．一文看懂 3D 列印產業鏈全景圖

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來源：知識自動化

35％！五年複合增長率！這是未來五年對面的中國3D列印市場，給人留下的深刻印象。市場研究機構沃勒斯認為，2015年全球 3D 列印市場增長率則為 25．9％。

據《2016－2021 年中國 3D 列印產業市場需求與投資潛力分析報告》，2014 年中國 3D 列印產業規模為 40 億元。

這讓我們有興趣，進一步仔細熟悉增材製造的產業全景圖。

產業大鏈條

在「增材製造三部曲（上）」我們分析過全球龍頭企業正在透過並購不斷壯大。而這張對岸中國其國內3D列印產業鏈全景圖，可辨識該產業眾多資源和要素的空間分布。

圖1 3D列印產業鏈全景圖

由此可以梳理出3D列印產業鏈中的價值鏈條：

上游：專業材料供應商、軟體開發商、耗材提供商等、基礎配件供應商等

中游：3D 列印設備製造商，3D列印服務平台，軟體提供商等

下游：民用消費、和航太軍工、服裝公司、汽車公司、船舶公司、醫學等領域的應用

圖2 3D列印價值鏈分析示意圖

材料供應、軟體開發、設備製造、公共服務平台，構成了幾個環環相扣的3D列印產業價值鏈。

不動聲色的材料隱者

3D列印行業的成型技術的發展，與應用材料的發展，可以追溯到1987年，首台商用3D列印設備問世，直到近些年3D列印逐漸走入人們視野，這是一個相對比較漫長的過程，我們先做一個簡單的歷史回顧（如圖3所示）。

圖3 3D成型技術與應用材料的歷史與發展

現如今，可將3D列印原材料做一個基本的分類，如下圖所示，後面的「代表公司」為技術代表公司，並非材料生產公司，儘管目前塑料3D列印材料佔據了整個市場的50％市佔率，但是在未來幾年裡最大的供應商，將主要來自金屬粉末領域。

圖4 3D原材料的分類介紹

如果考慮材料供應商的話，可以參考科技研究公司Technavio在2016年發佈的一份，到2020年全球3D列印材料市場的研究報告，該報告預測這5年裡，全球3D列印材料市場的年複合成長率超過25％，並列出了在這一市場中的前五大供應商：

1、Arcam公司

該公司提供一系列的3D列印技術和 3D列印解決方案，並擁有其專利的金屬3D列印技術EBM。該公司目前銷售的EBM硬體、EBM構建材料、金屬粉末和粉末處理設備等，其客戶主要來自航空航太、植入物。

不過，已被GE收購。

2、EOS公司

總部設在德國的EOS是全球DMLS（直接金屬雷射燒結）市場的領導者。該公司主要提供金屬製造材料、系統和設備等，也提供鋁、鈷／鉻合金和鋼等3D列印材料。

3、Hoganas公司

來自瑞典的Hoganas公司是世界領先的鐵和金屬粉末製造商，主要為化工、零組件製造、焊接和冶金等行業的客戶開發產品。其金屬粉末可用於3D列印、等離子焊、壓製和燒結部件、雷射表面熔覆等。

4、Sandvik公司

該公司主要使用的材料，是特殊合金和先進的不鏽鋼。該公司旗下的Sandvik Materials Technology主要從事3D列印業務。該公司還為醫學、航太以及快速模具部門，生產用於3D列印應用的氣體霧化金屬粉末。

5、Solvay公司

該公司透過其旗下的Sinterline Technyl，來提供3D列印解決方案。其3D列印粉末主要用於汽車運輸、體育用品、建築、管道電氣等領域。

除了上述五家主要的3D列印材料供應商之外，總部位於賓夕法尼亞的3D列印機製造商ExOne，則是報告中提到的美國3D列印材料供應商，而在中國比較突出的汕頭美森科技（深圳七號科技旗下公司），則是專注3D列印材料自主研發生產，並推動產業化應用的代表型企業。

設備製造的極客時代

3D列印的設備製造商發展迅猛，並不斷向上游拓展延伸業務，將耗材開發、軟體開發技能逐步收入囊中。Stratesys透過吞併以色列objet公司獲得polyjet產品線，並與自主開發的特殊材料進行整合，形成獨特的競爭優勢，便是縱向整合產業鏈的典型代表。

