一、3D打印定义
3D 打印又称为增材制造（Additive Manufacturing，AM），是涵盖多学科的先进制造技术。3D 打印是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，将三维实体变为若干个二维平面，运用粉末状金属、塑料、陶瓷、树脂等可粘合原材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。整体而言，3D 打印是信息网络技术、先进材料技术与数字制造技术的结合，制造流程横跨多个学科，涵盖机械、材料、 软件、电子、设计、计算机视觉等。
3D流程图
类比平面打印工序，3D 打印可根据三维信息生产具有功能性的产品。3D 打印可简单理解为将传统打印中的电子文档替换为 3D 数字模型，通过专用材料进行逐层打印，形成三维立体的产品。传统平面打印的文件仅起到信息传输、保存作用，不具备功能性，而通过 3D 打印出的产品可实现预设功能，作为零部件直接应用于航天军工、医疗器械、汽车等行业。
二、3D打印发展史
纵观全球 3D 打印行业发展历史，大致可分为技术研发、量产应用、业务盈利三个阶段。3D 打印诞生于 20 世纪 80 年代初期，至今已经历了近 40 年的发展历程，主 要可归纳为三个阶段。1980 年至 1990 年为第一阶段，期间 3D 打印专利、技术、原型机先后诞生。1982 年 Charles Hull 首次提出将光学技术应用于快速成型领域，并于次年发明了世界上 第一台立体光固化成型（SLA）3D 打印原型机，被誉为 3D 打印之父，此后各类 3D 打印技术及其原型机不断涌现。
1990 至 2010 年为第二阶段，欧美逐渐形成具有影响力的 3D 打印公司，由技术和理论的雏形过渡至 3D 打印机及产品的生产。3D Systems、Stratasys、EOS 等世界龙头企业在这一阶段先后推出 3D 打印设备，涵盖当前主流的熔融沉积成型（FDM）、选择性激光烧结（SLS）、金属激光烧结（SLM）等技术。此外这一阶段通过 3D 打印所生产的产品类别也不断扩大，下游应用场景随之增加。
2010 年至今为第三阶段，3D 打印行业迎来快速发展，龙头企业不断兼并收购。2012 年 Stratasys 与 Object 合并，为 3D 打印业内最大规模合并，3D System 于 2010- 2016 年先后完成对 Phenix Systems、Medical Modeling、Bot Object 等公司的收购， 美国 GE 于 2016 年收购 3D 打印巨头 Concept Laser 和 Arcam，各龙头企业在兼并重组下业务规模迎来快速发展。
我国 3D 打印行业起步滞后于欧美十年左右，但近年来差距逐步缩小。我国 3D打印行业起步于 20 世纪 90 年代初期，上世纪 90 年代由清华大学、西安交通大学、华中科技大学等多所高校在政府资金支持下启动增材制造技术研究，1995 年西安交大成功研发 3D 打样机，2000-2010 年间各高校先后实现 SLA、SLS、FDM、SLM 等主流3D 打印技术零的突破。2011-2016 年间处于技术追赶阶段，3D 打印行业相关专利数量由 2011 年的 5 个迅速攀升至 2016 年的 6564 个，技术水平逼近欧美国家。2016 年后我国涉及 3D 打印业务公司的数量激增，2019 年国内 3D 打印第一股铂力特于科创板上市，标志着我国 3D 打印行业逐步完成从技术积累到商业化的过渡。
三、3D打印技术优劣势
类比传统的减材制造技术，3D 打印具备定制化、低损耗、精密制造等优势。传统减材制造工艺指通过设备对原材料进行车、铣、刨、钻等加工流程。相比传统减材制造，3D 打印在设计过程中可实现定制化非标生产，生产中不需要提前准备模具，且废料相比传统制造有所减少。此外，部分应用于精密制造领域的零件，在生产过程中可能遇到模具无法生产、人工制造精度不足、内部构造过于复杂等因素掣肘，仅能通过 3D 打印生产。
