3D打印主板行业：从概念到现实，3D打印主板的崛起之路 头豹词条报告系列

3D打印主板行业：从概念到现实，3D打印主板的崛起之路 头豹词条报告系列 黎家莹 等 2 人 版权有问题？点此投诉 2024-05-10未经平台授权，禁止转载 行业：制造业/专用设备制造业/电子和电工机械专用设备制造/其他电子专用设备制造工业制品/工业制造 发展历程 行业特征 行业分类 3D打印主板是指使用3D打印技术制造的电子设备主… 3D打印机主板在市面上种类繁多，大致分为外接3D打… 3D打印主板行业目前已达到4个阶段 AI访谈 行业规模 政策梳理 产业链分析 竞争格局 3D打印主板行业规模暂无评级报告 3D打印主板行业相关政策5篇 AI访谈 AI访谈数据图表 AI访谈SIZE数据 摘要中国的3D打印产业正处于一个快速扩张的阶段，行业领军企业如铂力特和先临三维通过整合上下游资源，从基础材料供应到最终的打印服务，形成了完整的产业链条，这不仅增强了它们的市场竞争力，也加快了对市场变化的响应。尽管3D打印技术已经在航空航天、汽车制造和生物医疗等多个关键领域展现出其重要性，并且消费级3D打印设备的产量和销量也在稳步上升，但整个行业的规模与主流的传统制造业相比还相对较小，这主要是因为3D打印的应用成本目前还相对较高。然而，得益于国家政策的扶持和3D打印技术应用领域的持续拓展，预计未来会有更多的企业加入到这一行业中来，进一步推动3D打印技术在更多元化的市场领域中的应用和普及。 3D打印主板行业定义[1] 3D打印主板是指使用3D打印技术制造的电子设备主板。这种主板与传统的主板制造过程不同，它通过层层叠加材料的方式，按照预先设计好的三维模型逐层打印出来。3D打印主板可以更加灵活地设计复杂的内部结构和形状，有助于减少材料浪费，提高生产效率，并可能实现更快速的原型制造和定制化生产。此外，3D打印主板还可以使用多种材料，包括塑料、金属或陶瓷等，这为电子设备的设计和功能实现提供了更多可能性。[2] 3D打印主板行业分类[3] 3D打印机主板在市面上种类繁多，大致分为外接3D打印主板、一体化3D主板以及WiFi打印主板。三者最大的差别为是否还需外接主板、是否能连接以太网，在此基础上衍生出更多功能的3D打印主板。 3D打印主板行业特征[5] 中国3D打印行业正迎来快速发展，龙头企业如铂力特和先临三维通过产业链一体化布局，实现从原材料到打印服务的垂直整合，有效提升竞争力和市场响应速度。尽管3D打印技术在航空航天、汽车制造、生物医疗等领域发挥着重要作用，且消费级设备产销量显著增长，但整体产业规模与传统制造相比仍较小，主要由于应用成本较高。未来随着国家政策的支持和行业应用范围的不断扩大，预计将有更多企业加入3D打印领域，推动行业向更广泛的市场渗透。[6] 1产业链一体化布局 中国3D打印机起步略晚于别国，在政策和大环境的助力下，3D行业稳步发展 中国3D打印行业的龙头企业，如铂力特与先临三维，实行产业链一体化布局，自研自产全产业链产品，从而提高竞争力。这种一体化布局使得企业能够从原材料、设备制造到最终的打印服务实现垂直整合，优化成本控制，提高产品质量和市场响应速度。 2应用场景不断延伸 主板作为3D打印机的核心部件之一，拥有良好的市场发展前景，3D打印主板行业正处于成长期。 2022年中国消费级3D打印设备产销分别为350.2和135.18万台，分别较2017年增长4.8、14.4倍，从航空航天、汽车制造到生物医疗和消费电子等领域，3D打印主板技术均发挥重要作用，其中铂力特70%以上的设备应用于航空航天制造。 3竞争环境 中国3D打印行业随着全球打印行业的发展而发展，受需求影响，行业进入企业较多，竞争愈加激烈。 3D行业处于快速发展时期，但其应用成本相对较高，导致其整体产业规模相对于传统制造规模依旧较小。知名企业在研发3D主板以及售卖市场仍占据较大的市场份额。随着3D行业应用范围愈加广泛，且中国出台一系列3D行业利好措施，鼓励更多企业进入3D打印赛道，以达到百花齐放。 