Отчет о индустрии 3D-печати в Китае за 2022 г.

Отчет об исследовании 3D-печати

Основное резюме:

3D-печать отличается от традиционного производства материалов. Путем цифрового стереосканирования и послойной обработки модели с помощью цифрового производственного оборудования, аналогичного принтеру, путем непрерывного наложения материалов формируется требуемая твердотельная модель. 3D-печать значительно снижает производственные затраты и повышает эффективность в конкретных областях применения.

По сравнению с 2D-печатью B2C, 3D-печать в настоящее время ориентирована на режим B2B, а также еще больше расширяет индивидуальный и диверсифицированный потребительский рынок B2C.

Металлические и композитные материалы, напечатанные на 3D-принтере, стали тенденцией будущего развития благодаря их превосходным механическим свойствам (жесткость, ударопрочность, портативность и т. д.) и механическим свойствам по сравнению с традиционными материалами. Стоимость производства и производительность материалов по-прежнему являются болевыми точками 3D-печати.

В настоящее время китайское оборудование для 3D-печати в основном ориентировано на формование спеканием/склеиванием (SLS, SLM) и экструзионное формование неметаллического расплава (FDM). Производительность оборудования и своевременность применения — главные болевые точки.

Инновационные прорывы в технологиях и материалах, а также подготовка специалистов по композитам станут ключевыми факторами спирального развития индустрии 3D-печати.

3D-печать -- инновации традиционной технологии

От «уменьшения материала» к «добавлению материала» 3D-печать — это модернизация и инновация традиционной технологии.

3D-печать (3DP) — это своего рода технология быстрого прототипирования, также известная как аддитивное производство. Это технология, в которой используется порошковый металл или пластик и другие клейкие материалы для послойной печати объектов на основе файлов цифровых моделей. В отличие от традиционного производства с уменьшением количества материалов, 3D-печать непрерывно накладывает материалы для формирования требуемой твердотельной модели с помощью цифрового стереосканирования и многоуровневой обработки модели и цифрового производственного оборудования, аналогичного принтеру. По сравнению с традиционными технологиями 3D-печать имеет очевидные преимущества в плане контроля затрат, персонализированного производства, предсказуемости производства и использования материалов при мелко- и среднесерийном производстве.

Сортировка политик индустрии 3D-печати

Политика была введена быстро и активно поддерживалась, способствуя преобразованию концепции «Сделано в Китае разумно».

В настоящее время политика сосредоточена на материалах для 3D-печати, совершенствовании технологий и стандартном строительстве. В 2015 году китайская индустрия 3D-печати открыла возможности для высокоскоростного развития под руководством «Сделано в Китае». Ряд политик, таких как «Сделано в Китае 2025», описывает путь развития индустрии аддитивного производства. 13-й пятилетний национальный стратегический план развития развивающихся отраслей, опубликованный Государственным советом в 2016 году, ознаменовал начало индустриализации. С момента развития 3D-печати в Китае политика поддержки отрасли быстро развивалась. От общей стратегии, областей применения, ключевых технологий до корпоративных стандартов, политическое руководство постоянно совершенствуется, чтобы способствовать развитию отрасли.

Бизнес-модель 3D-печати

2D-печать против 3D-печати

Бизнес-модель 2D-принтера относительно проста, и производители принтеров в основном полагаются на расходные материалы для получения прибыли. Возможные бизнес-модели 3D-печати существуют на пяти уровнях: производственный этап (изготовление 3D-принтеров), материальный конец, конец пресс-формы, конец розничной торговли и конец образца (НИОКР). По сравнению с 2D-печатью B2C, 3D-печать в настоящее время ориентирована на режим B2B, а также еще больше расширяет индивидуальный и диверсифицированный потребительский рынок B2C.

Процесс развития и переломный момент индустрии 3D-печати

Быстрый переход от производственного потока к цифровому потоку

3D-печать, являющаяся проводником передовых производственных технологий, высоко ценится в отрасли. Страна издала соответствующую политику, объективно и научно спланировала макет, возглавила рациональное развитие технологий и заложила ряд научно-исследовательских институтов и университетов для технологических исследований и разработок. В настоящее время индустрия 3D-печати стремительно переходит от производственного потока к цифровому потоку, а цифровая экономика стала новой точкой роста экономического развития различных стран. Глубокая интеграция цифровых технологий, представленная промышленной цифровизацией и производством, является ключевой движущей силой и стратегическим выбором для содействия модернизации промышленной базы, модернизации производственной цепочки и построения новой модели развития.

Стадия НИОКР - научные НИОКР способствуют развитию 3D-печати.

