§3D打印產業的發展現狀

3D打印的產業化於20世紀80年代中後期產生於美國，而我國的3D打印產業出現於20世紀90年代中期，其技術水平一直緊隨世界先進水平，在某些領域甚至處於世界領先水平。但在過去一段時間，我國3D打印產業化程度遠遠落後於美國、歐洲和日本。近十年來，隨著我國對於該項技術產業應用的重視，我國的3D打印產業也得到了快速的發展。

3D打印產業的市場現狀

1.全球3D打印產業的市場現狀

據沃勒斯報告統計顯示，近十年來全球3D打印產業已經展現出快速發展的態勢，見圖3-1。從行業產值的角度來看，其產值從1993年的不足1億美元增長到2012年的22億美元左右。需要說明的是，這裏產值範圍的統計僅包括兩個方麵，一是3D打印設備，二是3D打印材料以及外包的打印服務，即3D打印設備製作的最終零部件。其中3D打印服務在曆年的產值中均占據了大約一半的份額。如果加上模具以及其他的服務、3D打印設備製造的中間產品、CAD模型設計以及設備使用教學等衍生市場的收入，2011年3D打印產業的產值就將近30億美元。

從增長率來看，1993～2011年3D打印行業產值年複合增速為17.6%，而2010～2012年間，3D打印行業產值年複合增長率達到了27.4%，進入了一個快速發展的階段。

從全球3D打印設備保有量和累計銷售量來看，美國、歐洲、日本占據全球前三位，具有明顯的比較優勢。根據權威谘詢機構沃勒斯2012報告顯示，2011年全球3D打印產品與服務的銷售額3/4在美國產生，歐洲各國位居全球第二，占比達到12%，而日本緊隨其後，位居第三。相比歐洲和美國，國內的3D打印設備保有量存在很大的差距，截至2011年，國內的3D打印設備保有量占全球的比重為8.6%，表明國內推廣這一技術的應用還相對緩慢，如圖3-2所示。

而從3D打印設備的銷售量可以看出，2011年末，工業級3D打印機在全球的銷售量是4.9萬台，美國製造了近3/4，歐洲各國和以色列的份額分別是10.2%和9.3%，中國生產的設備與日本差不多，占比僅為2.6%。

但值得注意的是：根據2011年的數據，關於3D打印設備的出貨量，中國已經超過日本，占比提升至5%。同時，關於這一領域的銷售份額，美國具有絕對優勢，但美國的份額的確呈現下降態勢。從技術應用的角度來看，3D打印目前可以應用於航空、國防、交通工具、醫療、工業設備、教育、珠寶、建築和消費者產品市場。具體占比分布見圖3-3。

根據2011年沃勒斯報告看出，隨著3D打印技術的不斷發展進步，其產品越來越多地應用於航空、航天和醫療等高附加值的行業，而在交通運輸和個人消費電子品領域，3D打印設備的應用也仍然保持著較高比例。

此外，如圖3-4所示，3D打印技術用於直接製造的比例呈現逐年上升的態勢。歸其原因可能基於兩個方麵，一是3D打印技術具有先天優勢，個人創新得到有力促進，逐漸擴大了市場的規模；二是基於3D打印技術發展的完善，逐漸擴大適用於傳統工業的直接製造領域的範圍。

從產品結構來看，國外對於個人應用和工業應用同樣重視，基於沃勒斯2011年報告的統計數據來看（如圖3-5），在2011年，個人3D打印設備的銷售量為23265台，增長率約為289.2%，同期工業用的3D打印設備銷售6494台。

從公司的角度來看，在目前全球主要的3D打印公司中，3D　Systems和Stratasys公司兩大巨頭組成了第一梯隊，生產了全球半數以上的3D打印機；EOS和Envisiontec等公司則在各自領域（如原料設備等）都有較突出表現，成為了第二梯隊；此外還有眾多提供服務或尚需引進技術設備的發展中小型企業構成第三梯隊。

3D　Systems和Stratasys公司，兩者均成立於上個世紀80年代。1986年，查爾斯·胡爾（Charles　W.Hull）開發出了光固化技術（SLA），並成立了3D　Systems公司。1989年，斯科特·克倫普（Scott　Crump）開發出了熔融沉積成型（FDM）技術，並依此設立了Stratasys公司。此後，兩家公司又通過並購和研發獲得了一些新型技術專利，真正成為3D打印產業的龍頭企業。

兩家公司在全球3D打印市場中的統治地位主要體現在專業3D打印機領域，兩者合計就占據了2010年全球專業打印機銷量份額的74%，其中Stratasys占56%，3D　Systems占18%，見圖3-6。除此之外，作為個人打印機市場龍頭企業的3D　Systems，2010年出貨量統計為2500台（占個人打印機全球銷量的42%）。而專注於專業打印機生產銷售的Stratasys則沒有將生產銷售重點放在個人打印機終端。

Stratasys和3D　Systems不同還在於發展模式上。3D　Systems主營業務除打印機係統生產銷售之外，還主打3D打印材料以及3D打印服務兩個業務。從營業業績上來看，三項業務基本上平分秋色。Stratasys在業務上很少涉及3D打印服務，而是更加專注於打印機係統的銷售。此外，在公司擴張策略運用上，3D　Systems偏好於強力並購的發展模式，主要通過並購獲取其它技術專利，同時將自己的業務範圍逐步從專業打印機領域擴展到個人打印機領域（如收購BfB等），進而加強自身的服務業務（如收購Shapeway等）。而Stratasys很少進行並購行動，業務更是一直專注於專業打印機隻是輔以少量服務而已。3D　Systems和Stratasys的並購曆史見表3-1。