圖5 Stratasys和3D Systems

在全球3D列印市場中，最大的兩家公司是3D Systems和Stratasys，兩者均成立於20世紀80年代。

這是一個令人懷念的3D技術極客時代。

1986年， Charles開發出光固化技術（SLA），成立3D Systems公司；

1989年， Scott開發出熔融沈積成型（FDM）技術，成立Stratasys公司。

隨後，通過併購和研發，兩家公司在全球3D列印市場中的統治地位，主要體現在工業3D列印機領域，兩者合計佔據了2010年全球專業列印機銷量的74％，其中Stratasys佔56％，3DSystems佔18％。

此外，3D Systems還是個人列印機市場的龍頭企業，而Stratasys則更加專注於專業列印機的生產銷售，沒有涉及個人列印機。

Stratasys和3DSystems在發展模式上也有所不同。

3D Systems業務較廣，涉及3D列印材料，打印機系統以及3D列印服務三個業務範圍，且三項業務基本上平分秋色。而Stratasys在業務上則更加專注於列印機系統的銷售，3D列印服務涉及較少。

在公司擴張策略上，3D Systems採取了強力併購的發展模式，通過並購獲取其它技術專利，並將自己的業務範圍從專業列印機領域擴展到個人列印機領域（如收購BfB等），加強自己服務業務（如收購Shapeway等）。而Stratasys併購行為則較少，業務也一直專注於專業列印機，並輔以少量服務。

中國的3D列印技術研究起步早，從90年代起，核心技術具有先進一面，其處於領先地位科研機構，主要為一些大學院校以及大學相應的企業化單位，這些單位生產的3D列印設備一般為工業級設備。

同樣是技術托底，中國也有四大劍客。在中國，處於領軍級的科研院所主要有清華大學、華中科技大學、西安交通大學與北京航空航天大學，以這些院校為技術依託分別成立的企業，分別為北京殷華激光快速成型與模型技術有限公司、武漢濱湖機電產業有限公司、陝西恆通智能機器有限公司、中航激光成型製造有限公司。

其中，北京殷華、武漢濱湖、陝西恆通，以自主研發的3D列印技術為基礎，研制了工業級的快速成型機，主要以提供模具與原件製造服務、協助用戶進行產品開發，設計服務作為商業模式。北京殷華也進行專用列印耗材的研制與銷售；中航激光主要研究飛機大型整體鈦合金，主承力結構件雷射快速成形及裝機應用技術，在世界範圍內首次實現了雷射成形鈦合金構件在民用客機研製上的應用。

以大學為依託的研究機構，主要以研製工業級列印機為主，而另有一些企業，在進行工業級列印機研製的同時，把重點目光投向了更具市場推力的桌面級列印機的開發與銷售上，並嘗試將技術研究、3D列印機研發銷售，與3D列印服務整合在一起，以建立更完善的產業模式。

圖6 大學與骨幹企業分布示意圖

與國際3D列印市場相比，儘管中國3D列印市場還處在起步與發展階段，但是也湧現出一批優秀的企業，比如說在90年代最具代表力北京隆源（三帝科技控股子公司），自1994年研製成功第一台雷射快速成型機始，便傾力開發金屬、非金屬雷射成套裝備，及雷射綜合製造平台（SLM／LMD／SLS），無論技術、產值還是綜合實力，都在行業內具備極強影響力。

而華曙高科則正在成為對外輸出的一張名片，海外銷量佔據其40％的銷售額，僅次於德國EOS等領先企業。華曙收購了德國具備20年3D列印行業歷史的公司LSS，並正在籌建美國的分公司。廣義的3D列印技術如FDM、LENS、SLA、LOM 有很多種，但是粉材平鋪雷射熔融和雷射燒結技術（SLS／SLM）正是當下主流3D列印技術代表，而華曙正在推動其產業化。隨著科技的進步和市場需求的快速增長，越來越多的公司會進入這個市場。

工業服務提前入場

3D列印的工業服務，其實就是方案提供商與服務平台，前文所提及的Materials、Shapeway，以及萬物列印網（C2M）、杭州銘展網絡科技有限公司，都屬於服務平台提供商。他們並不生產3D列印機，但卻應用用戶提供整體解決方案。

Shapeways成立至今已有8年時間，其前身曾是荷蘭電子巨頭飛利浦公司的一項分支業務。Shapeways的市場運營模式是這樣的（如下圖）：客戶在Shapeways網站上搜索感興趣的設計作品（即3D模型）。找到後再選擇列印材料，系統將訂單請求發送給Shapeways工廠的工作人員，由他們確定是否可行。然後將用3D列印機將其列印出來。