1、泓域咨询 /激光选区熔化成形设备制造项目策划方案激光选区熔化成形设备制造项目策划方案泓域咨询报告说明3D打印技术从诞生至今30余年，目前处于多技术路线共存的状态，根据国际标准化***ISO/TC261增材制造技术委员会2015年新发布的国际标准ISO/ASTM52900/2015，将增材制造工艺原理分为粘结剂喷射（选择性喷射沉积液态粘结剂粘结粉末等材料的增材制造工艺）、定向能量沉积（利用聚焦热能熔化材料即熔即沉积的增材制造工艺）、材料挤出（将材料熔化后通过喷嘴或孔口挤出成形的增材制造工艺）、材料喷射（将材料以微滴的形式选择性喷射沉积的增材制造工艺）、粉末***选区熔化（通过热能选择性地熔化/烧结粉末
2、***区域的增材制造工艺）、薄材叠层（将薄层材料逐层粘结以形成实物的增材制造工艺）、立体光固化（通过光致聚合作用选择性地固化液态光敏聚合物的增材制造工艺）七类，主流的技术都可以归入这七类。本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算，项目总投资37722/22万元，其中：建设投资31157/88万元，占项目总投资的82/60%；建设期利息259/70万元，占项目总投资的0/69%；流动资金6304/64万元，占项目总投资的16/71%。根据谨慎财务测算，项目正常运营每年营业收入69100/00万元，综合总成本费用54938/70万元，净利润8745/59万元，财务内部收益率1
3、5/67%，财务净现值3546/40万元，全部投资回收期5/13年。本期项目具有较强的财务盈利能力，其财务净现值良好，投资回收期合理。本期项目技术上可行、经济上合理，投资方向正确，资本结构合理，技术方案设计优良。本期项目的投资建设和实施无论是经济效益、社会效益等方面都是积极可行的。综合判断，在经济发展新常态下，我区发展机遇与挑战并存，机遇大于挑战，发展形势总体向好有利，将通过全面的调整、转型、升级，步入发展的新阶段。知识经济、服务经济、消费经济将成为经济增长的主要特征，中心城区的集聚、辐射和创新功能不断强化，产业发展进入新阶段。报告是通过对项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规
4、模、工艺路线、设备选型、环境影响、投资融资等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会、环境影响进行预测，从而提出项目是否值得投资和如何进行建设的分析评价意见。本报告为模板参考范文，不作为投资建议，仅供参考。报告产业背景、市场分析、技术方案、风险评估等内容基于***息；项目建设方案、投资估算、经济效益分析等内容基于行业研究模型。本报告可用于学习交流或模板参考应用。目录第一章 项目总论说明第二章 背景、必要性分析第三章 市场前景分析第四章 产品方案与建设规划第五章 选址可行性分析第六章 建筑技术分析第七章 原辅材料供应及成品管理第八章 技术方
5、案第九章 环保分析第十章 劳动安全第十一章 项目节能分析第十二章 ***机构管理第十三章 项目进度计划第十四章 投资计划第十五章 项目经济效益分析第十六章 招标方案第十七章 风险防范第十八章 项目综合评价第十九章 附表第一章 项目总论说明一、项目名称及投资人（一）项目名称激光选区熔化成形设备制造项目（二）项目投资人xxx有限责任公司（三）建设地点本期项目选址位于xxx（以选址意见书为准）。二、编制原则按照“保证生产，简化辅助”的原则进行设计，尽量减少用地、节约资金。在保证生产的前提下，综合考虑辅助、服务设施及该项目的可持续发展。采用先进可靠的工艺流程及设备和完善的现代企业管理制度，采取有效的环境
6、保护措施，使生产中的排放物符合国家排放标准和规定，重视安全与工业卫生使工程项目具有良好的经济效益和社会效益。三、编制依据1、中华人民共和国国民经济和社会发展“十三五”规划纲要；2、建设项目经济评价方法与参数及使用手册（第三版）；3、工业可行性研究编制手册；4、现代财务会计；5、工业投资项目评价与决策；6、国家及地方有关政策、法规、规划；7、项目建设地总体规划及控制性详规；8、项目建设单位提供的有关材料及相关数据；9、国家公布的相关设备及施工标准。四、编制范围及内容1、对项目提出的背景、建设必要性、市场前景分析；2、对产品方案、工艺流程、技术水平进行论述，确定建设规模；3、对项目建设条件、场地、
7、原料供应及交通运输条件的评价；4、对项目的总图运输、公用工程等技术方案进行研究；5、对项目消防、环境保护、劳动安全卫生和节能措施的评价；6、对项目实施进度和劳动定员的确定；7、投资估算和资金筹措和经济效益评价；8、提出本项目的研究工作结论。五、项目建设背景 “轻量化”、“高强度”、“高性能”及“复杂零件集成化”一直是航空航天零部件制造和研发的主要目标。3D打印技术所制造出来的零件能够很好的迎合这些要求。其应用优势主要体现在以下几个方面：航空航天技术是国防实力的象征，世界各国之间竞争异常激烈。因此，各国都试图以更快的速度研发出更新的***装备，使自己在国防领域处于不败之地。金属3D打印技术让高性能
