3D打印行业专题研究报告：应用拓圈，奇点已现

——3D打印行业专题研究报告 西部证券研发中心2025年9月8日 王昊哲|分析师S0800525080003wanghaozhe@xbmail.com.cn张恒晅|分析师S0800525020001zhanghengxuan@research.xbmail.com.cn牛先智|分析师S0800524070003niuxianzhi@research.xbmail.com.cn徐凡|联系人xufan@xbmail.com.cn 核心结论 3D打印颠覆传统制造方式，和减材制造长期共存。 3D打印是基于三维模型数据，采用与传统减材制造技术完全相反的逐层叠加材料的方式，直接制造与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。主要优势在于可以打印复杂结构的零部件，节省材料等，包括工业级和消费级的应用。3D打印预计将和减材制造长期共存。 市场空间及应用领域 2024年，全球3D打印市场规模219亿美元，同比增长9.31%，2012-2024年，全球3D打印市场规模复合增速达到20.71%。Wohlers预期2030年全球3D打印市场规模大约在840-1450亿美元。2021年的3D打印市场中，医疗、汽车、消费及电子产品占比分别为15.6%、14.6%、11.8%。 工业级3D打印：航空航天领域的应用较为成熟，3C领域渗透率有望伴随苹果入局而提升，民用市场有望打开，鞋模、汽车等领域均有应用优势。 消费级3D打印：主要应用于消费品、学术/教育、文创等领域，2024年这几个下游占比分别为43%、34%、10%。2024年全球消费级3D打印市场规模大约42亿美元，同比增长31.25%，其中设备/耗材/配件/软件及服务分别为21/10/7/4亿美元。2024年全球消费级3D打印机出货量大约为410万台，灼识咨询预计到2029年，全球消费级3D打印机出货量将以26.6%的复合增速达增长到1340万台。 产业链：设备是核心，上游硬件存在国产替代空间 2024年，全球3D打印服务/打印机销售及服务收入/材料/软件销售分别实现收入103/59/44/13亿美元。2024年，金属3D打印机市场上，EOS、铂力特和NikonSLM以41.1%、19.6%和11.4%的存量市场份额居于前三，我国在消费电子产业链具备优势，上游打印设备厂商有望受益于3C领域的3D打印渗透率提升。消费级3D打印领域，根据CONTEXT，全球入门级的3D打印机的96%来自中国供应商。 3D打印设备所需主要零部件包括振镜、激光器、花键、减速机、伺服电机等，其中，振镜、激光器存在不同程度的进口依赖。 建议关注：铂力特、华曙高科、汇纳科技、杰普特、金橙子。 风险提示：3D打印渗透率提升不及预期，核心器件依赖进口风险，原材料价格波动风险，竞争加剧风险。 013D打印行业发展情况 3D打印行业市场空间02 CONTENTS目录CONTENTS目录 3D打印产业链拆解03 投资建议04 05 简介 定义：3D打印（增材制造）是基于三维模型数据，采用与传统减材制造技术（对原材料去除、切削、组装的加工模式）完全相反的逐层叠加材料的方式，直接制造与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。 基本原理：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形系统，将三维实体变为若干个二维平面，利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末、树脂等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成形，制造出实体产品。增材制造将复杂的零部件结构离散为简单的二维平面加工，解决同类型零部件难以加工难题。 增材制造预计和传统精密加工方式长期共存 增材制造并非完全替代，而是和传统加工方式并存。增材制造和传统的精密加工制造都是制造业的重要组成部分，相比与传统精密加工技术，增材制造具备快速成型复杂零部件、缩短产品开发周期、材料利用率高、制造模式优化等优势，但同样也存在加工精度、表面粗糙度、打印效率、可加工材料、成本上的劣势，二者适配的制造场景不尽相同。总体来看，二者将长期共存。