiàn)自主供應(yīng),截至2022年底,中國3D打印材料專利申請量達(dá)到3079項,占全球的55.88%。

產(chǎn)業(yè)鏈中游為 3D 打印機(jī)品牌商,是消費(fèi)級3D打印產(chǎn)業(yè)鏈的核心。參與主體包括3D 打印機(jī)制造商、代理商等。此外,部分企業(yè)基于自身優(yōu)勢開發(fā)了3D打印服務(wù)平臺,主要面向產(chǎn)品研發(fā)或原型件小批量制造?,F(xiàn)階段,我國消費(fèi)級3D打印企業(yè)總體發(fā)展時間較短,主流制造技術(shù)路徑主要包括FDM(熔融沉積成型技術(shù))、DLP(數(shù)字光處理固化)、LOM(分層實體制造)等,部分設(shè)備在運(yùn)行過程中仍存在故障率高、進(jìn)料系統(tǒng)運(yùn)行卡頓、打印產(chǎn)品精度低等問題。
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隨著技術(shù)和材料不斷突破迭代,3D打印的應(yīng)用場景正由工業(yè)級滲透至消費(fèi)級,逐步形成B、C兩端同步實現(xiàn)規(guī)?;⒕?xì)化、創(chuàng)新化的發(fā)展特點(diǎn)。目前消費(fèi)級3D打印主要應(yīng)用于消費(fèi)品、學(xué)術(shù)/教育、文創(chuàng)等領(lǐng)域,占比分別為43%、34%、10%。在消費(fèi)品層面,追求個性化、定制化商品已經(jīng)成為新的消費(fèi)趨勢,用戶可通過3D打印設(shè)備為自己量身定做而非購買批量同質(zhì)化的產(chǎn)品,從而滿足個人品味和偏好:如采用3D打印彈性材料制作運(yùn)動鞋可以實現(xiàn)根據(jù)材料晶格的疏密布局達(dá)到不同軟硬度需求,通過3D打印生產(chǎn)多觸點(diǎn)按摩頭實現(xiàn)更精準(zhǔn)化按摩體驗。此外,對外觀設(shè)計有較高定制化需求的動漫手辦、玩具、模型,以及無人機(jī)、機(jī)器人等智能化消費(fèi)電子產(chǎn)品同樣可以通過3D打印實現(xiàn),國外甚至還有用戶使用3D打印機(jī)1:1打印出了蘭博基尼跑車。在學(xué)術(shù)/教育層面,3D打印機(jī)作為新型高科技教育裝備應(yīng)用于STEAM教育、創(chuàng)客教育過程中,將生物中的動物解剖、歷史中的文物、數(shù)學(xué)中的幾何、化學(xué)中的分子抽象概念有形化,增強(qiáng)學(xué)生在各個學(xué)科的學(xué)習(xí)體驗和實踐經(jīng)驗。未來隨著入局者不斷增多,創(chuàng)造更深更廣的消費(fèi)級3D打印下游應(yīng)用將成為市場新增量的重要來源。
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市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張,銷售均價下探 近年來,在市場需求和相關(guān)技術(shù)共同催化之下,我國消費(fèi)級3D打印機(jī)的參與者如雨后春筍般悄然而生,上游原材料、核心軟硬件國產(chǎn)化進(jìn)程加速和中游3D打印廠商規(guī)模化生產(chǎn)促進(jìn)了消費(fèi)級3D打印機(jī)成本的逐步降低,從而帶來了銷售均價的下探,推動了產(chǎn)品受眾從B端到C端的延伸,我國消費(fèi)級3D打印市場規(guī)模隨之進(jìn)一步打開。根據(jù)共研網(wǎng)數(shù)據(jù),中國消費(fèi)級3D打印機(jī)市場規(guī)模從2017年的3.56億元增長至2022年的29.74億元,同時均價從2017年的0.38萬元/臺下降至2022年的0.22萬元/臺。
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3、發(fā)展展望

消費(fèi)級3D打印產(chǎn)業(yè)進(jìn)入發(fā)展上升期,未來市場集中度有望不斷提升

目前,我國消費(fèi)級3D打印行業(yè)正進(jìn)入發(fā)展上升期,產(chǎn)品類型眾多且集中度較低。核心龍頭企業(yè)包括主導(dǎo)FDM打印技術(shù)的創(chuàng)想三維和發(fā)揚(yáng)了光固化打印技術(shù)的縱維立方、智能派等企業(yè)。此外,勝馬優(yōu)創(chuàng)、快造科技、魔芯科技、安克創(chuàng)新等新面孔不斷入局使得我國消費(fèi)級3D打印市場呈現(xiàn)百花爭鳴的局面,產(chǎn)品類型眾多且集中度較低。短期來看,隨著市場規(guī)模的不斷增大,消費(fèi)級3D打印產(chǎn)業(yè)鏈將邁向精細(xì)化分工,有望涌現(xiàn)出專業(yè)的材料供應(yīng)商和提供支持服務(wù)的第三方檢測驗證、金融、電子商務(wù)、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等平臺,同時產(chǎn)品設(shè)計服務(wù)向下游消費(fèi)企業(yè)轉(zhuǎn)移。長期來看,伴隨政策環(huán)境優(yōu)化、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立、工藝及技術(shù)演進(jìn),消費(fèi)級3D打印行業(yè)有望持續(xù)向好發(fā)展,頭部玩家會通過合并擴(kuò)張、上下游合作等戰(zhàn)略,加速構(gòu)建技術(shù)、應(yīng)用場景等方面競爭優(yōu)勢,市場集中度有望不斷提升。

來源:36氪研究院
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