8、金属零部件，尤其是高性能大结构件的制造流程大为缩短，而无需研发零件制造过程中使用的模具，这将极大的缩短产品研发制造周期。我国已经开发出钛合金、高强钢、尼龙粉末、碳纤维复合材料、玻璃微珠复合材料等近百种牌号专用材料，材料品质和性能稳定性逐步提升，种类逐步增多，基本满足增材制造产业需要，钛合金等专用材料打破国外垄断，实现在增材制造技术中的突破性应用。综合判断，在经济发展新常态下，我区发展机遇与挑战并存，机遇大于挑战，发展形势总体向好有利，将通过全面的调整、转型、升级，步入发展的新阶段。知识经济、服务经济、消费经济将成为经济增长的主要特征，中心城区的集聚、辐射和创新功能不断强化，产业发展进入新阶段。
9、六、结论分析（一）项目选址本期项目选址位于xxx（以选址意见书为准），占地面积约95/40亩。项目拟定建设区域地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，非常适宜本期项目建设。（二）建设规模与产品方案项目建成后，形成年产激光选区熔化成形设备10000套的生产能力。（三）项目实施进度本期项目按照国家基本建设程序的有关法规和实施指南要求进行建设，本期项目建设期限规划12个月。（四）投资估算本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算，项目总投资37722/22万元，其中：建设投资31157/88万元，占项目总投资的82/60%；建设期利息259/70万元
10、，占项目总投资的0/69%；流动资金6304/64万元，占项目总投资的16/71%。（五）资金筹措项目总投资37722/22万元，根据资金筹措方案，xxx有限责任公司计划自筹资金（资本金）27122/22万元。根据谨慎财务测算，本期工程项目申请银行借款总额10600/00万元。（六）经济评价1、项目达产年预期营业收入（SP）：69100/00万元（含税）。2、年综合总成本费用（TC）：54938/70万元。3、项目达产年净利润（NP）：8745/59万元。4、财务内部收益率（FIRR）：15/67%。5、全部投资回收期（Pt）：5/13年（含建设期12个月）。6、达产年盈亏平衡点（BEP）：1
11、2351/32万元（产值）。（七）社会效益本项目实施后，可满足国内市场需求，增加国家及地方财政收入，带动产业升级发展，为社会提供更多的就业机会。另外，由于本项目环保治理手段完善，不会对周边环境产生不利影响。因此，本项目建设具有良好的社会效益。（八）主要经济技术指标主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积63599/94约95/40亩1/1总建筑面积69959/93容积率1/101/2基底面积38159/96建筑系数60/00%1/3投资强度万元/亩300/891/4基底面积38159/962总投资万元37722/222/1建设投资万元31157/882/1/1工程费用万元26472/2
12、82/1/2工程建设其他费用万元3933/682/1/3预备费万元751/922/2建设期利息万元259/702/3流动资金6304/643资金筹措万元37722/223/1自筹资金万元27122/223/2银行***万元10600/004营业收入万元69100/00正常运营年份5总成本费用万元54938/706利润总额万元11660/797净利润万元8745/598所得税万元2915/209***万元2651/5310税金及附加万元2500/5111纳税总额万元8067/2412工业增加值万元21146/8413盈亏平衡点万元12351/32产值14回收期年5/13含建设期12个月15财务内部
13、收益率15/67%所得税后16财务净现值万元3546/40所得税后第二章 背景、必要性分析一、产业发展情况（一）增材制造应用领域分布根据WohlersAssociates（2018）报告显示，2017年，增材制造主要应用于航空航天、汽车、工业机械、消费品/电子、医疗/牙科领域，上述行业在增材制造整体应用领域的份额占比合计接近80%，已经成为航空航天等高端设备制造及修复领域的重要技术手段，逐步成为产品研发设计、创新创意及个性化产品的实现手段以及新药研发、临***诊断与治疗的工具。其中，增材制造在航空航天、汽车领域的应用占比逐年提升，2017年分别为18/9%、16/0%，相较于2015年分别提升了2
14、/3个百分点、2/2个百分点。同时，增材制造的应用范围也在不断向建筑、服装、食品等领域扩展。（二）航天航空及国防领域是金属3D打印应用的重要领域（1）市场规模和增速根据WohlersAssociates/Inc统计显示，2017年度，全球增材制造行业市场规模达到了73/36亿美元，按照销售规模排名，3D打印在航空航天和国防工业的应用规模分别为18/9%和5/1%，市场规模分别为13/87亿美元和3/74亿美元。3D打印技术在航空航天的应用规模近年来增长迅速，其市场份额从2015年的16/6%提升到2017年的18/9%。当前，航空航天零部件产业产值规模超过1/500亿美元，但3D打印应用在其中