3D打印主板发展历程[8] 3D打印的概念于上世纪八九十年代在中国兴起，在欧美国家的带动下开展研究，攻克核心部件如3D打印主板。3D打印涉及到的行业多为航天航空、医疗、汽车等领域，对3D打印主板性能要求极高，推动其进一步发展。进入21世纪，国家出台3D打印行业相关政策，在国家政策的支持下，3D打印主板发展势态向好，且更多企业参与研发3D打印主板，形成百家争鸣、百花齐放的局面。目前，3D打印主板行业已形成较为完整的市场格局，有着成熟的生产技术与丰富的产品。 萌芽期1990~2000 3D打印的概念于上世纪八九十年代在中国兴起，中国自20世纪末开展对3D打印技术的研究，研究内容主要为熔融沉积制造技术、电子束融化技术和3D生物打印技术研究。1997年，西北工业大学进行了“金属粉材激光立体成形的熔凝组织与性能研究”，是中国第一个正式立项科研项目。中国3D打印主板处于萌芽期，由欧美国家为先导带动研究，且中国3D打印研究多集中在高校实验室，3D打印多应用于航天航空、医疗、汽车等领域。 启动期2000~2010 2006年西北工业大学销售了中国第一台DED-L商业化装备。同年，北京航空制造研究所开展DED-E技术的研究工作，开发了中国首台DED-E成形装备。2005年，王华明团队成功实现三种激光快速成型钛合金结构件在两种飞机上的装机应用，使中国成为世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形装机应用技术的国家。 中国3D打印主板行业进入发展阶段，各高校实验室及团队在不同领域发力，各专利技术成果丰硕。 高速发展期2010~2020 2012年1月18日，王华明教授主持的“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”项目获得国家技术发明一等奖。2015年出台的《中国制造2025》与2017年出台的《增材制造行业发展行动计划（2017——2020年）》均着力突破3D打印专用材料、加快提升3D打印工艺技术水平、加速发展3D打印装备及核心器件、建立和完善产业标准体系、大力推进应用示范。2016年10月19日，中国增材制造产业联盟成立。 中国3D打印主板进入快速发展的阶段。各高校、科研机构、产业园区、企事业单位和政府部门联合发展增材制造产业，在此时期，更多新型企业兴起，着手研究改进3D打印主板。 成熟期2020~2024 2021年，中国增材制造产业联盟出版发行了《中国增材制造产业年鉴（2020）》。2023年，第六届中国（西安）国际3D打印大会暨秦创原3D打印高端论坛（IAME）正式开幕，第六届IAME以“国际学术会议+技术成果展示+国际大赛+专项活动”为基本框架，内容涵盖第370场中国工程科技论坛——增材制造、秦创原3D打印专业论坛、3D打印技术成果展示、3D打印精品展示、新品发布、专项活动等互动交流活动。 中国3D打印主板发展进入城市稳定期，国家政策向好。该阶段3D打印应用的范围愈加广泛，对主板的要求愈加高，上游与下游企业竞争愈加激烈。 3D打印主板产业链分析[9] 3D打印主板行业的上游为3D打印主板部件的生产，中游是依据3D打印机所需的性能对3D打印主板进行设计，下游是3D打印主板的应用范围。上游企业针对3D打印主板不同的性能，生产不同功能的部件，满足后续设计所需的性能。中游依据3D打印机重点应用的领域，分析所需的性能，设计用途不同的多种3D打印主板。下游是3D打印主板的应用范围，主要涉及交通运输、航空航天、工业装备、消费级电子产品、医疗五大领域。关于3D打印主板产业链有以下三个研究观点： 1.芯片是3D打印主板的核心，其品质和性能对主板方案的性能和稳定性起决定性作用。芯片，作为半导体元件的统称，是3D打印主板的核心组件。它的品质优劣直接影响到主板的性能和稳定性。