3D　Systems最初並不涉足個人打印機生產銷售而僅生產專業和工業級別的打印機，此後通過並購個人打印機生產銷售企業如Z.Corp、Vidar，開始涉足個人打印機領域。3D　Systems最初依靠光固化技術（SLA）起家，緊跟其後又通過並購和研發獲得了關鍵技術，如激光選擇性燒結、熔融堆積、多噴頭三位打印（MJM）等技術。3D　Systems的產品無論是個人領域還是專業領域都很多，個人打印機包括Cube、ProJet1500等，專業打印機包括ProJet　3500　3D、ProJet　7000等，工業打印機包括sPro,　iPro等係列產品，見圖3-7。3D　Systems公司2012年實現營業業務收入為3.54億美元，與2011年相比，收入增加了53.5%，實現毛利潤高達181.2億美元的收入，與2011年相比增加66.2%。

3D　Systems和Stratasys作為兩家龍頭企業可看做3D打印行業發展的風向標。目前，歐美龍頭企業領跑3D打印市場，2012年3D　Systems和Stratasys的產值已穩占全球3D打印行業收入規模的25.81%；同時從工業級打印機的出貨量來看，Stratasys（加上最近合並的Solidspace和Objet）、3D　Systems等的出貨量份額高達75%，見圖3-8、3-9。因此說，在行業數據極其有限的情況下，可以將這兩家龍頭企業的發展狀況看作是我們觀察3D打印行業動向的風向標。

Stratasys公司作為全球最大的專業及工業級3D打印機生產商，截止2012年底，Stratasys總共實現銷售3D打印設備29816台。其中，2012年Stratasys實現銷售3D打印設備3357台，與2011年的2602台相比銷量增加了29%。雖然2009年受到了金融危機的影響，但Stratasys在這之後，主營業務收入及利潤均呈現大幅度上升，年複合增長率高達16.7%。2012年Stratasys收入高達2.15億美元，與2011年相比大幅增長38%，毛利潤也增長33.4%，達到1.09億美元。

眾所周知，Stratasys公司靠熔融堆積技術（FDM）起家，開發了uPrint、Dimension和Fortus等幾個品牌的係列產品。2011年Stratasys又收購了Solidscape，獲得了該公司DoD核心技術及其一係列產品經營權。2012年12月，Stratasys實現了與以色列公司Objet合並，又繼承了Objet公司利用Polyjet技術生產的係列產品經營權。現在Stratasys公司在世界各國擁有500多個專利，涉及多個領頭專業及工業級打印機生產商，其主要產品見圖3-10。

按照用途及容量，Stratasys的打印機產品可以劃分為Idea、Design和Production三個係列。Idea係列主要提供桌麵級的專業打印機，容量最小，旗下包括MoJo和uPrint兩個品牌，均采用成熟的熔融堆積（FDM）技術，主要功能用於教學以及建立概念模型等。Design係列主要包括合並前Stratasys的Dimension家族係列產品和Objet公司的多個產品，主要功能用於快速建模和企業的設計研發過程，主要有Dimension、Connex、Eden和Desktop共四個品牌。其中Dimension品牌產品采用傳統的熔融堆積技術，使用材料是ABS塑料，打印出的產品韌性強度都很高，主要用於產品研發環節的適合度和功能檢驗；另外三個品牌則主要采用Objet公司的Polyjet技術，打印出的產品具有精確度比較高，表麵極其光滑，能夠精確地打印出構造較複雜的產品等優點，從容量上來看，Connex的容量最大，Eden次之，Desktop最小。Design旗下Production係列的產品可以應用於工業生產成品零件，主要包括Fortus和Solidscape兩個品牌，采用新興堆積熔融技術的Fortus打印機擁有最大容量和最多的材料選擇，以最大的Fortus　900mc為例可以精確打印出直徑近1.4米的零件，而采用原Solidscape公司的DoD技術更專注於消費和電子行業高精度零件的生產。

從發布的2013年中報業績來看，3D　Systems實現了37.97%的環比增長，與此同時，Stratasys則實現115.84%的環比增長。但實際上，無論是3D　Systems還是Stratasys較高的增速很大程度上都來自於收購並購的影響。我們以3D　Systems為例（見圖3-11），最近三年中報的收入增速分別為54.3%、56.8%和38%，但如果剔除收購並表的影響，其內生增速僅分別為24.3%、22.8%和26.3%。我們再看Stratasys，它2012年底收購以色列著名3D打印公司Objet的並表因素導致中報大增116%，公司發布的二季度業績快報也顯示表明，二季度同比內生增速僅為20%而已，見圖3-12。

還有一些其它具有全球影響力的3D打印領域的公司。例如，一些從事個人打印機製造的公司也取得了不錯的市場反應和銷售收入。Printrbot是美國人Brook　Drumm於2011年末創立的打印機生產項目。項目的創始資金是通過創意方案的眾籌網站平台Kickstarter募集的，從2011年11月17日到12月27日短短一個月時間便接到了830827美元的資金，是Kickstarter當時募集資金最多的項目。Brook　Drumm設計了最簡單最容易組裝的Printrbot係列打印機組件，購買者用不到一個小時的時間便可以用購買的全套組件組裝成一台打印機，一套打印機組件的價格最高不超過800美元，最低能低至300美元。Printrbot也提供組裝好的打印機，價格大約要比同一型號未組裝的組件貴150～200美元。