减材制造技术流程示意图
3D 打印与部分传统工艺的比较
基于上述 3D 打印特点，未来发展方向主要为定制化和复杂结构件的生产。3D 打印成本端对规模经济敏感程度低，并不像传统制造工艺，随着产量的提升而实现降本增效。因此，3D 打印在盈亏平衡点之前具有较大的竞争优势，通常这类产品至少具备定制化或复杂程度高这两个特点中的一个。定制化产品通常生产批量较少，无法通过传统工艺实现规模化，应用领域多为航天军工、医疗、文创教育等。复杂结构件方面，往往通过人工或传统工艺在量产后单价仍高于3D 打印，亦或是难以通过传统方式生产，很难甚至无法实现生产，如部分特殊镂空件、混合金属件、具备生物相容性可降解的人造器官等，应用领域多为航天军工、汽车、医疗等。
3D 打印生产过程中产量与成本的关系
四、3D打印技术分类
目前主流 3D 打印分类维度中，依照所使用的材料不同，分为金属 3D 打印与非金属打印，并通过不同的技术特点进一步区分。
金属 3D 打印由于其壁垒高、价值量高、未来应用空间大等特点，关注度高于非金属 3D 打印。其中，金属 3D 打印中所应 用的主流技术包括选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化成型（EBM）、激光近净成型 （LENS），打印原材料多为铁、钛、镍、钢等金属粉末，多用于航空航天&军工、医疗 器械等产品性能要求较高的领域；
非金属 3D 打印中所应用的主流技术包括选择性激光烧结（SLS）、光固化成型（SLA）、熔融沉积成型（FDM）、三维立体打印（3DP）、材料喷射成型（PJ）等，多用于工业模具、文娱创意、医疗用品等非标产品制造。其中部分技术（SLS 和 3DP）也可使用金属粉末作为原材料打印，但市场主流选材为塑料、 树脂、尼龙、陶瓷等材料，因此仍被归为非金属打印类别。
金属材料
重工业产品通常依赖耐高温耐腐蚀的金属材料，3D 打印为了满足重工业产品的需求，最早研发、投资最多在金属粉末。金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。目前，应用于 3D 打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等，此外还有用于打印首饰用的金、银等贵金属粉末材料。钛合金得益于强度高、耐蚀性好、耐热性高，广泛应用于飞机发动机冷端压气机部件以及火箭、导弹和飞机的各种结构件制作。此外，不锈钢粉末以其耐腐蚀性而得到广泛应用，3D 打印的不锈钢模型具有较高的强度，而且适合打印尺寸较大的物品。
目前，欧美等国已经实现了小尺寸不锈钢、高温合金等零件的激光直接成形，未来高温合金、钛合金材质大型金属构件的激光快速成形是主要的技术攻关方向。
工程塑料
工程塑料指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度 及抗老化性均优的塑料。工程塑料是当前应用最广泛的一类 3D 打印材料，常见的有 ABS类材料、PC 类材料、尼龙类材料等。
PC-ABS 材料是一种应用最广泛的热塑性工程塑料。其具备了 ABS 的韧性和 PC 材料的高强度及耐热性，大多应用于汽车、家电及通信行业。使用该材料制作的样件强度比传统制作的部件强度高出 60%左右，工业上通常使用 PC-ABS 材料打印出概念模型、功能原型、制造工具及最终零部件等热塑性部件。PC-ISO 是一种通过医学卫生认证的白色热塑性材料，具有很高的强度，被广泛应用于药品及医疗器械行业，用于手术模拟、颅骨修复、牙科等专业领域。
光敏树脂材料
