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我国增材制造产业空间分布及重点企业分析

作者:www.cechina.cn2023.10.23阅读 9287

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  01市场规模
  我国初步建立涵盖增材制造材料、工艺、装备技术到重大工程应用的全链条技术创新体系,相关技术研究涉及从光固化材料的原型制造(产品开发)到大尺寸金属材料的增减材一体化制造(装备应用)的完整环节,包括各类工艺的增材制造装备与增材制造数据处理、各类成形工艺的路径规划软件、模拟增材制造过程物理化学变化的数字仿真软件、数字孪生体建模仿真、空间原位增材制造等。
  我国增材制造产业规模实现快速扩张,根据相关统计数据显示,产业产值已由2012年的10亿元增长到2016年的80亿元,并递增至2022年的320亿元,预测至2025年将达到630亿元,2016-2025年CAGR约为25.77%。当前我国增材制造产业链的企业也超过了千余家,以增材制造为主营业务的规上企业数量从2016年的20余家增长到2022年的近200家,其中营收过亿的企业数量从2012年的3家增长到2022年的42家。
  2022年我国增材制造的专用材料、零部件、装备和服务各环节的营业收入分别占到了12.4%、5.9%、53.2%和26%,装备领域占据半壁江山,服务及材料占比也较高。且2022年我国增材制造装备的出口达到了228.7万台,与2019年相比增长了59.7%,出口金额达到了36.6亿元,标志着我国的增材制造装备在国际上的认可度和知名度不断提高。

 
  02空间分布
  我国增材制造产业呈现大、中、小企业融通发展格局,国内增材制造设备供应商积极转向自主创新发展,龙头企业具备了参与国际市场竞争的技术能力,在空间布局上初步形成以京津冀地区、长江三角洲(长三角)地区、珠江三角洲(珠三角)地区为核心,中西部地区为纽带的增材制造产业发展的空间格局,产业园、孵化器、创新中心等载体集聚性凸显,区域性产业链集聚优势逐步体现。
  截至2022年,我国共有20多个增材制造类产业园区,其中,处于正常运营状态的产业园区有11家,企业独立产业园区3家,建设中产业园区2家,另有4家产业园区停止运营,4家产业园区改做其他行业。

  03重点企业
  铂力特:国内领先的金属增材制造技术全套解决方案提供商。公司围绕金属增材制造产业链,开展金属增材制造设备、金属增材制造定制化产品及金属增材制造原材料的研发、生产、销售,同时向客户提供金属增材制造工艺设计开发及相关技术服务,构建了较为完整的金属增材制造产业生态链,申请金属增材制造技术相关自主知识产权440项,整体实力在国内外金属增材制造领域处于领先地位。公司深耕航空航天领域多年,以增材制造服务国家重大工程,支持国家60余项重点型号的建设,已成为空中客车公司金属增材制造服务的合格供应商,在该领域市场占有率较高。当前公司主要使用三项金属增材制造技术,即选择性激光熔化成形技术(SLM)、激光熔覆沉积技术(LSF)、电弧增材制造技术(WAAM),可实现年交付零件 50000 余件。
  华曙高科:工业级3D打印领航企业。公司成立于2009年,是国内唯一一家加载全部自主开发增材制造工业软件、控制系统,并实现SLM设备和SLS设备产业化量产销售的企业。拥有国家发改委批复的增材制造领域工程研究中心——高分子复杂结构增材制造国家工程研究中心,承担了国家重点研发计划项目课题、工信部工业转型升级重点项目、工业强基工程项目、湖南省五个100重大产品创新项目、湖南省科技重大专项等各级重大/重点项目课题。在高性能工业级增材制造装备、专用材料及工艺关键核心技术领域取得众多突破,截至2023年8月,公司共有已授权发明专利160项,软件著作权38项,牵头或参与制定了14项增材制造技术国家标准和6项行业标准。拥有开源可定制化的20余款金属、高分子工业级增材制造自主装备及近40款材料,自研增材制造装备与材料销往全球30余个国家和地区,是全球集装备研发制造、材料研发生产、控制系统、软件、技术服务支持为一体的增材制造企业。公司建立了完整的专业化软件技术团队,拥有完全自主知识产权的全套3D打印工业软件、操作系统,包括数据处理系统Buildstar和设备控制系统Makestar。
  先临三维:高精度3D数字化解决方案供应商。公司成立于2004年,专注于高精度3D数字化产品的研发、制造和应用,主要产品为手持3D扫描仪、高精度3D视觉检测系统、光固化3D打印机和三维软件,涉及齿科医疗、汽车、航空航天、模具、能源等行业应用。在口腔医疗领域,公司提供从3D扫描、设计、打印到检测的数字化解决方案。公司总部设于杭州,在成都、天津、德国斯图加特、美国旧金山等地设有子公司,拥有近300项授权专利和100多项软件著作权,自主研发了结构光立体匹配及三维重建算法、三维视觉测量高精度标定算法、融合人工智能算法的高品质3D数据建模及应用软件、相机及投影系统等核心器件设计、光机电算一体化控制系统设计等核心技术。
  易加三维:工业增材制造系统与应用技术解决方案供应商。公司创立于2014年,致力于研发和生产工业级3D打印(增材制造)系统与应用技术,以MPBF?金属3D打印技术为核心,为航空航天、高性能工业制造、模具制造、精准医疗等领域提供专业的增材制造应用解决方案。公司拥有自主研发的EPHatch和EPlus3D软件,且在金属粉末床熔化(MPBF?)、选择性粉末床烧结(PPBF?)两种设备的设计、装备、工艺、软件、材料及后处理等方面拥有丰硕的成果,同时3D打印设备远销欧美、日韩、东南亚等40多个国家和地区。