截止到2013年6月，Printrbot共有4種型號的打印機，分別是Printrbot　Simple（圖3-13左圖）、Printrbot　Jr（圖3-13右圖）、Printrbot　LC和Printrbot　Plus，其中賣得最好的是Printrbot　Jr（全套組件售價400美元）。打印機都是采用熔融堆積技術。2012年項目第一年公司就賣出了3000台的打印機，銷售額達到100萬美元，絕大多數的銷售來自12月和2013年1月這兩個月。Printrbot將目標對準學校，是希望讓更多學校使用它們的高性價比3D打印機。

MakerBot　Industries公司自Bre　Pettis於2009年在紐約創立以來就一直遵循迅速擴張的軌跡。從2009年到2011年公司占據了16%的3D打印機市場份額。在2011年，Makerbot擁有21.6%的市場份額，到2012年，MakerBot估計它的份額已經躍升到25%以上。目前，世界上有超過15000台MakerBot3D打印機。MakerBot　2011年8月從投資者那裏融資了1000萬美元，其中包括亞馬遜的創始人傑夫·貝索斯得。MakerBot現在主推的產品是Replicator　2（售價2199美元）和高級版的高端產品Replicator　2X（售價2799美元），打印出的產品已經能達到非常高的精度，可以實現非常複雜的物品打印。

Type　A　Machines則是美國一家2012年剛剛成立的3D打印機生產公司。公司現有機型Series　1，售價1695美元，被《Make》雜誌評為中等型號的最佳個人打印機。公司發展迅猛，僅2012年1月份Type　A就賣出超過100台Series　1打印機，發展潛力很大。

波蘭的Trinity　Labs公司創立於2011年，製造的是RepRap打印機。2012年公司賣出了MendelMax型3D打印機的350個工具包，但是由於組裝打印機需要400個零部件，這款機型很難讓消費者接受。2013年1月Trinity　Labs開始賣Aluminatus型3D打印機，擁有320mm　x　320mm　x　350mm打印容量，這是目前市場上構建容量最大的3D打印機，售價僅為2200美元。

以Shapeways為代表的是專注服務模式的公司，該公司通過社交網絡將“全價值鏈”搬到線上，並不直接出售打印機。通過網站的注冊，用品可以購買現有的3D設計圖，也可以將自己的產品進行設計上傳到網站，對原材料進行選擇和購買，然後就可以下單，打印出來的成品就由公司送貨上門。

2.中國3D打印產業市場現狀

相比全球市場而言，中國區市場規模目前還偏小。2012年，全球3D打印的市場規模達到22億美元，如圖3-14所示，中國3D打印市場規模隻有3億美元左右，占比約10%。但是，在近年中國有希望躍升為全球最大的3D打印市場。亞洲製造業協會首席執行官、中國3D打印技術產業聯盟秘書長羅軍表示，未來三年內，中國的3D打印市場可能由當前的3億美元上升至20億美元。美國沃勒斯公司作為全球3D打印產業的權威研究機構，其總裁特裏·沃勒斯在會上也表示，中國的3D打印市場具有很大的潛力，但中國離全球相關最大市場還有一段距離，還需要較長時間才能達到這個目標。

從技術發展的角度來說，如前所述，國內的技術發展水平其實並不落後於國外，某些領域甚至處於世界領先水平。但從產業化的程度來看，國內產業化程度較低。

國內主要有兩類產業化平台，第一類的發展模式是“產學研”共建，依托高校和科研機構，即高校係。武漢濱湖機電技術有限公司、陝西恒通智能機械有限公司、北京太爾時代科技有限公司以及北京殷華激光快速成型與模具技術有限公司都是代表性的公司。第二類公司主要是依托海外技術背景，如北京隆源、湖南華曙高科公司，即海歸係。

20世紀90年代中期，中國進入快速成型設備使用和3D打印技術產業化的第一個**，一些大型電子設備廠商、汽車廠商開始“嚐鮮”，湧現出了一批以高校為代表的企業。

1992年清華大學研製出了國內第一台快速成型設備，1993年產學研項目，即北京殷華公司成立。公司研發力量主要依托清華大學激光快速成形中心，該中心擁有博士生導師2人、教授4人、博士25人、碩士15人的強大科研隊伍，使公司科研水平在同行業得以保持高水平。同時，公司也非常注重科研成果商品化，在上海，廣東建立了分支機構，在韓國設有代理機構，形成了較為完備的銷售及服務體係。

1993年，宗貴升回國，其主修激光快速成型，與隆源實業在中關村合作創辦隆源自動成型係統公司，與高校企業開始探索中國3D打印的發展以及未來趨勢。截止2013年2月，隆源公司已經銷售出了256台打印設備，收入近1900萬元，其中銷售機器近1100萬元。北京隆源自動成型係統有限公司是獨立於高校體係外不多的行業先驅。

華中理工大學也在1996年成立自己的快速成型企業—武漢濱湖機電技術產業有限公司。華中理工大學1991年開始快速成型技術的研究，1994年成功開發薄材疊層快速成形係統樣機HRP-I，這是我國第一台快速成型裝備。公司以華中科技大學快速製造中心為依托單位，生產LOM、SLA、SLS、SLM係列產品並進行技術服務和谘詢，是目前國內生產快速製造裝備品種最多的單位，所開發生產的大型激光快速製造裝備具有國際領先水平，先後獲得國家科技進步二等獎，2011年國家技術發明二等獎等多項權威獎勵，該技術被評為2011“中國十大科技進展”。2013年，成功開發出工作台麵1.4m×1.4m四振鏡四激光器選擇性激光粉末燒結裝備。