光敏树脂一般为液态，其在一定波长的紫外光照射下能立刻引起聚合反应完成固化，可用于制作高强度、耐高温、防水材料。Somos 19120 材料为粉红色材质，是一种铸造专用材料，成型后可直接代替精密铸造的蜡膜原型，避免开发模具的风险，具有低留灰率和高精度等特点。Somos Next 材料为白色材质，是一种类 PC 新材料，韧性非常好，基本可达到选择性激光烧结（SLS）制作的尼龙材料性能，而精度和表面质量更佳，该材料制作的部件拥有迄今最优的刚性和韧性，同时保持了光固化立体造型材料做工精致、尺寸精确和外观漂亮的优点，主要应用于汽车、家电、电子消费品等领域
陶瓷材料
陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性，在航空航天、汽车、生物等行业有着广泛的应用。在传统工艺下，复杂陶瓷件需通过模具来成形，模具加工成本高、开发周期长，难以满足产品不断更新的需求。而 3D 打印用选择性激光烧结（SLS）对陶瓷粉末进行加工处理，能够删减繁琐的设计步骤，实现产品快速成型。
该材料存在一定的缺陷，SLS 采用激光烧结陶瓷粉末和某一种粘结剂粉末所组成的混合物，在激光烧结之后，还需要将陶瓷制品放入到温控炉中进行后处理。而且陶瓷粉末在激光直接快速烧结时液相表面张力大，在快速凝固过程中会产生较大的热应力，从而形成较多微裂纹。
其他材料
近年来，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在 3D 打印领域得到了应用。彩色石膏材料是一种全彩色的 3D 打印材料。基于在粉末介质上逐层打印的成型原理，3D 打印成品在处理完毕后，表面可能出现细微的颗粒效果，外观很像岩石，在曲面表面可能出现细微的年轮状纹理，因此，多应用于动漫玩偶等领域。美国宾夕法尼亚大学打印出来的鲜肉，是先用实验室培养出的细胞介质，生成类似鲜肉的代替物质，以水基溶胶为粘合剂，再配合特殊的糖分子制成。还有尚处于概念阶段的用人体细胞制作的生物墨水，以及同样特别的生物纸，打印的时候，生物墨水在计算机的控制下喷到生物纸上，最终形成各种器官。
食品材料方面，目前，砂糖 3D 打印机可通过喷射加热过的砂糖，直接做出具有各种形状，美观又美味的甜品。现有增材制造专用材料包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和生物材料四大类，但单一材料种类较少和性能不足严重制约了增材制造技术应用。目前，行业领军企业以及一些材料企业纷纷布局专用材料领域，突破了一批新型高分子复合材料、高性能合金材料、生物活性材料、陶瓷材料等专用材料。相关企业将纳米材料、碳纤维材料等与现有材料体系复合，开发多功能纳米复合材料、纤维增强复合材料、无机填料复合材料、金属填料复合材料和高分子合金等复合材料，不仅赋予材料多功能性特点，而且拓宽了增材制造技术的应用领域，使复合材料成为专用材料发展趋势之一。
依照不同工艺技术区分的 3D 打印类型
对比 SLM 技术和其余技术，是理解 3D 打印分类较为便捷的方式。SLM 当前工艺 技术成熟、泛用性较高，可将 SLM 技术与其余技术对比，以理解当前主流技术。SLM打印机器上半部分为激光器，下半部分为铺在基板上的金属粉末床，成型方式为熔化后固化成型，即通过熔化金属粉末床上的金属，冷却凝固后成型，逐层重复此操作后打印出成品。其余金属和非金属3D打印工艺技术可视为基于SLM技术的改造和创新。
SLM 工艺设备图示
金属 3D 打印：
1. EBM 技术：将上半部分激光器替换为电子束，在近真空的环境中打印，即为 EBM 技术；
2. LENS 技术：将上半部分添加金属粉末喷嘴以替代下半部分的金属粉末床，即 为 LENS 技术
非金属 3D 打印：
1. SLS 技术：将下半部分金属粉末床中添加熔点相对较低的粉末粘结剂，通过 粘结成型，即为 SLS 技术；
2. SLA 技术：将上半部分激光器替换为紫外线激光，下半部分金属粉末床替换为液体光敏树脂池，通过照射光敏树脂实现光固化成型，即为 SLA 技术；