15、的份额尚不足1%，未来市场空间巨大。2016年6月，空客公司搭载有增材制造部件以及拓扑优化设计的A350完成了为期两年的测试，实验表明增材制造在实际工业上已经展现了技术可行性和未来潜力；2017年，波音公司宣布聘请挪威金属3D打印公司NorskTitaniumAS，负责为波音787Dreamliner飞机打印钛合金部件，以期将每架波音787Dreamliner飞机的每架制造成本节省200300万美元；美国GE公司应用3D打印技术生产的喷气发动机LEAP-1C已获得联邦航空局（FAA）和欧洲航空安全协会（EASA）的批准，该发动机被誉为“***性推进系统”，是由通用电气和赛峰集团合资的CFM公司所
16、生产。（2）应用优势“轻量化”、“高强度”、“高性能”及“复杂零件集成化”一直是航空航天零部件制造和研发的主要目标。3D打印技术所制造出来的零件能够很好的迎合这些要求。其应用优势主要体现在以下几个方面：1）缩短新型航空航天装备及零部件的研发周期航空航天技术是国防实力的象征，世界各国之间竞争异常激烈。因此，各国都试图以更快的速度研发出更新的***装备，使自己在国防领域处于不败之地。金属3D打印技术让高性能金属零部件，尤其是高性能大结构件的制造流程大为缩短，而无需研发零件制造过程中使用的模具，这将极大的缩短产品研发制造周期。由于航空航天设备所需要的零部件往往都是一些需要单件定制的复杂部件，如果运用传
17、统工艺制作势必会存在制作周期过长，且成本过高的问题。而3D打印技术低成本快速成形的特点则能很好地弥补这一问题，3D打印工艺制造速度快，成形后的近形件仅需少量后续机加工，可以显著缩短零部件的生产周期，满足对航空航天产品的快速响应要求。加之该技术的高柔性、高性能灵活制造特点，以及对复杂零件的***快速成形，金属3D打印将为航空航天及国防装备的制造提供强有力的技术支撑。2）复杂结构设计得以实现3D打印技术和航空航天、国防工业最契合的优势就在于其能够轻松实现复杂结构件的制造，过去依靠传统制造难以实现的复杂几何结构在以灵活著称的3D打印技术面前不再是难题，同时，3D打印工艺能够实现单一零件中材料成分的实时
18、连续变化，使零件的不同部位具有不同成分和性能，是制造异质材料（如功能梯度材料、复合材料等）的最佳工艺，这大幅提升了航空航天业的设计和创新能力。尤其对于工业基础相对薄弱的国家来说，3D打印技术有助于缩小其与发达国家的差距。3）满足轻量化需求，减少应力集中，增加使用寿命减重是航空航天业最关键的问题之一，轻量化的组件能够显著降低飞机重量，提升燃油经济性。实现复杂结构意味着减重的潜力可以得到最大限度的激发。粗略统计，飞机重量减少一磅，平均每年可以节省1/1万加仑燃油。美国GE公司预计采用金属直接增材制造的零件，未来可占航空发动机零部件的50%，使其研发的大型航空发动机每台至少减重454kg。对于卫星和
19、运载火箭来说，轻量化的意义尤为重大。金属3D打印技术的应用可以优化复杂零部件的结构，在保证性能的前提下，将复杂结构经变换重新设计成简单结构，从而起到减轻重量的效果。而且通过优化零件结构，能使零件的应力呈现出最合理化的分布，减少疲劳裂纹产生的危险，从而增加使用寿命。4）提升航空航天装备的零部件强度和耐用性航空航天装备的零部件由于工作环境的特殊性通常对材料的性能和成分有着严格甚至苛刻的要求，大量试用各种高性能的难加工材料，而金属3D打印技术可以方便地加工高熔点、高硬度的高温合金、钛合金等难加工材料。金属零件直接成形时的快速凝固特征可提高零件的机械性能和耐腐蚀性，与传统制造工艺相比，成形零件可在不损
20、失塑性的情况下使强度得到较大提高。金属3D打印技术可以提升航空发动机关键零部件的多项重要特性。美国F16战机上使用3D技术制造的起落架，不仅满足使用标准，而且平均寿命是原来的2/5倍。5）提高材料的利用率，降***造成本相比传统制造方法，3D打印技术在材料利用率方***有无以伦比的优势。航空航天制造领域大多使用价格昂贵的战略材料，比如像钛合金、镍基高温合金等金属材料。3D打印加工过程的材料利用率较高，可以节省制造航空航天装备零部件所需的昂贵原材料，显著降***造成本。采用传统的制造方法，材料的使用率很低，而采用3D打印技术能提高材料的利用率到60%，甚至到90%以上，从而显著降低生产成本。6）增材再
21、制造是未来蓝海市场增材再制造就是利用增材制造技术对装备损伤零部件（包括战损和正常服役中出现的损伤）进行再制造修复。金属3D打印技术除用于生产制造之外，其在金属高性能零件修复方面的应用价值绝不低于其制造本身。航空发动机关键核心部件在工作中损伤报废严重、报废量大、损伤模式复杂，成为制约发动机维修周期和成本的主要因素，如烧蚀、裂纹、异物打伤等，因此，压气机叶片、涡轮叶片等航空发动机关键核心部件的再制造技术是目前国内外前沿研究技术和应用领域之一。3D打印为再制造提供了个性化、高效率的实现手段，是欧美发达国家首选的航空发动机零部件再制造技术。通过利用增材制造的金属工艺探索几何形状修复，维修人员可以针对性