以西安交大先進製造技術研究所為技術支持的陝西恒通智能機器有限公司，1997年研製並銷售出國內第一台光固化成型機。公司作為教育部快速成型工程中心的產業化實體，注冊資金為2796萬元。主要研製、生產和銷售各種型號的激光快速成型設備、快速模具設備以及三維反求設備，同時從事快速原型製作、快速模具製造以及逆向工程服務。

邁入21世紀，快速成型製造被國家列入高職教育的培養方案，掀起教育界對此類設備的采購熱潮，濱湖和殷華等企業得到成長的空間。

目前，北京殷華、北京隆源、武漢濱湖機電和陝西恒通等企業的客戶遍布醫療、泵業、航天、機械、發動機、船舶、汽車等行業，其中包含諸多知名企業如凱泉泵業、山河智能、玉柴和東風汽車等。

2003年，太爾時代公司由北京殷華公司的幾個管理者創辦，初期為主的是以生產十萬元到五十萬元工業級設備。2010年太爾時代開始生產桌麵級設備，已經累計出口近4000台名為“UP！”的產品。根據美國谘詢公司Wohlers　Associates的報告，太爾時代2011年5000美元以上級別的3D打印設備銷售量在全球排第七名，占全球總銷量的4%。基於公司總經理郭戈的介紹，雖然有開源技術，但許多自主技術在其桌麵級已經應用，尤其是軟件方麵都有自主開發。

目前全球可以實現激光快速成型飛機用鈦合金承力結構件的機構屈指可數，北京航空航天大學王華明教授團隊即是其中之一。下遊大型鑄鍛件的加工製造是北航團隊產業化的突破口，2010年和2012年與中航重機、南風股份合作分別成立子公司。基於核電火電和軍工航天行業的優勢，通過與這兩個夥伴合作，對未來的需求進行鎖定。對於合作的項目，兩家公司的投資都較大，規劃至2015年分別達到5億元的體量。

2011年7月，以西北工業大學凝固技術國家重點實驗室為技術依托的西安鉑力特激光成形技術有限公司成立，它是西北工業大學科技成果轉化的重要基地之一。公司注冊資金約4000萬元，現有員工50餘人，其中研發人員30餘人，具有高級技術職稱或研究生以上學曆達20餘人。公司主要從事高性能致密金屬零件的激光立體成形製造，以及金屬零件的激光修複再製造，涵蓋各種鈦合金、高溫合金、不鏽鋼、模具鋼、鋁合金等材料，公司擁有各種激光成形及修複設備10多套，激光器功率涵蓋300W～8000W。公司擁有授權的中國發明專利12項，其中國防發明專利1項，實用新型專利5項，計算機軟件著作權2項。

湖南華曙高科技有限責任公司（Hunan　Farsoon　High-Technology　Co.，Ltd）由全球增材製造技術專家許小曙博士[AMUG協會（Additive　Manufacturing　Users　Group）亞太區理事、AMUG協會終身成就獎獲得者、R＆D100獎獲得者]於2009年創辦，是工業級3D打印技術的領航企業。公司專業從事選擇性激光燒結（SLS）設備製造、材料研發生產和加工服務，服務於汽車、軍工、航空航天、機械製造、醫療器械、房地產、動漫、玩具等行業。公司集合了一批具有國際一流水平的從事增材製造、高分子材料、計算機軟件、機械製造等行業擁有豐富經驗的專家及海外留學歸國人才，組成了具有行業領先水平的技術研發與生產團隊。

2012年，公司研製出高端選擇性激光燒結尼龍設備，成為繼美國3D　Systems公司、德國EOS公司後，世界上第三家該項設備製造商；同時，華曙高科成功研製出選擇性激光燒結尼龍材料，成為繼德國Evonik公司後，世界上第二家該類材料製造商；華曙高科是一家既製造設備，又生產材料，還從事終端產品加工服務，獨立構成了選擇性激光燒結技術（SLS）完整產業鏈的企業。

2012年以來，隨著3D打印應用前景逐漸明朗，資本市場上對其關注程度也越來越高，主要上市公司介紹如下（資料來源百度百科）：

（1）銀邦股份（300337）：飛爾康成立3D打印輕金屬研發中心

2012年8月15日，《關於合資成立飛爾康快速製造科技有限責任公司的框架協議》由該公司與無錫安迪利捷貿易有限公司簽訂，無錫安迪利捷貿易有限公司實際控製人是吳鑫華。公司主要經營高精度粉末冶金零件、醫療器械零部件、粉末材料、高密度、各類新材料與複雜部件的研發、生產、銷售、技術服務和谘詢業務；飛爾康主營業務中僅有部分產品涉及到激光快速成型技術。