3. FDM 技术：将上半部分激光器替换为热熔喷头，下半部分仅保留基板，通过热熔喷头直接熔化材料并挤出成型，即为 FDM 技术；
4. 3DP 技术：将上半部分激光器替换为可喷洒、无需加热、具有黏性的粘结剂，半部分为材料粉末床，通过粘结粉末后成型，即为 3DP 技术；
5. PJ 技术：将上半部分激光器替换为光敏聚合性材料和紫外线灯，下半部分仅保留基板，通过照射光敏材料实现光固化成型，即为 PJ 技术。 
来源：3D Hubs，Joye3D，维科网，3D 科学谷，中科院物理所，《3D 打印零件制造工艺介绍和应用》，国联证券研究所
SLM 是当前金属打印主流方案，产品性价比相对占优。通过金属 3D 打印出的产品普遍具有优异的性能，可契合航空航天&军工、医疗等行业苛刻的性能要求，但也面临整体打印成本较高（几万至几十万不等）、成品尺寸受限、生产效率较慢的问题。其中 SLM 打印性价比相对占优，具备高致密度、高强度、高精度、高利用率的优势，同时成本相对 EBM 和 LENS 较低，技术发展成熟，是当前金属 3D 打印主流的解决方案。
来源：3D Hubs，Joye3D，维科网，3D 科学谷，中科院物理所，《3D 打印零件制造工艺介绍和应用》，国联证券研究所
非金属打印中，SLS、SLA 和 FDM 是当前较为常用的技术。通过非金属 3D 打印出的产品普遍在强度、精度、表面粗糙度等性能方面弱于金属 3D 打印，但可满足一般工业制造和创意品生产的需求，同时成本相对较低。SLS、SLA 和 FDM 技术在国内外均相对成熟，打印出的产品下游需求较高，是当前较为常用的非金属 3D 打印解决方案。SLS 工艺，具有使用材料广泛、精度高、生产效率高、无需支撑结构等优势，且技术较为成熟。缺点方面源于粘成型方法，成品存在空隙，力学性能较差，可能面临再加工，且整体成本在非金属 3D 打印中相对较高。
SLA 工艺，受益于光固化成型方式，制作的产品精度较高，表面质量较优，具有防水和耐热的优点。缺点方面则源于树脂材料自身缺陷，强度和刚度相对欠佳，生产过程需要支撑结构。
FDM 工艺，在设备结构中无需激光器等重要零部件，设备成本低，打印速度快。同时打印原材料为热塑性材料，对使用环境要求宽松，适用于办公室或家庭环境。但存在印成品精度低、无法打印复杂构件等缺点，因此 FDM 技术普遍被作为桌面级 3D打印首选方案。
五、3D打印行业政策
政策助力行业高速发展。3D 打印技术作为产业升级中的重要一环，得到国家层面的充分重视，政策自 2015 年后密集出台，呈现出延续性强、响应速度快的特点。同时，从政策效果来看成效显著，主要目标均已实现，行业标准逐步完善。
2021 年“十四五规划”中增材制造重要性再上台阶，被列为重点任务，规划中强调要加强关键核心技术攻关。此后各部委及地方政府快速响应，上海、广东、江苏、重庆等多省市在核心政策文件中明确增材制造在整体高端制造业发展中的重要地位，各地方政府结合当地需求和优势，因地制宜发展增材制造产业链。
行业规范方面，2020 年国家标准化管理委员会、工信部等多部门印发《增材制造标准领航行动计划（2020-2022 年）》，提出构建立足国情、对接国际的增材制造新型标准体系，加速行业相关标准落地。当前我国增材制造国家标准共 30 条，其中 21 条为近 3 年内确立，逐步实现标准化，为行业发展保驾护航。
六、3D打印产业链格局
1、产业链图谱
2、产业链价值分配
（1）、3D打印总体市场
全球 3D 打印市场空间方面，根据《Wohlers Associates 2022》报告，2015-2021年增材制造市场规模年复合增长率为 19.77%，其中 2021 年全球增材制造市场规模达 152.4 亿美元，同比增速为 19.5%。预计 2025 年增材制造市场规模将达到 298 亿美 元，2021-2025 年 CAGR 约为 18.2%；在疫情掣肘消散后，叠加下游应用场景不断扩充，Wohlers 预计 2030 年增材制造市场规模将达到853 亿美元，2021-2030 年 CAGR 约为 21.1%，2025-2030 年 CAGR 约为 23.4%。