22、的修复损伤零部件，而无需传统的主要结构修复或部件更换。该过程甚至可以在不拆卸和运输回***维护设施的情况下进行修理。以高性能整体涡轮叶盘零件为例，当盘上的某一叶片受损，则整个涡轮叶盘将报废，直接经济损失价值在百万之上。但是基于3D打印逐层制造的特点，维修人员只需将受损的叶片看作是一种特殊的基材，在受损部位进行激光立体成形，就可以恢复零件形状，且性能满足使用要求，甚至是高于基材的使用性能。由于3D打印过程中的可控性，其修复带来的负面影响非常有限。将3D打印技术应用于高价值设备损伤零部件的再制造修复中，可以大幅节约成本，降低高价值备用件的库存量，节省开支，对于大幅提升损伤设备零部件的快速精确保障和降
23、低企业成本有着重要的意义。（三）汽车工业是3D打印技术最早的应用领域之一（1）市场规模和增速根据WohlersAssociates/Inc统计显示，2017年度，3D打印在汽车工业的应用规模占比为16%，市场规模达到11/74亿美元。汽车行业由于自身规模大、研发投入多、应用3D打印技术时间长等因素，在3D打印技术应用中占据重要位置。汽车行业巨大的市场规模为3D打印技术在汽车领域的应用提供了广阔的市场空间。保守估计，3D打印未来即使只在每年过万亿美元的汽车研发、生产环节中占有很小的份额，比如1%，那其每年在汽车领域的市场规模将超百亿美元。随着目前3D打印技术在汽车工业中的应用迅速增加，知名市场咨
24、询机构Frost&Sullivan发布了的市场调查报告预测，汽车3D打印的市场规模有望于2025年达到43亿美元。福特、宝马、兰博基尼、大众、通用、保时捷、本田、克莱斯勒、奔驰、奥迪等几乎所有的整车厂都在持续探索3D打印带来的无限可能。（2）应用优势3D打印技术在汽车行业的应用贯穿汽车整个生命周期，包括研发、生产以及使用环节。就应用范围来看，目前3D打印技术在汽车领域的应用主要集中于研发环节的试验模型和功能性原型制造，在生产和使用环节相对较少。未来，3D打印技术在汽车领域仍将被广泛应用于原型制造。随着3D打印技术不断发展、车企对3D打印认知度提高以及汽车行业自身发展需求，3D打印技术在汽车行业
25、的应用将向市场空间更大的生产和使用环节扩展，在最终零部件生产、汽车维修、汽车改装等方面的应用将逐渐提高。1）在研发设计方面利用3D打印技术，可以在数小时或数天内制作出概念模型，由于3D打印的快速成形特性，汽车厂商可以应用于汽车外形设计的研发。相较传统的手工制作油泥模型，3D打印能更精确地将3D设计图转换成实物，而且时间更短，提高汽车设计层面的生产效率。目前许多厂商已经在设计方面开始利用3D打印技术，比如宝马、奔驰设计中心。2）在材料方面3D打印允许多样的材料选择，不同的机械性能以及精准的功能性原型制作，让制造商在前期可以随时修正错误并完善设计，使得错误成本最小化。3）在最终使用部件制造方面汽车
26、制造商借助3D打印技术，能够实现小批量定制部件和生产自动化，并且可以实现有机形状、中空和负拉伸等复杂几何形状的创建和制造。在传统汽车制造领域，汽车零部件的开发往往需要长时间的研发、测试。从研发到测试阶段还需要制作零件模具，不仅时间长，而且成本高。当存在问题时，修正零件也需要同样漫长的周期。而3D打印技术则能快速制作造型复杂的零部件，当测试出现问题时，修改3D文件重新打印即可再次测试。3D打印技术让未来汽车零部件的开发成本更低，效率更高。（四）增材制造在其他领域的应用情况（1）医疗行业依照材料的发展与生物性能的差别，医疗领域3D打印分为两类：非生物3D打印与生物3D打印。非生物3D打印是指利用非
27、生物材料和3D打印技术来打印非生物假体，非生物材料包括塑料、树脂、金属、高分子复合材料等，主要应用于齿科、骨科、医疗器械、辅助器械（术前模拟）、医用教学等医疗领域。生物3D打印是基于活性生物材料、细胞***工程、MRI与CT技术以及3D重构技术等而进行的***3D打印，其目标是打印******。相对于生物3D打印而言，非生物3D打印的原理相对较为简单，所需材料也相对易得，因此在医疗领域的应用已经比较广泛。非生物3D打印的产品大多不具备生物相容性，大多产品可归于医疗器械的范畴，具体应用在：个性化假体的制造，可用在骨科、齿科、整形外科等；复杂结构以及难以加工的医疗器械制品，包括植入物与非植入物，如多孔结构
28、的髋关节、模拟******的医用模型等。医疗行业一直是3D打印技术主流应用领域。以口腔医学为例，据市场研究机构TransparencyMarketResearch的报告显示，2016年全球牙科3D打印市场规模达9/03亿美元，2025年将达到34/41亿美元，年复合增长率达到16/5%。3D打印技术具有的灵活性高、不限数量、节约成本等特点，能够非常好地满足医学领域个体化、精准化医疗的需求。特别在口腔医疗领域，3D打印对口腔材料、加工方式、医师技能、手术形态等方方面面产生颠覆性影响。3D打印技术使数字化口腔医疗实现了从虚拟模拟到现实模拟的跨越，是实现精准医疗的重要手段。（2）模具行业模具工业是全球最
29、大的横向产业，面向每个主要的垂直工业制造业。无数的产品都需要通过生产线上的***夹具来生产或是由模具来制造，模具制造包括模制（注射、吹塑和硅胶）或铸模（熔模、翻砂和旋压）两大类。CNC加工是在制造模具时最常用的技术。虽然它能够提供高度可靠的结果，但同时也非常昂贵和费时。所以很多模具制造企业也开始寻找更加有效的替代方式，3D打印技术就是一个很好的替代方式。传统的模具***水路通过交叉钻孔行程内部网络，金属3D打印技术则突破了交叉钻孔方式对***水路设计的***，可以依据散热条件靠近模具表面设置随形水路，具有平滑的角度、更大的流量以及更高的***效率。3D打印模具涵盖了多个优点，包括：模具生产周期缩短；制造