2013年6月14日，公司公告中澳輕金屬聯合研究中心（3D打印）成立。2013年6月9日，飛爾康快速製造科技有限責任公司、中國科技部國際合作司與澳大利亞駐華大使館共同為“中澳輕金屬聯合研究中心（3D打印）”揭牌，宣告中澳輕金屬聯合研究中心（3D打印）正式成立。在中國國務院副總理劉延東和澳大利亞總理吉拉德共同出席澳大利亞政府舉行的中澳建交40周年活動時，中澳輕金屬聯合研究中心（3D打印）續簽的《關於科學與技術合作的諒解備忘錄》是活動的內容之一。中國和澳大利亞雙方科技部為此研究中心的掛牌提供了大力支持；中澳輕金屬研究和開發方麵的知名專家和學者在研究中心匯集，對於輕金屬的研發，更高層次的創新發展平台被搭建，雙方在金屬3D打印領域的設計研究工作得到持續深化，新一代輕合金材料及添加材料製造技術的工藝和方法得到建立，輕金屬的持續發展獲得強有力的推動。

（2）海源機械（002529）：兩款3D打印機接受客戶預訂

2012年12月24日，《建立“海源3D打印製造實驗室”合作意向書》由公司與昆山永年簽訂，昆山永年設計並製作3D打印試驗平台、並提供技術支持與培訓。簽訂《意向書》主要目的是開展對複合材料、矽酸鹽和陶瓷等材料3D打印製造工藝技術的研究合作。2013年3月7日，《3D打印成形平台購銷合同》由海源機械與江蘇永年激光成形技術有限公司、昆山永年先進製造技術有限公司簽訂，合同總金額241萬元，最終交貨時間為收到預付款之日起5個月、調試周期為3個月。“3D打印製造實驗室”所需的硬件平台建設和相關人員培訓將由公司啟動以及建立，在購買的設備順利交付、投入使用之後，公司的基礎條件如複合材料、瓷、矽酸鹽等材料，3D打印製造工藝技術研究等都將會具備，公司“3D打印製造實驗室”也將順利建成和投入運轉。

昆山永年先進製造技術有限公司成立日期為2012年3月28日，法定代表人顏永年，注冊資本100萬元，經營範圍包括先進製造技術和重型裝備、工業機器人、微滴技術、激光加工技術、激光成形技術、機械預應力技術與裝備、快速製造和快速成形技術與裝備等；江蘇永年激光成形技術有限公司成立日期為2012年12月13日，法定代表人顏永年，注冊資本2500萬元，經營範圍包括3D打印技術、激光成形技術、電子束成形技術、工業機器人技術等；昆山永年持有江蘇永年60%的股權。

在2013年6月14日，海源機械第二屆董事會第二十一次會議審議通過了《關於投資設立參股子公司福建海源三維打印高科技有限公司以及涉及關聯交易的議案》。為了推動公司在該技術上的工藝研究及應用，計劃與福州昌暉自動化係統有限公司、高群、林曉耕、雷遠彪、張益晗等五方簽訂《關於合資成立福建海源三維打印高科技有限公司的協議》。海源機械計劃使用自有資金出資450萬元，占福建海源總股本的45%；技術及管理團隊成員高群、林曉耕、雷遠彪、張益晗等四方出資總額為510萬元，該團隊占51%控股地位，先拿出102萬現金出資，其餘以其共同擁有的專利與非專利技術的知識產權來作為出資。

2013年6月18日，在第十一屆中國海峽項目成果交易會上，當年5月份研製出的兩款工業用和家庭用3D打印機樣機由公司及海源三維打印公司聯合展出。公司與意向客戶深入溝通交流了相關3D打印機業務，個人客戶的家庭用3D打印機意向訂單已經被海源三維打印公司接到。本次展示的HY-FDM695打印機是福建首台超大型工業級3D打印機，每台價格為25.8萬元，還有一款家用3D打印機，每台價格為0.98萬元。

（3）機器人（300024）：激光快速成型係統實現銷售

2013年1月25日，公司發布“關於激光快速成型係統（3D打印）業務說明的公告”，從2002年公司就開始接觸快速成型技術，成熟應用在汽車零部件的逆向工程中。由於積累了長期的經驗，快速成型技術的原理基本被公司掌握，通過快速成型技術的應用，設計了第一代自有品牌機器人的產品外觀，並進行評估。2007年，公司掌握了激光熔覆關鍵技術，高功率激光裝備業務得到重大的突破，成功將業務範圍拓展到激光再製造領域。2011年末，激光快速成型係統中數控機床的設計工作由公司完成，公司開發了數控控製係統和數控機床的運動係統，並研究了熔覆質量、保護氣體和保護方法。2012年三季度末，激光切割、激光熔覆、激光打標、激光加工以及激光顯示業務快速發展，豐富了激光產業鏈，公司在此方麵具備一定的優勢，比如依托激光加工工藝技術，使得激光發展的前沿技術能夠持續開發，可研製出激光快速成型設備。此設備主要應用於航空航天、船舶等高端裝備製造領域，具有較高的成本。

當前，公司已經擁有一般激光3D成型技術（激光3D打印機技術）和國際領先的激光快速直接成型製造技術。激光3D打印機技術成型的零件用於新產品外觀驗證、設計驗證、新產品樣件、功能驗證和工程分析等；而國際領先的激光快速直接成型製造技術即直接或間接製造具有完全使用功能的零件。公司在加工頭、保護氣氛、在線檢測、送粉控製、激光器、分層軟件、過程監控和成型後處理等各個環節中擁有自己的核心技術。對於航空航天領域的多個主承力構件和發動機葉片項目，公司成功為其提供激光快速成型設備。2012年末，關於激光快速成型係統和相關業務，公司合同累計金額超過5000萬元。