金属增材制造将迎来高速发展。金属 3D 打印对生产成本、产品质量、技术要求普遍高于非金属 3D 打印，下游的泛用性弱于非金属 3D 打印。近年来随金属 3D 打印技术不断优化，产品质量趋近甚至超过传统制造工艺，市场规模逐渐扩大。SmarTech Analysis 数据显示 2019 年全球金属增材制造市场规模为 33 亿美元，预计未来将延续高增速态势，到 2024 年市场规模将扩张至 110 亿美元，2019-2024 年 CAGR 高达27.2%,显著快于 Wohlers 预计的增材制造行业整体增速（2021-2030 年 CAGR 约为21.1%）。
2015-2030 年全球增材制造行业市场规模 2019-2024 年全球金属增材制造市场规模
来源：Wohlers，国联证券研究所 来源：SmarTech Analysis，国联证券研究所
从细分项占比来看，根据 Wohlers 显示的 2021 年数据，细分产品规模中 3D 打印服务、3D 打印设备和 3D 打印原材料分别占比 40.9%、22.4%和 17.1%，市场规模分别为 62.3、34.1 和 25.9 亿美元。从原材料市场占比来看，聚合物粉材、光敏树脂、聚合物丝材和金属材料为主要原材料，占比分别为 34.7%、25.2%、19.9%和 18.2%，值得注意的是，聚合物粉末销量同比增长 43.3%，超过光敏树脂成为最常用的增材制造材料，SLS、SLM 等基于粉末床的工艺技术下游需求量有所提高。
2021 年全球增材制造行业细分占比 2021 年全球增材制造行业原材料占比情况
来源：Wohlers，国联证券研究所 来源：Wohlers，国联证券研究所
3D 打印行业中设备公司往往涉及到原材料、设备零部件和下游服务业务，而专精原材料和设备零部件的企业通常3D 打印业务占比较低。因此，通过 3D 打印设备企业市场竞争格局观察整体行业更为合意。
国内竞争格局方面，当前国内 3D 打印设备市场较为分散。CR3 分别为国内的联泰科技、美国的 Stratasys 和德国的 EOS 构成，合计占比约为 44.3%。国产主流设备 厂商除联泰科技外，华曙高科和铂力特市场占有率相对较高，分别为 6.6%和 4.9%。
全球竞争格局方面，由于桌面级 3D 打印设备单品价值量低、出货量大、参与企业众 多等因素，通常以工业级 3D 打印设备（售价高于 5000 美元）出货量占比数据观察竞争格局。当前工业级龙头主要为美国 Stratasys 和 3D Systems，2019 年工业级出货量分别为 16.6%和 12.8%。国内工业级非金属设备企业联泰科技和先临三维进入前十，出货量占比分别为 2.4%和 2.0%。
考虑到 3D 打印设备分类维度较为多样，既可通过原材料分为金属和非金属，也可依照价值量和应用领域分为工业级和桌面级，将主要参与企业按不同维度细化分类，可更好观测行业竞争格局。金属 3D 打印设备多为工业级设备，通常具备单品价值量高、设备及服务销售毛利率高、出货量较低的特征。
国内方面，主营为金属 3D 打印的企业营收在 1 亿元至5 亿元左右，上市公司仅铂力特（银邦股份子公司飞而康涉及金属 3D 打印业务），除铂力特外华曙高科、鑫精合等企业在技术方面具备一定竞争力。
海外方面，主要金属3D 打印企业均已上市，3D Systems 营收最高，约合人民币 40 亿元。非金属 3D 打印既有工业级也有桌面级设备，通常价值量低、设备及服务销售毛利率低于金属设备，但出货量和公司整体营收较高。