30、成本降低；模具设计的改进为终端产品增加了更多的功能性如随型水冷等；优化工具更符合***工学和提升最低性能；定制模具帮助实现最终产品的定制化，提升注塑模具的生产效率以及模具寿命。（3）消费和电子产品行业消费品行业涵盖范围较广，主要包括手机、电子产品、电脑、家电、工具和玩具等行业。目前3D打印在消费品行业的应用主要集中在产品设计和开发环节。消费品行业具有产品生命周期短，更新换代快的特性，需要持续不断的开发和投入。借助3D打印的优势，可以缩短产品开发周期，大幅削减设计成本，现有的3D打印技术可以实现各种复杂设计的模型制作，赋予设计师更多的***，产品设计水平大幅提升，这对于消费品行业意义重大。另外，3D
31、打印已经在一定程度上解决了消费品行业产品定制化大规模应用的问题。随着技术的发展，个性化需求将持续释放。当大规模定制时代来临，消费者购买的对象由实物转变为数据。消费者对品牌的重视程度减弱，能否个性化定制成为消费者的首要考虑，其次是产品的设计和材料。数据的传递将替代传统供应链各环节之间的实物传递。二、区域产业环境分析“十三五”时期，我区发展面临诸多机遇和有利条件。我国经济长期向好的基本面没有改变，发展仍然处于重要战略机遇期的重大判断没有改变，但战略机遇期的内涵发生深刻变化，正在由原来加快发展速度的机遇转变为加快经济发展方式转变的机遇，正在由原来规模快速扩张的机遇转变为提高发展质量和效益的机遇，我区
32、推动转型发展契合发展大势。“十三五”时期，我区发展也面临一些困难和挑战。从宏观形势看，世界经济仍然处于复苏期，发展形势复杂多变，国内经济下行压力加大，传统产业面临重大变革，区域竞争更加激烈，要素成本不断提高，我区发展将不断面临新形势、新情况和新挑战。从自身来看，我区仍处于产业培育的“关键期”、社会稳定的“敏感期”和转型发展的“攻坚期”，有很多经济社会发展问题需要解决，特别是经济总量不够大、产业结构不够优、重构支柱产业体系任重道远，资源瓶颈制约依然突出、创新要素基础薄弱、发展动力不足等问题亟需突破，维护安全稳定压力较大，保障和***民生任务较重。三、项目承办单位发展概况公司始终坚持“人本、诚信、创
33、新、共赢”的经营理念，以“市场为导向、顾客为中心”的企业服务宗旨，竭诚为国内外客户提供优质产品和一流服务，欢迎各界人士光临指导和洽谈业务。公司在“政府引导、市场主导、社会参与”的总体原则基础上，坚持优化结构，提质增效。不断促进企业改变粗放型发展模式和管理方式，补齐生态环境保护不足和区域发展不协调的短板，走绿色、协调和可持续发展道路，不断优化供给结构，提高发展质量和效益。牢固树立并切实贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，以提质增效为中心，以提升创新能力为主线，降成本、补短板，推进供给侧结构性***。面对宏观经济增速放缓、结构调整的新常态，公司在企业法人治理机构、企业文化、质量管理体系等方面
34、着力探索，提升企业综合实力，配合产业供给侧结构***。同时，公司注重履行社会责任所带来的发展机遇，积极践行“责任、人本、和谐、感恩”的核心价值观。多年来，公司一直坚持坚持以诚信经营来赢得信任。四、行业背景分析（一）产业规模持续扩大，金属增材制造展现强势增长势头（1）全球3D打印市场进入快速发展期经过30多年发展，增材制造产业正从起步期迈入成长期，呈现出加速增长的态势。根据从事增材制造行业研究的美国咨询机构WohlersAssociates/Inc/统计显示，全球增材制造产值（包括产品和服务）从2012年的22/8亿美元增长到2017年的73/36亿美元，五年来增长超过300%，年复合增长率高达2
35、6/20%。2017年，全球增材制造行业市场规模达到了73/36亿美元，同比增长21/00%，增速较2016年提高3/6个百分点。其中增材制造相关产品（包括增材制造设备销售及升级、增材制造原材料、专用软件、激光器等）产值为31/33亿美元，同比增长17/4%；增材制造相关服务（包括增材制造零部件打印、增材制造设备维护、技术服务及人员培训、增材制造相关咨询服务等）产值为42/02亿美元，同比增长23/8%。预计未来十年，全球增材制造产业仍将处于高速增长期，发展潜力巨大。据IDC预测，2016-2020年，全球增材制造产业的年复合增长率将保持在22/30%，至2020年全球增材制造产值将达289亿
36、美元。麦肯锡预测，到2025年全球增材制造产业可能产生高达2/000-5/000亿美元经济效益。根据德勤发布的2019科技、传媒和电信行业预测报告显示，2019年大型上市公司的3D打印相关销售额将超过27亿美元，至2020年更将高达30亿美元。（2）中国是全球最具潜力的3D打印市场中国增材制造行业相对欧美国家起步较晚，在经历了初期产业链分离、原材料不成熟、技术标准不统一与不完善及成本昂贵等问题后，当前中国增材制造已日趋成熟，市场呈现快速增长趋势。据中国增材制造产业联盟统计，在2015-2017年的3年间，我国增材制造产业规模年均增速超过30%。2017年，我国增材制造产业规模已超过100亿元。