（4）中航重機（600765）：激光快速成型技術產業化正常推進

在2010年10月8日，公司第四屆董事會第六次臨時會議審議通過了《關於投資激光快速成形項目的議案》，同意公司與中航投資、沈陽萬家利車輪製造有限公司三家公司以現金或實物資產出資組建中航沈陽先進製造有限公司；在2010年12月20日，經沈陽市工商局注冊登記，中航（沈陽）高新科技有限公司成立，注冊資本為15295萬元，公司以現金形式出資5000萬元（32.69%）、中航投資以現金形式出資3000萬元（19.61%）、萬家利以廠房土地等實物和無形資產出資7295萬元（47.7%）。中航投資是公司的關聯方，公司持有中航高新的32.69%股權，行使實際控製人權利。

2011年7月18日，第四屆董事會第十二次臨時會議審議通過《關於公司與控股子公司中航（沈陽）高新科技有限公司對外投資設立激光項目公司暨關聯交易的議案》，同意公司與王華明及其研發團隊、中航投資控股有限公司、北京北航資產經營有限公司和北京工業發展投資管理有限公司共同投資，成立中航激光成形製造有限公司。2011年12月，由北京市工商行政管理局核準，中航激光完成工商注冊登記手續，領取了營業執照。中航天地激光科技有限公司為中航激光的最終名稱，注冊資本是10000萬元，其中中航高新持股31%、北航資產持股10%、公司持股20%、王華明及團隊持股30%（王華明個人25%）、中航投資持股5%、北京工業投資持股4%。中航激光為公司的控股孫公司。

按照當初規劃，“激光快速成形項目”注冊資本金為1.54億元，科研費撥款1億元，無銀行貸款；項目2012年投產，預計2012-2015各年營業收入1.74億元、2.32億元、2.9億元、5.8億元，2020年預計營業收入23億元，2025年預計營業收入40億元。按照公司2012年披露的年報，中航天地激光科技有限公司完成了管理團隊組建、關鍵崗位招聘等基礎工作，項目一期廠房代建工作即將完成，軍品生產資質、北航無形資產出資等關鍵工作正常推進；2012年實現營業收入437萬元，實現利潤總額15萬元，實現淨利潤8萬元。

2013年1月18日，公司公告，由於鈦合金大型複雜整體構件激光成形技術研究的卓越成就，王華明教授獲得2012年度國家技術發明獎一等獎，於當日在人民大會堂接受頒獎。此獎項高度讚揚了王華明教授本人的科學成就，同時也從國家層麵，充分認可了中航天地激光科技有限公司擁有的激光快速成形這項創新型工藝技術。

中航投資（600705）的股東是中國航空工業集團公司，是公司的關聯方，直接持有中航激光5%股權，間接通過參股公司中航高新（參股19.61%）持股中航激光31%股權。2013年6月21日，中航投資公告：為推進激光快速成形技術產業化進程，單方麵增資為1011.68萬元，其中1000萬元計入注冊資本金，11.68萬元計入資本公積金。本次增資完成後，中航投資有限公司直接持有天地激光的13.74%股權，並間接持有天地激光的5.53%的股權（按照持股比例套算），合計持有天地激光19.16%的股權。

（5）南風股份（300004）：重型金屬構件電熔精密成型技術正在研發

2012年8月24日，南風股份第二屆董事會第八次會議審議通過了《關於控股子公司＜重型金屬構件電熔精密成型技術產業化項目可行性分析報告＞及對其投資的議案》。南風股份控股子公司，即佛山市南海南方風機研究所有限公司（後改名為“佛山市南方增材精密重工有限公司”），為進一步增強南方風機研究所在新技術、新材料和新工藝方麵的整體實力，提升企業品牌和市場競爭能力，決定投資“重型金屬構件電熔精密成型技術產業化項目”。項目將以國家核電、化工、火電、船舶等重大工業裝備製造領域的蓬勃發展為契機，重點研究和開發重型金屬構件製造新技術及產品。項目總投資為16760萬元，由公司自籌資金；建設期2年，第一年產能按正常產能40%計算，生產運行期第二年產能按正常產能80%計算，生產運行期第3年產能達到正常生產產能100%，正常每年生產電熔精密成型重型金屬構件產品約3500噸，預計正常生產實現年銷售收入5億元，淨利潤1.217億元。

根據公司2012年報，佛山市南方增材精密重工有限公司作為控股子公司，正在按計劃分步驟、分階段地進行“重型金屬構件電熔精密成型技術產業化項目”，經過研發團隊的大量前期研究，在項目工程化關鍵技術上已經取得了一定突破性進展，完成了直徑大於2m、重量超過10噸的低合金鋼重型構件縮比件的電熔精密成型製造；同時，對於重型金屬構件批量產業化大型成套裝備係統，掌握並完成了其設計及優化。2012年，南方增材實現營業收入為41.4萬元、淨利潤為-67.25萬元。

2013年5月22日，公司就控股子公司“重型金屬構件電熔精密成型技術產業化項目”說明如下：公司控股子公司佛山市南方增材精密重工有限公司，正在實施的“重型金屬構件電熔精密成型技術產業化項目”處於研發階段。基於該項目具有很高的技術含量，存在不確定的產業化實施，預計對2013年的業績不會發生較大的影響。

3D打印的產業鏈分析

從3D打印產業鏈構成的角度看，產業鏈的上遊包括精密機械、數控技術、信息技術、材料科學和激光技術，產業鏈中遊主要包括3D打印設備的生產，產業鏈的下遊主要有三維模型設計服務和打印產品應用。