资本层面：国内方面，主要企业均未上市，多处于挂牌或一级市场融资阶段。其中创想三维是桌面级龙头，营收超过 10 亿元，为国内 3D 打印行业营收最高的企业。联泰科技为工业级非金属设备龙头，营收为 4.35 亿元。
海外方面，行业内主要公司均已上市，3D Systems 和 Stratasys 为非金属龙头，营收约为 40 亿。
国内 3D 打印市场空间方面，Wohlers 数据显示，从增材制造设备安装量角度来看，中国市场占全球比重约 10.6%，位列世界第二。根据中商产业研究院测算，2021年国内增材制造市场规模为 260 亿元，同比增速 25.0%，相较 2018年产业规模实现 翻倍。预计到 2024 年产业规模将超过 500 亿元，2021-2024 年 CAGR 将维持在 24.0% 左右，显著高于全球增长水平，国内增材制造行业或将迎来高速发展期，未来增量空间广阔。
2021 年增材制造设备安装量占比图 2017-2024 年中国 3D 打印市场规模预测
来源：Wohlers，国联证券研究所 来源：中商产业研究院，国联证券研究所
受3D打印产品逐步规模化应用和部分积压的3D打印设备需求释放的带动，2021年中国3D打印产业规模增速加快，产业规模增至216.5亿元。随着3D打印产品在已有场景中应用规模进一步扩张，以及新场景、新应用的不断开拓，预计2023年中国3D打印产业规模将突破400亿元。
（2）、3D打印区域分布
我国3D打印产业主要分布在京津冀地区、长三角地区、珠三角地区、中西部地区。
（3）、3D打印价值链占比
中国3D打印设备规模占比达45.0%，3D打印服务和3D打印材料规模占比超25%。
3D打印产业链环节占比
各个环节内部价值链占比
3D打印材料价值链
当前主流3D打印分类维度为金属与非金属两种，根据具体工艺进一步细分。金属3D打印由于其壁垒高、价值量高、未来应用空间大等特点，关注度高于非金属3D打印。金属3D打印中主要涉及选择性激光熔化（SLM）、 电子束熔化成型（EBM）、激光近净成型（LENS）等，非金属3D打印主要包括选择性激光烧结（SLS）、光固化成型（SLA）、熔融沉积成型（FDM）等。
3D打印原材料是影响3D打印产品质量的重要因素之一，是3D打印技术发展的物质基础。3D打印原材料目前主要可分为金属材料、非金属材料。数据显示，在我国整个3D打印市场中，合金铝合金、不锈钢分别占20.2%、10.0%9.1%，合计占比39.3%，其余多为非金属材料包括尼龙、PLA、ABS塑料、树脂等。
3D打印设备价值链
目前，中国市场的主流设备品牌包括联泰、华曙、铂力特、3D Systems、GE 、Stratasys、惠普等。数据显示，联泰在3D打印行业中市场占比最大达16.4%，其次为Stratasys和EOS，分别占比14.8%和13.1%。
随着国内3D打印企业技术的不断积累，与国外先进水平的差距快速缩小，在大尺寸成型等部分领域甚至实现了反超，优秀企业不断涌现，以铂力特、华曙高科、联泰科技等为代表，综合实力雄厚，属于行业领军企业。
3D打印服务价值链
3D打印目前已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域，并逐渐被尝试应用于更多的领域中2021年3D打印主要应用于航空航天、汽车、消费及电子产品、医疗/牙科、学术科研等领域。以航空航天、医疗、汽车为代表的三大应用领域空间广阔。从 3D 打印下游应用 市场占比来看，占比最多的三个领域是航空航天、医疗和汽车，占比分别为 16.8%、 15.6%和 14.6，其中航空航天中的应用多为金属 3D 打印，SLM、EBM 和 LENS 工艺均有 所使用。医疗和汽车行业在应用过程中既有金属也有非金属 3D 打印，主流工艺均有 涉及。根据安永发布的报告来看，当前航空航天与国防领域是 3D 打印渗透率较高的 领域，且具有较高的未来发展上限。
从商业模式来看，3D 打印下游应用可分为军用端和民用端。