37、据中国增材制造产业联盟对35家重点联系企业的经营数据统计显示，2017年，联盟重点联系企业总产值达32/40亿元，比2016年的23/09亿元增加近10亿元，同比增长40/3%，增速高于我国增材制造产业平均增速15个百分点，高于全球增速近20个百分点。初步预计，我国3D打印市场规模2022年将达到80亿美元左右。（3）金属工业级3D打印产业是未来3D打印产业的龙头工业级增材制造可广泛运用于传统产业转型升级和战略性新兴产业发展，随着增材制造技术的逐渐成熟和成本的不断降低，市场需求和发展潜力较大，根据WohlersAssociates/Inc统计显示，全球工业级增材制造设备（指面向工业且销售售价在
38、5/000美元或更高的机器）销售量达到14/736台，较2016年度增长12/6%。尤其在金属增材制造领域，已经展现强势增长势头。据WohlersAssociates报告显示，航空航天、汽车、航海、核工业以及医疗器械等领域对金属增材制造的需求持续保持旺盛增长趋势，应用端呈现快速扩展态势。根据德勤发布的2019科技、传媒和电信行业预测报告显示，全球3D打印市场正从塑料打印转向金属打印。塑料适合用于制作原型和某些最终零件，但3D打印机应以价值万亿美元的金属零件制造市场为目标。2017至2018年间，根据调查显示，尽管塑料仍然是最常见的物料，但金属打印将有可能取代塑料打印，且最快于2020年或202
39、1年占据过半3D打印市场。（二）新型材料不断问世，打印技术快速发展增材制造专用材料的品类和品质决定增材制造产品及服务的质量。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。镍基合金、铜基合金、镁铝合金等金属材料，压电陶瓷、硅酸盐等无机非金属材料，热塑性工程塑料、碳纳米管树脂等有机高分子材料的研究均取得突破，水凝胶、可降解聚***酸等生物材料领域的创新成果不断涌现。目前，全球增材制造专用材料已达几百种，Stratasys、3DSystems、EOS、惠普等行业领军企业以及巴斯夫、杜邦等材料企业纷纷布局专用材料领域，研发生产出新型高分子复合材料、高性能合金材料、生物活
40、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。成形工艺创新领域，多射流熔融制造技术、复合增材制造技术等低成本、高效率的新型增材制造技术不断出现。同时，随着金属3D打印零件生产量的增加，市场上金属粉末材料种类偏少、专用化程度不够、供给不足的弊端也日益显现，其潜在的缺乏高品质、无***的金属粉末问题也更加突出，2017年度，金属增材制造原材料销售金额达到1/83亿美元，较2
41、016年增长44/6%，金属增材制造专用材料的研发日趋活跃。我国已经开发出钛合金、高强钢、尼龙粉末、碳纤维复合材料、玻璃微珠复合材料等近百种牌号专用材料，材料品质和性能稳定性逐步提升，种类逐步增多，基本满足增材制造产业需要，钛合金等专用材料打破国外垄断，实现在增材制造技术中的突破性应用。（三）装备销量稳步增长，金属3D打印装备需求激增全球工业级增材制造装备销量稳步增长，近五年复合增长率达到13/60%，尤其是得益于金属增材制造技术的成熟和***金属增材制造装备的普及，金属增材制造装备销量大幅提升。根据WohlersAssociates/Inc/统计，2017年度全球金属增材制造装备的销售量约为1
42、/768台，比2016年度增长了近80%，增速较2016年提高了57/9个百分点，销售额达7/21亿美元，均价40/79万美元，同比下降25/8%，平均售价的降低主要由于低成本金属原材打印机的普及。此外，全球有135家公司在2017年生产和销售工业增材制造装备（售价为5/000美元或更高的机器），高于2016年的97家公司。新的增材制造装备制造商正进入增材制造市场，并带来如开放材料系统等先进的技术设备，以更快的打印速度和更低的价格，使金属增材制造变得越来越易于被市场接受。近年来，市场在不断探索更大成形尺寸的金属零件增材制造方案，几乎所有的金属3D打印增材制造设备厂商都推出了更大成形尺寸的3D打
43、印机；同时较小成形尺寸的3D打印设备的市场需求也日益成为人们关注的焦点，这些成形尺寸较小的设备将不只是用于研究的应用，也在小规模的定制化生产中扮演重要的角色。因此，未来的金属增材制造设备必将会因其使用的场合而更加专业化。随着增材制造创新体系的逐步完善和自主研发能力的提升，我国增材制造创新成果不断出现，一批专用材料、工艺装备、关键零部件、软件系统等新产品实现量产，供给能力不断增强，带动产业竞争能力提升。目前，我国的熔融沉积成形、光固化成形、激光选区烧结/熔化等一大批工艺装备实现产业化，部分增材制造工艺装备已经达到国际先进水平。（四）下游应用水平持续提升，直接制造应用扩大近年来，增材制造技术的应用