1、國外3D打印產業鏈分析

3D打印設備的真正商業化開始於20世紀80年代，憑借雄厚的基礎工業實力，國外已經構建了較為完整的3D打印產業鏈，且在產業鏈的上、中、下遊均有不同級別的企業滿足不同層次的需求，見圖3-15。

其中，在產業鏈上遊，3D模型掃描硬件設備以FARO公司和Steinbichler公司作為代表；3D模型生成以INUS公司和Geometry公司為代表；數據通信以GrabCAD公司為代表；3D模型設計軟件以Autodesk公司為代表，其對軟件進行了相應的開發以及完善以支持三維設計；在數據修複領域，以MATERIALISE公司和NetFAbb公司為代表；在材料領域，以巴斯夫、杜邦和亨斯邁先進材料公司等為代表；中遊的3D打印設備領域，以3D　Systems公司和Stratasys公司為代表；下遊服務領域以Shapeways公司為代表。產業鏈上各個公司分工明確，保證整個產業上各項關鍵技術的良性發展和轉化。另外，每家公司根據自己企業發展需要可以選擇不同的發展模式，比如以3D　Systems公司為代表的全價值鏈模式。

3D　Systems陸續收購了25家公司來補充產品線和提升技術實力，其公司包括了從產業鏈上遊的材料、信息，中遊的設備製造到下遊的具體服務，對於客戶，能夠提供“一站式”全套增值解決方案，包括軟件、硬件、材料、工藝、教育培訓和應用支持，其各業務收入情況見圖3-16。

以Stratasys公司為代表的企業專注於產業鏈中遊模式，主要生產增材製造，包括桌麵打印機、工廠打印機和辦公室打印機。2011年公司收入1.56億美元，淨利潤2063萬美元。2012年4月，以色列3D打印巨頭Objet被Stratasys收購，合並後具有14億美元的市值，並開始向產業鏈上下遊延伸，對3D　Systems公司的霸主地位形成挑戰。

2.中國3D打印產業鏈分析

目前，國內的3D打印企業還處於“單打獨鬥”的初步發展階段，產業整合度較低，它所主導的技術標準、開發平台尚未確立，技術研發和推廣應用還處於無序狀態。而且產業鏈上遊的精密機械、信息技術、數控技術、材料科學和激光技術的核心技術大多掌握在外國的大公司手中。再加上企業規模普遍較小，研發力量不足，所以在加工流程穩定性、工件支撐材料生成和處理、部分特種材料的製備技術等諸多具體環節中仍存在著較大的缺陷，難以完全滿足產品製造的需求。上述不足使得我國企業的整體競爭力處於劣勢地位。

從介入3D打印產業鏈的位置來看，銀邦股份、海源機械等主要介入上遊3D打印材料領域，機器人、江南嘉捷等主要介入中遊3D打印機領域，中航重機、南風股份、東方鐵塔和高樂股份等介入下遊的3D打印服務領域。當然，這隻是從目前公開的資料進行分析和判斷得出的。實際上，未來這些上市公司是完全可以根據市場情況和公司的實際產品研發進度來考慮，進行產業鏈的上下遊拓展。我們認為，從行業容量來看，未來3D打印行業上遊材料和下遊服務的空間較大，而中遊3D打印機的需求空間相對較小。

3.3D打印產業鏈下遊分析

3D打印產業產業鏈下遊可以歸為四種主要應用類型，見表3-3。

（1）用作模型和原型研發的3D打印機

這是目前發展最為成熟同時也是商業化程度最高的應用方向。一般是以樹脂、塑料等熔點較低的材料作為原料，主要用於產品的原型設計和試製，對應於機械設備和個人消費品等行業的設計環節。目前，用於模具和原型開發的3D打印商業化是最為成熟的。

如前所述，用於模具和原型開發的3D打印機是目前最為成熟的應用方向，相應的商業化程度也最高。對於世界上最大的兩家3D打印企業3D　Systems和Stratasys，此方向是他們最大的需求來源。眾多的設備製造企業，在產品設計階段，為了驗證最後的實際效果，是需要快速製作單個的零件來實現原型的設計。而3D打印在製作模具上具有先天的優勢，從數字化的模型直接轉化為實體，且能夠實現較為複雜的構型，降低了製作成本，縮短了生產周期。在這類應用中，由於對材料本身的強度要求不高，更加注重外形，因此可以使用樹脂、塑料等熔點低的材料，相應的FDM或者SLA技術更為成熟，成本也低。現在主要的壁壘在於如何控製打印機的成本和方便與用戶的交互。這類打印機尺寸可大可小，從入門級到專業級的價格差距也很大，一般在5000到25萬美元不等。

（2）用於家庭娛樂的3D打印機

一般為桌麵式設備，結構簡單，成本較低，主要客戶群體為發燒友和DIY愛好者。材料一般是樹脂和塑料等。設備技術要求不高，生產廠家眾多，未來市場的發展主要取決於成本的下降。

麵向個人消費者的3D打印機對於精度要求不是很高，所用材料多以樹脂和塑料等為主，使用FDM技術，所以通常較為簡單，大多為桌麵式設備。這類產品針對的對象是3D打印愛好者，以及學校的教學演示等，潛在的用戶規模很大。由於技術門檻低，因此這類應用的商品化程度也較高，製造廠家眾多，在國內外的購物網站上也都已經有大量的產品在出售。在軟件方麵，可以利用開源項目如Arduino和RepRap等作為操作平台，降低了開發成本。