不同主板采用的芯片类型和性能各不相同，如MKS SGEN-L主板采用的是32位的Cortex-M3处理器，而Chitu F X主板则选用了性能更为强劲的STM32F4系列芯片，均充分体现了芯片在3D打印主板中的核心地位。2.3D打印主板部件附加值高，相关企业盈利水平较好，且WIFI 3D打印主板的使用极大提高了便捷性。3D打印主板部件的高附加值使得相关生产企业的盈利水平较高。同时，WIFI 3D打印主板的出现，通过其简便的WEB管理界面、高速的文件传输速度以及MD5校验技术，大大提高了用户使用的便捷性，进一步提升了3D打印的效率和用户体验。3.3D打印技术可以快速将数字模型转化为实体原型，缩短产品开发周期，并推动制造业向智能化转型。3D打印技术的快速原型制作能力，使得产品从设计到市场的时间大大缩短，提高了市场响应速度。同时，作为推动中国制造业向智能化转型的关键技术，3D打印设备在下游工业消费领域发挥着至关重要的作用。其高精度和定制化的优势，使得它在汽车制造、航空航天和医疗等多个行业得到广泛应用，助力制造业的智能化升级。 产业链上游 生产制造端 3D打印主板部件生产 上游厂商 西安铂力特增材技术股份有限公司 查看全部 产业链上游说明 上游3D打印主板部件主要由芯片组、存储控制器、I/O控制器、BIOS（基本输入/输出系统）、CMOS芯片（互补金属氧化物半导体存储器）、I/O端口组成。 1.芯片是半导体元件产品的统称，是集成电路的载体，是3D打印主板的核心，芯片的品质决定了主板方案的性能和稳定性。其中MKS SGEN-L主板采用32位的Cortex-M3的LPC1768处理器，主频高达100MHz，这保证了主板的运算处理能力稳定。而Chitu F X主板采用STM32F4系列高频Cortex-M4主芯片，性能强劲，支持双喷头机型设计，主频达到168MHz。而创想三维的Ender-3静音主板采用德国进口TMC超静音马达驱动芯片，可将噪音水平降低到小于50分贝，相当于正常的对话声音。且芯片能够提供高达32位的分辨率，使得马达控制更加精确。而新亮光子拥有中国首条国际主流的6吋VCSEL芯片产线，目前已申请和获得全球专利超过240项。 2.3D打印主板部件附加值高，相关生产企业盈利水平较高。截至目前芯片组市面上的价格多为1,000-3,000不等；存储控制器价格在1万以上；I/O控制器价格区间为100-1,000。其中安世亚太与意动航空联合开发两款全3D打印微型涡喷发动机，分别是10kg级推力的NK-10和50kg级推力的NK-50。得益于主板部件应用领域的高附加值，相关部件生产企业财务表现卓越：当前3D打印主板企业3年营收复合增长率达14.83%；3年平均净利率达9.21%。其中行业头部企业创世纪3年复合基本每股收益增长率188.45%，其盈利水平广受资本市场的青睐。 产业链中游中 品牌端 3D打印主板设计 中游厂商 西安铂力特增材技术股份有限公司 查看全部 产业链中游说明 中游3D打印主板设计主要由集成电路和插槽构成的电路板构成。 1.当前WIFI 3D打印主板极大提高使用者的便捷程度。WIFI 3D打印主板通常配备简便的WEB管理界面，用户可以轻松进行文件管理和固件升级，无需使用物理连接。传输速度高达1.8MB/S(WIFI信号强时)。在打印流畅性方面，在文件传输完成后，WIFI 3D打印主板会自动进行MD5校验，这是一种广泛使用的哈希函数，可以产生一个128位（16字节）的哈希值，通常用一个32位的十六进制数字表示。MD5能够检测到文件中哪怕是微小的变化，从而确保传输到3D打印机的G-code文件没有在传输过程中损坏或被篡改，确保打印过程的顺利进行。其通过安装相应的插件，如Cura插件或Prusa插件，用户可以自动搜索并连接到3D打印机，简化设备配对过程。 2.3D打印主板结构和算法的优化带来了打印效率质的提升。例如：通过考虑悬垂约束的优化方法，可 以生成自支撑结构，避免或减少支撑结构的需要，从而提高打印速度和质量，最终得到的优化结构相对于未考虑制造约束的理论最优解材料增加不超过5%，验证其