44、领域逐步拓宽，越来越多的企业将其作为技术转型方向，用于突破研发瓶颈或解决设计难题，助力智能制造、绿色制造等新型制造模式。增材制造目前已被广泛应用于医疗、航空航天、消费电子产品、教育等领域，并逐渐被尝试应用于更多的领域中，与此同时，在各自领域中应用的深度不断被拓展。尤其是在航空航天、汽车、航海、核工业以及医疗器械等领域对金属增材制造的需求持续保持旺盛增长趋势，应用端呈现快速扩展态势。值得一提的是，增材制造应用方式正逐步从原型设计走向直接制造。据Wohlers对全球82家服务提供商和28家系统制造商统计数据显示，零部件直接制造占其营业收入的比例逐年提升，近五年复合增长率为23/5%。2017年，零
45、部件直接制造的产值为9/18亿美元，同比增长32/4%。当前，我国增材制造行业应用的深度和广度持续拓展。增材制造在航空、航天等重点制造业领域持续发力，已经成为航空、航天等高端设备直接制造及修复再制造的重要技术手段。同时，增材制造初步成为汽车、船舶、核工业、模具等领域产品研发设计、快速原型制造的重要实现方式。在重点制造领域，增材制造技术的应用已从简单的概念模型、功能型原型制作向功能部件直接制造方向发展。同时，在造型评审、设计验证、复杂结构零件、多材料复合零件、轻量化结构零件、定制专用工装、表面修复、个性换装件等方面的应用越来越多。在生物医疗领域，依据患者医学影像数据增材制造的生物模型已成为辅助治
46、疗的手段，包括术前模拟、手术导板等应用，未来或将从“非***”打印逐步进阶到“***”打印。同时，在文化创意、创新教育等领域，增材制造正成为个性化消费品定制、创新思维开发等的重要手段。（五）行业整合加剧，行业巨头加速布局增材制造产业近年来，以Stratasys、3DSystems、GE公司为代表的行业巨头和用户企业通过自主研发、持续并购等方式，加速布局增材制造产业。行业巨头布局方式主要有两种：一是单一设备制造商通过产业链整合，向系统解决方案提供商转变。Stratasys和3DSystems分别通过全球并购，收购专用材料生产商、软件开发商、3D扫描仪制造商、服务提供商等数十家企业，打造完整产业链。二
47、是大型用户企业直接布局增材制造领域，从用户向装备制造商或服务提供商转变。GE通过全球并购实现从增材制造应用向增材制造装备及服务供应商转变。GE公司2010年开始布局增材制造技术，通过不断并购实现从增材制造用户方到服务提供方的转变。2016年，GE公司成功收购瑞典Arcam公司和德国ConceptLaser公司，成为金属增材制造领域的佼佼者，并在航空发动机领域实现了增材制造零部件的规模化应用。宝马集团先后投资了Carbon和金属增材制造公司DesktopMetal，并于2018年5月斥资1/000万欧元打造增材制造工业园区。第三章 市场前景分析一、行业基本情况1、3D打印产业链上游3D打印产业链
48、上游主要包括3D建模工具和原材料。其中，3D建模工具包括3D建模软件、3D建模扫描仪和3D模型数据平台。与此相对应，***在产业链上游的企业包括三维软件开发商以及耗材生产商等。增材制造原材料主要包括金属增材制造材料、无机非金属增材制造材料、有机高分子增材制造材料以及生物增材制造材料等几类。2、3D打印产业链中游增材制造设备是牵动增材制造行业发展的关键之一。增材制造设备可分为桌面级打印机和工业级打印机。近年来随着国外桌面级打印机相关专利保护到期，技术壁垒下降，国内桌面级打印机厂家数量急剧增长，新进企业增多，加大了国内桌面级增材制造市场的竞争程度。与桌面级打印机市场相比，工业级打印机技术壁垒高，资本
49、投入大，一直以来发展较为缓慢，但当前工业级增材制造产业受到国家政策大力支持，整个市场目前已开始呈现快速增长形势。3D打印的核心专利大多被设备厂商掌握，因此在整个产业链中占据主导地位，这些设备生产厂商大多亦提供打印服务业务，近年来，3D打印行业整合加剧，通过并购3D打印软件公司、材料公司、服务提供商等，设备生产企业转变为综合方案提供商，加强了对产业链的整体掌控能力。3、3D打印产业链下游增材制造技术的下游应用以航空航天、军工、船舶工业、核工业、汽车工业、轨道交通及医疗为主。目前该技术在下***业的应用方式主要分为直接制造、设计验证和原型制造。直接制造是指根据三维模型，直接用增材制造技术生产最终产品
50、，具有产品定制性强与产品精度硬度高的特点，是未来增材制造技术的主要发展趋势。与传统制造相比，采用增材制造技术进行设计验证及原型制造，可节约时间与经济成本。此外，增材制造在维修领域也具有市场，使用增材制造技术不仅能简化维修程序，还可实现传统工艺无法实现的高还原度与制造材料原型匹配的功能。3D打印技术从诞生至今30余年，目前处于多技术路线共存的状态，根据国际标准化***ISO/TC261增材制造技术委员会2015年新发布的国际标准ISO/ASTM52900/2015，将增材制造工艺原理分为粘结剂喷射（选择性喷射沉积液态粘结剂粘结粉末等材料的增材制造工艺）、定向能量沉积（利用聚焦热能熔化材料即熔即沉积