隨著生產技術的普及、成本快速下降和更多的應用被開發出來，麵向個人消費者的3D打印機市場在未來有望實現高速的增長。

（3）用於個人產品定製的3D打印機

同樣是個人的定製化生產，與上一個應用方向不同之處在於更為專業化而非娛樂，麵對的對象是醫療設備市場以及傳統方式無法製作的工藝品。市場空間很大，目前也已經有較為成熟的商業化產品。

每個人的個體差異，決定了批量製造方式無法生產出適合每一個人的產品，尤其是在對產品精度要求比較高的行業，所以傳統的生產方式在醫療設備領域有很大的先天不足。3D打印技術的數字化、分布式和簡單流程帶來的另一個巨大優勢是可定製化的製造，這在醫療設備方向將有著廣闊的應用。

這些3D打印機所用材料依然以具有生物相容性的塑料、樹脂居多，在精度上和材質方麵，比麵向個人消費者的3D打印機要求更高，所以價格會更貴，同時需要與3維掃描設備配合使用。

在海外市場上，3D打印在醫療方麵的應用還處於起步初期。目前最為成熟的產品是助聽器的外殼，通過簡單的掃描和打印，就能夠生產出貼合不同人耳輪廓的產品。據估計全世界已經有近1千萬的使用量。除此之外，人造牙齒、骨骼和關節等人體植入性產品，全世界也已經有了數十萬的安裝量。

另外，未來人體器官等生物組織的打印也有著極大的潛在市場，但目前仍處於實驗室研製階段，前景還不確定。目前美國Organovo公司致力於此領域的開發，2012年初開始在OTC市場交易，2013年7月11日登陸了紐約證券交易所。

（4）能夠直接製作應用產品的3D打印機

這是目前具備最大想象空間和最高技術壁壘的領域，所用材料一般是金屬合金，利用激光技術加工直接成型。產品多用於航空航天、高端裝備等領域，目前仍處於商業化的初期階段。

市場最為關注的還有用3D打印技術直接生產零件，特別是以鈦合金為代表的零部件。其優勢除了通常的能夠避免鑄造鍛壓等周期較長的生產過程，以及製造複雜曲麵外，還包括能夠控製合金在零件不同部位的配比，製造出功能梯度材料。但由於金屬熔點高、熱膨脹係數大，因此為應用3D打印技術帶來很大的困難。所以雖然已經有20多年的研究，但是仍未能得到大量應用，商業化過程剛剛開始。

技術困難導致了此類設備的價格很高，所以其應用局限在了航天航空和高端裝備領域上的個別零件。另外，製造出的零件在力學性能上還有待全麵的檢驗，包括靜態下強度以及疲勞性能等。但此方向才是真正的“第三次工業革命”的意義所在。

3D打印的市場除設備本身外，服務和耗材也是重要的組成部分。無論是對於想要體驗3D打印產品的個人用戶而言，還是小規模的偶爾進行產品設計的生產企業，相較購買整套打印設備的高投資而言，通過各種3D打印服務來滿足需求的方式更加經濟。所以，所有的3D打印設備生產商，幾乎都會提供產品加工服務，而且在其收入中占有的份額非常可觀。

Shapeway是在線服務的網站，個人消費者是主要客戶。線上有8000家商品設計服務商設計產品，並通過3D打印機在當地生產和銷售，目前注冊用戶已達23萬。2010年至2012年6月份，一共生產超過了100萬件商品。公司在荷蘭、紐約和西雅圖等地都設立有製造中心提供打印設備。

除了線上服務外，線下服務更加貼近用戶，也是重要發展方向。近期UPS開始在聖地亞哥的6家商店內提供3D打印服務，我國不少城市也開設了3D打印體驗店，提供客戶3維掃描打印服務，但價格依然較貴，10厘米左右的人像大概在1千元左右。

雖然同是3D打印機，但由於以上四類應用要求不同，從個人消費級到工業應用級，所用的材料和工藝都不同，導致設備價格相差很大。以3D　Systems的產品線為例而言，價格跨度達近千倍。3D打印技術同樣也存在著很多天生不足，例如設備昂貴、原材料有限、尺寸有限、大批量生產時無成本優勢等。由於各種原因，不同應用處在不同的行業周期內。用於模具和原型開發的3D打印機是最為成熟的，它處於穩步成長期。越來越多的個人用戶開始了解3D打印技術，同時低端設備價格也在不斷下降，可操作性也逐漸提升，因此，用於個人消費和產品定製的3D打印機正處於快速的上升期。用於醫療領域和商業化個人定製的3D打印機，比用於個人消費的更為專業，目前處於快速成長的初期。直接進行產品製造的3D打印技術仍處於較早期的階段，而且還有很多技術上的困難，需要時間逐漸去鍥入傳統的機械設計過程，並且和製造工藝相互融合。

從我國的情況來看，有許多本土小廠商在開發麵向個人消費者的產品，所以直接進行產品製造的商業化產品開始萌芽，而用於模具製造的市場麵臨著與國外廠商的競爭，醫療市場也隻是剛剛起步。相比中上遊，我國下遊的加工應用領域相對成熟一些。尤其是在航天軍工領域，對3D打印的需求增長是非常快的。這與航天軍工市場所用的零部件比較複雜，且要求快速響應有關。例如，中航重機控股的中航天地激光科技有限公司，通過與北京航空航天大學王華明教授合作，用3D打印技術生產出飛機大型鈦合金構件，引來了各方麵的矚目。