Срок действия основных патентов истекает, чтобы стимулировать жизнеспособность рынка

До 2009 года количество патентных заявок на 3D-печать исчислялось однозначными числами. С 2009 по 2015 год истек срок действия многих ведущих патентов на промышленную 3D-печать. С выпуском основной технологии 3D-печати порог доступа к отрасли и стоимость были снижены, жизнеспособность рынка стимулировалась, а процесс индустриализации продвигался вперед. После истечения срока действия патента FDM в 2009 году он способствовал развитию 3D-принтеров в Китае. Макет патента направлен на повышение надежности и снижение затрат; После 2012 года, благодаря активному участию университетов и научно-исследовательских институтов в исследованиях и подробному описанию основных патентов компаниями, занимающимися 3D-печатью, количество патентных разрешений на 3D-печать резко возросло; 2014 год был пиковым годом истечения срока действия патентов, и срок действия патентов на основные технологии SLS и SLM последовательно истекал, что способствовало коммерциализации 3D-печати металлами. В 2021 году китайское патентное разрешение на 3D-печать будет в основном сосредоточено на производственных инструментах и ​​​​медицинских науках, в то время как количество областей потребительского уровня, таких как одежда и пищевая наука, будет небольшим.

Стадия индустриализации - 3D Типография постоянно стремится к индустриализации

Компоновка нескольких предприятий 3D-печатное оборудование/индустриализация материалов

В последние годы 3D-печать становится все более популярной. В 2021 году будет 34 случая финансирования 3D-печати в Китае и 108 случаев финансирования за рубежом, что является значительным ростом по сравнению с 2019 годом. Китайские предприятия по производству 3D-печатных головок быстро организуют индустриализацию 3D-печати, и многие предприятия имеют высокую годовую производственную мощность. годовой объем продаж оборудования и материалов для 3D-печати.

В настоящее время отечественное промышленное оборудование и материалы для 3D-печати в основном поставляются в Китай, тогда как бытовое оборудование для 3D-печати в основном продается за рубеж. По мнению экспертов 3D-индустрии, это связано с тем, что отечественное сырье относительно дешево, стоимость обработки оборудования для 3D-печати низка, а цепочка поставок на уровне внутреннего потребителя относительно завершена, что уже может удовлетворить потребности повседневных нужд, таких как как обувь, одежда и т. д. Использование 3D-печати не полностью освещено, и зарубежным странам нужна 3D-печать для упрощения цепочки поставок.

Будущая форма развития 3D-печати

3D-печать развивается в направлении дискретного режима производства

Поскольку модернизация потребления способствует технологическому прогрессу, конкуренция на рынке 3D-печати в будущем будет более рассредоточенной. На промышленном уровне он может удовлетворить высокий, сложный и изощренный спрос, в то время как на потребительском уровне он более дискретен для удовлетворения потребностей каждого потребителя и может даже более применяться к продуктам, за которые покупатели более готовы платить. премия. В настоящее время компании и частные лица предпочитают выполнять заказы через платформы 3D-печати, а некоторые предприятия также создают собственные центры 3D-печати. В будущем платформа 3D-печати превратится в ферму 3D-печати. Благодаря эффективному управлению многомашинными кластерами, подключенными к облаку, сотнями 3D-принтеров можно управлять с помощью простых инструкций по эксплуатации, что значительно повышает эффективность использования времени, экономит трудозатраты и реализует персонализированное серийное производство.

Сеть предприятий 3D-печати

Верхней частью цепочки индустрии 3D-печати является поставщик сырья, основного оборудования и вспомогательных операционных систем.

Midstream в основном занимается производством оборудования для 3D-печати и сопутствующих услуг.

Нисходящий поток в основном предназначен для объектов услуг 3D-печати. 3D-печать в основном используется в аэрокосмической, автомобильной промышленности и других областях, в основном для промышленных применений.

Образец конкуренции в индустрии 3D-печати Китая

Предприятия 3D-печати находятся на восходящей стадии развития, а конкуренция в отрасли относительно слаба.

Руководствуясь соответствующей политикой в ​​Китае (например, в Плане действий по развитию указано, что к 2020 году индустрия аддитивного производства вырастет на 30 процентов, а основная технология будет соответствовать зарубежному уровню), и под руководством политики, корпоративная сторона, научно-исследовательская сторона и капитальная сторона будут развиваться вместе, чтобы продвигать индустрию 3D-печати, чтобы встретить бум. Согласно статистике China Additive Manufacturing Alliance, выручка китайских предприятий по производству добавок в 2021 году составит 26,5 млрд юаней, при этом средний темп роста за последние четыре года составит около 30 процентов, что примерно на 10 процентов выше, чем в среднем по миру.

В 2021 году в Китае зарегистрировано 22 компании, специализирующиеся на аддитивном производстве. Более мощные — это Platinum, Xianlin 3D, Huashu High Tech и т. д.