51、的增材制造工艺）、材料挤出（将材料熔化后通过喷嘴或孔口挤出成形的增材制造工艺）、材料喷射（将材料以微滴的形式选择性喷射沉积的增材制造工艺）、粉末***选区熔化（通过热能选择性地熔化/烧结粉末***区域的增材制造工艺）、薄材叠层（将薄层材料逐层粘结以形成实物的增材制造工艺）、立体光固化（通过光致聚合作用选择性地固化液态光敏聚合物的增材制造工艺）七类，主流的技术都可以归入这七类。4、粉末***选区熔化技术粉末***选区熔化技术分为激光选区熔化（SLM）和电子束选区熔化（EBSM）两类，其中激光选区熔化技术（SLM）是主流，有大量的设备生产和打印服务公司，占据了金属增材制造绝大部分市场份额，而且近期还在持续增加。S
52、LM（SelectiveLaserMelting）技术是采用激光依据设定参数有选择地分层熔化烧结固体金属粉末，在制造过程中，金属粉末加热到完全融化后成形。其工作原理为：先在工作平台上铺一层金属粉末材料，计算机将物体的三维数据转化为一层层截面的2D数据并传输给打印机，然后激光束在计算机控制下按照截面形状对实体部分所在的粉末进行照射，选区内的金属粉末加热到完全融化后成形，继而形成一层固体零件截面层。当一层烧结完成后，工作台下降一截面层的高度，再铺上一层粉末，进行下一层烧结；此过程逐层循环直至整个物体成形。（1）SLM技术应用主要厂商和设备SLM技术的代表公司为德国EOS公司、美国GE增材制造、德国
53、SLMsolutions、铂力特等。德国EOS公司技术发展方向重点为在保证设备的运行稳定性和成形质量的前提下，努力提高设备的生产效率，而并不急于发展超大打印尺寸的设备。其最大幅面SLM设备为四激光器的M400-4，打印幅面仅为400mm400mm400mm。EOS公司在2018年推出的M300系列SLM设备，采用四个激光器，但打印幅面仅为300mm300mm400mm，结合其他方面的技术改进，打印效率较原来的单激光器设备提升了近10倍。在超大幅面SLM设备方面，美国GE增材制造2017年推出的Atlas设备打印幅面达到1100mm1100mm300mm，但仅为一个概念机并没有进行商业化交付，制
54、造大尺寸SLM零件不仅需要大幅面设备，还需要较高的打印工艺技术，主要需要克服由于应力积累导致打印件变形甚至开裂等问题。（2）SLM技术的下游应用由于能够实现较高的打印精度、打印极端复杂结构和足够的机械性能，SLM技术可广泛应用于复杂形状的金属零件的批量生产，在航空航天及医疗植入体等领域具有广阔的应用前景。SLM技术最令人瞩目的是在埃隆马斯克（ElonMusk）的SpaceX公司开发的新一代DragonV2载人飞船的SuperDraco引擎的制造中的应用（采用德国EOS设备）。该引擎的***道、喷油嘴和节流阀等结构的复杂程度非常高，3D打印技术很好地解决了复杂结构的制造问题，而且，SuperDra
55、co引擎是在极端的高温高压环境下工作，SLM技术制造出的零件的强度、韧性等性能完全可以满足各种严苛的要求。同时，与传统的发动机制造技术相比，使用增材制造不仅能够显著地缩短火箭发动机的交货期并降***造成本，而且可以实现材料的高强度、延展性、抗断裂性和低可变性等优良属性，SpaceX引爆了可重复利用、低成本的下一代火箭开发竞赛，这背后是3D打印技术大量运用的结果。美国GE增材制造公司已经采用SLM技术打印了超过3万个航空发动机燃油喷嘴，实际应用于其最先进的LEAP发动机（我国C919飞机选用的发动机），传统的燃油喷嘴由20个单独的部件***而成，采用SLM3D打印技术，整套喷嘴可以一次成形，无需后续
56、***，零件数量降为3个。改进后的燃油喷嘴具有质量轻、强度大和耐腐蚀的特性，可在高达近千摄氏度的环境下正常工作，重量减少25%，使用寿命是之前的5倍，燃油效率也得到极大的提升。5、定向能量沉积技术定向能量沉积技术是指利用聚焦热能熔化材料即熔即沉积的增材制造工艺，主要分为激光同步送粉技术和电子束熔丝沉积技术（EBDM/ElectronBeamDirectManufacturing）两大类。其中激光同步送粉技术研究及应用较多。同时，由于激光同步送粉技术是由许多大学和机构分别***进行研究的，因此这一技术的名称繁多，其中最广为人知的名称为激光近净成形技术（LENS/LaserEngineeredNetS
57、haping），其最早由美国Sandia国家实验室提出并进行研究。LSF技术的成形原理是：聚焦激光束在控制下，按照预先设定的路径，进行移动，移动的同时，粉末喷嘴将金属粉末直接输送到激光光斑在固态基板上形成的熔池，使之由点到线、由线到面的顺序凝固，从而完成一个层截面的打印工作。这样层层叠加，制造出接近实体模型的零部件实体。（1）LSF技术应用主要厂商和设备美国Optomec公司致力于将LSF技术与直接进行金属3D打印的产业化，该公司应用LSF技术的增材制造设备，采用气载送粉技术，用于制造或修复高附加值的产品，比如航空发动机或机***部件。我国在航空超大型金属结构件激光同步送粉增材制造方面一直处于世界领先水平，铂力特公司开发的LSF-V、C1000、C600等型号送粉式激光增材制造设备，LSF-V型设备成形尺寸达到1000mm1500mm3100mm，最低氧含量可控制到100PPm，Z轴重复定位精度达到0/05mm，可用于航空航天领域大型结构件的快速成形，也可用于能源、动力领域易磨损件的修复，整体处于国际先进水平（全球
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