  04专利情况
  我国增材制造产业起步较晚,在2010年之前的专利申请数量较少,2010年之后随着各大科研院所和高校积极参与研究、各大公司积极布局,专利申请数量增长较快, 2020年以来,我国增材制造行业专利授权数量有所下降,但是绝对指标数量仍较大。
  我国增材制造专利申请主要聚焦在增材制造材料领域,是全球第一大增材制造材料专利申请国,专利申请量达到3079项,占全球增材制造材料专利总申请量的55.88%,随之是美国、欧盟和韩国。
  从专利申请来源区域来看,广东省为中国当前申请增材制造材料专利数量最多的省份,累计申请数量达581项。江苏、北京、上海、浙江累计申请增材制造材料专利数量均超过200项。中国当前申请省(市、自治区) 增材制造材料专利数量排名前十的省份还包括福建、山东、四川、陕西和湖北等。从申请人来看,截止2022年,皇家飞利浦电子股份有限公司累计申请3D打印材料专利数量为77项,位于全球第一,中国的科学院化学研究所、中石油化工、同济大学、浙江大学等七大企业与科研院所进入全球增材制造材料技术专利申请量TOP10行列,表明中国在增材制造材料技术领域具有领先优势。

  05未来趋势
  总体来看,我国处于全球增材制造产业第一梯队,初步建立涵盖材料、工艺、装备技术到重大工程应用的全链条技术创新体系,在全球产业发展格局中占据重要地位。展望未来,增材制造产业发展有以下几大趋势:
  1.增材制造有望成为未来三大主流制造工艺之一,随着“工业4.0”不断推进,增材制造与数字技术融合为产品的个性化定制、复杂结构件制造提供重要手段,且产业整体规模保持20%以上增速增长,市场空间不断扩容。
  2.国产替代成行业发展一大趋势,整体供给能力将得到全面提升,且部分领域在全球具备竞争优势,随着原料、设备、服务等领域专利到期,国产化替代成国内企业主要发展方向之一,国产设备逐步向大而精两极方向发展。
  3.以下游应用为核心的重点领域持续创新,生物医药、医疗器械制造、航空航天、武器装备、汽车制造、大型高性能复杂结构件的增材制造、空间增材制造等前沿技术装备持续创新,工业增材制造及金属增材制造仍是未来行业研发热点。
  4.产业生态不断完善,基础数据库完善、产业标准化建设、产业应用拓展、创新服务平台搭建等加速推进,自主可控的产业链条和协同融合的产业生态逐步建立。

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