Региональные характеристики 3D-печати в Китае следующие: Пекин Тяньцзинь Хэбэй занимает лидирующие позиции в стране, а дельта реки Янцзы предварительно сформировала полную цепочку развития отрасли 3D-печати в силу своих благоприятных преимуществ экономического развития и условий местоположения; Центральный регион Китая сосредоточен на исследованиях и разработках и использует Шэньси и Хубэй в качестве основы для создания важной области промышленного выращивания. Дельта Жемчужной реки — это горная местность, где размещаются приложения для 3D-печати, в основном распространенные в Гуанчжоу, Шэньчжэне и других местах.

Рабочий процесс 3D-печати

Процесс 3D-печати обычно делится на три этапа. Сначала перед печатью необходимо опираться на компьютеры и специальное программное обеспечение для построения модели требуемой продукции в системе, а затем совершенствовать подготовительную работу за счет оптимизации и настройки, иерархической нарезки, планирования пути и других операций. В процессе печати оборудование для 3D-печати используется для укладки материалов слой за слоем в соответствии с запланированной моделью и путем получения готовой продукции. После печати готовая продукция должна быть введена в эксплуатацию для фактической проверки после обработки поверхности по мере необходимости.

Моделирование раннего программного обеспечения очень важно, и для участия в проверке требуются междисциплинарные таланты, владеющие технологиями моделирования программного обеспечения и материалами. Построение модели играет решающую роль в том, соответствует ли продукт требуемым стандартам. Печатное оборудование в основном отвечает за производство и формовку изделий, а технологии и материалы подбираются друг к другу для создания физических объектов с хорошими комплексными характеристиками.

Upstream: важность технологии программного обеспечения для 3D-печати

Программная технология - платформа из девяти слоев, начиная с накопления грунта

Будь то в процессе получения 3D-моделей данных, обработки 3D-моделей данных или управления 3D-принтером, программное обеспечение 3D незаменимо. Программная система объединяет функции сканирования и нарезки, производства и диагностики неисправностей, контроля поля температуры, удаленного мониторинга, управления цифровым сканированием, обратной связи данных и интегрированного управления, чтобы гарантировать, что очищенные продукты удовлетворяют потребности; Повысьте эффективность подготовки данных, оптимизируйте качество печати и улучшите качество продукта.

Upstream: текущее использование материалов для 3D-печати

На рынке материалов Китая по-прежнему преобладают неметаллические типы; Исследования и разработки материалов для компаундирования

Возникновение и развитие технологии 3D-печати неотделимо от разработки материалов для 3D-печати. Существует много видов технологий 3D-печати, таких как SLS, SLA и FDM. В каждой технологии печати используются разные материалы, такие как металлические материалы, обычно используемые в технологии SLM, светочувствительная смола, обычно используемая в SLA, и инженерные пластики, подходящие для FDM.

В настоящее время неметаллы по-прежнему составляют основную часть материалов, используемых в Китае, образуя схему 6:4 с металлическими материалами. Однако также было обнаружено, что инновации Китая в технологии материалов ускоряются. В настоящее время количество соответствующих патентных заявок достигнет 3079 в 2021 году, что займет первое место среди Соединенных Штатов. Из содержания патента видно, что различные композитные материалы, разлагаемые материалы и металлические материалы с лучшими характеристиками находятся в центре внимания текущих исследований и разработок.

Upstream: ограничения разработки и решения материалов

Стоимость производства и эксплуатационные характеристики материалов являются основными проблемами разведки и добычи.

Midstream: состояние рынка и характеристики оборудования для 3D-печати

В настоящее время оборудование для 3D-печати в Китае в основном состоит из SLS, SLM и неметаллического FDM, причем на первые два приходится около 32 процентов, а на долю FDM приходится около 15 процентов от общего количества, что соответствует промышленному уровню и настольному уровню соответственно.

Бизнес-модели и технологические пути отечественных и зарубежных производителей отличаются. В комплексе основные технологии зарубежных предприятий охватывают металлургический и неметаллический секторы с широким спектром применения. Основная технология отечественных предприятий является узкоспециализированной, например, более 70 процентов оборудования Platinum используется в аэрокосмическом производстве.

Основные болевые точки оборудования для 3D-печати

Проблемы оборудования для 3D-печати в мидстриме в основном разрознены.

Оборудование для 3D-печати все еще находится на стадии непрерывной разработки технологий, повышая зрелость и совершенствуя использование оборудования. Проблемы разбросаны, например, высокая частота отказов при работе оборудования, заедание системы подачи и низкая точность печати. В настоящее время научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы проводятся одновременно в области научных исследований и в области практики предприятия, чтобы совместно способствовать оптимизации работы оборудования.