军用方面，3D 打印 在航空航天和军工领域应用广阔，以 3D 打印定制化产品销售为主，主要应用在导弹、军机、发动机零部件中，例如导弹中的舵、燃烧室、进气道，军机中的格栅叶片，发动机中的冷端、热端叶片等。军品多采用协商定价，利润普遍较高。
民用方面，主要应用在汽车、医疗、文创教育等领域，3D 打印设备销售相对较多。以铂力特为例，2021 年铂力特设备销售共 140 台，军用设备销售占比和民用设备销售占比分别约为43%和 57%。但从价值量来看，铂力特军品设备单价更高，价格在几百万至上千万一台，高于民用的几十万至百万的价格区间。整体来看，当前军用下游需求较高，对于金属 3D 打印技术成熟度要求高；民用下游行业较多，未来增长空间广阔，应用中既有金属工艺也有非金属工艺，除工艺成熟度外还需考虑到产业链升级和消费升级进程。
2021 年增材制造的重要应用领域及其市场份额占比 3D 打印当前应用领域成熟度及未来应用发展潜力
来源：华经产业研究院，国联证券研究所 来源：安永，国联证券研究所
应用领域-航空航天
金属 3D 打印在航空航天&军工领域增长潜力较高。航空工业中应用的原材料多为钛合金、铝锂合金、超高强度钢、高温合金等材料，普遍具有强度高、化学性质稳定、不易成型加工等特点，传统工艺在加工这些金属时面临较高的技术壁垒。金属 3D打印的快速发展为航天军工业带来新的发展思路，SLM、EBM 和 LENS 等金属 3D 打印工艺广泛应用于航空航天领域，极大的促进了航空航天结构设计的灵活性，实现了由“制造约束设计”向“功能引领设计”的根本转变。同时，由于航空航天领域价格敏感度较低的特性，使得 3D 打印在领域率先发展。
多重优势助力金属 3D 打印在航空航天领域快速发展。金属 3D 打印在航空航天领域应用中的优势涵盖四个方面：一是复杂结构设计得以实现，即可生产传统工艺较难生产的复杂结构，又可通过复合材料使零件不同部位具备不同性能，在我国传统锻造、铸造技术相对落后于欧美的背景下，这一优势重要性凸显，或可通过 3D 打印技术实现高端制造业的“弯道超车”；二是缩短研发周期，无需制造生产模具，且节约了研发过程中纠错、修改、优化的时间；三是优化零部件性能，通过中空夹层、一体化结构、镂空点阵结构和异形拓扑优化结构，实现轻量化，减少应力集中的同时增加使用寿命；四是可提高材料的利用率，降低制造成本。
应用领域-医疗
基于人体存在个体差异而传统制造医疗器械多为标准化样式或尺寸的现状，3D 打印凭借可个性化定制的特点在医疗领域内应用逐步广泛，主要应用方向包括制造医疗模型、手术导板、外科/口腔科植入物、康复器械等(主要材料包括塑料、树脂、金属、高分子复合材料等)，以及生物 3D打印人体组织、器官等。随着未来经济水平和精准医疗要求的不断提升，3D 打印技术在医疗行业的发展将拥有巨大空间智慧医疗产业链围绕着信息化基础设施到“互联网+医疗健康”系统建设，利用人工智能、通信、大数据等技术，逐步打通“医、药、险”各环节，智慧医疗已经成为推动我国数字经济飞速发展的“新动能”。预计未来行业将继续高速发展，到2023年国内智慧医疗应用规模可达到936.6亿元]
应用领域-汽车
伴随3D技术的创新升级，其在汽车制造领域的应用将逐渐深入，从概念模型打印到功能模型打印，目前逐步应用于功能部件制造，并向打造整车方向拓展。汽车制造领域3D打印，主要应用已覆盖汽车设计、零部件开发、内外饰应用等方面，主要技术为 SLS、SLM等。随着汽车保有量和产量的上升，汽车行业巨大的市场规模将持续为3D打印技术的应用提供广阔的空间2023年1月，全国汽车产销分别完成159.4万辆和164.9万辆，同比分别下降34.3%和35%
2022年汽车市场形势呈现好转，企业生产经营状况逐步改善。2022年中国汽车制造业营业收入92899.9亿元，同比增长6.8%。利润总额5319.6亿元，同比增长0.6%。