优势：1）可快速加工成形结构复杂的零件。3D打印的原理是将三维工件切片以获得二维的轮廓信息，通过叠层的方式实现产品成形。这种加工方 式基本不受零件形状的限制，特别在制造内部结构复杂的、传统加工无法完成一体制造的产品方面，具备突出优势。2）缩短产品研发周期。3D打印无需传统工具夹具和多重处理，可在单个设备上快速制造出所需零件，加速产品研发迭代。3）材料利用率高。传统加工切割的过程会产生大量废料，存在不完整的余料价值折损，材料利用率低，3D打印根据二维轮廓信息逐层添加材料，按需耗材，材料利用率显著高于传统加工模式，是一种新型环保的绿色制造方式。4）制造模式优化。3D打印技术免去了提前制造模具、雇佣众多生产人员，使用庞大机床和复杂的锻造工艺等步骤，便可直接从计算机图形数据中生成复杂结构的产品，具有“去模具、减废料、降库存”的特点。在生产上能够优化结构、节省材料和能源，大幅提高生产效率，降低生产成本。 劣势：以金属3D打印为例，其可加工的材料、加工精度和表面粗糙度、加工效率等方面和传统精密加工技术还存在较大的差距。 3D打印按照应用可以分为消费级应用和工业级应用 3D打印有工业级和消费级（桌面级）两方面的应用，前者主要面向制造业、航空航天、医疗器械等领域，用于生产模具、零部件和原型制造，设备价格较高，主要考虑可靠性和速度，可以打印多种材料；后者则主要面向个人、家庭、教育领域，用于打印创意设计和手工艺品等，设备单价相对较低，对于打印速度和精度要求相对较低。 2016年开始，制造业大厂推动下，3D打印产业化逐渐成熟 3D打印技术发展历史：1）商业化始于1987年的3DSystems的立体光刻技术； 2）1987-2015前后可以看做3D打印1.0时代，这一时期的技术/应用以原型打样为主，STRATASYS和3DSYSTEMS领导了这一时期；3）2016年前后传统制造业大厂入局3D打印，GE收购Concept Leaser，惠普推出MJF，西门子大量投资3D打印，3D打印2.0时代揭开序幕，产业逐渐成熟，与1.0时代主要用于原型打样不同，更多直接制造的应用出现。 多种技术并存，激光粉末床熔融是主流技术路线 3D打印技术大约可以分为七类： 发展至今，3D打印仍然是多种技术路线共存，国际标准化组织ISO/TC261增材制造委员会2015年发布的国际标准ISO/ASTM52900：2015，将增材制造工艺原理分为粘结剂喷射、定向能量沉积、材料挤出、材料喷射、粉末床选区熔化、薄材叠层、立体光固化七类，主流的技术都可以归入这七类。 根据Wohlers Report 2025，在用户使用的金属3D打印技术类型中，排名前三的分别为激光粉末床熔融（89.4%）、粘结剂喷射（4.6%）以及激光能量沉积（2.2%）。 013D打印行业发展情况 3D打印行业市场空间02 CONTENTS目录CONTENTS目录 3D打印产业链拆解03 投资建议04 风险提示05 3D打印市场方兴未艾，下游应用多元化 3D打印发展方兴未艾，市场空间不断扩容。2024年全年，全球3D打印市场规模219亿美元，同比增长9.31%，2012-2024年，全球3D打印市场规模复合增速达到20.71%。Wohlers预期2030年全球3D打印市场规模大约在840-1450亿美元。 下游应用场景主要包括航空航天、医疗、汽车、消费及电子产品等。根据Wohler Report 2022，2021年，3D打印市场的第一大下游应用领域为航空航天，占比达到16.8%，医疗、汽车、消费及电子产品领域的市场规模占比分别为15.6%、14.6%、11.8%。 资料来源：Wohler Report 2022，Wohlers Report 2025，南极熊打印、3D打印技术参考，西部证券研发中心 美国主导3D打印市场，亚太市场增长更为迅速 美国主导3D打印市场，但是亚太市场增长更为迅速。2020年美国3D打印产业规模占全球比重34.4%，中国为10.8%。尽管3D打印起步较晚，近几年，我国抓紧自主创新和研发，一步步朝着精细化和专业发展。2024年数据来看，美洲的3D打印市场下滑了4.84%，欧洲/中东/非洲地区的3D打印市场增长了3.2%，而亚太市场则在我国的带动下实现了30.95%的增长，增长的驱动因素在于：1）迅速增长的入门级打印机来自中国；2）中国市场增加了在工具和终端零件的应用；3）来自亚洲的工业级3D打印机具备更高的性价比。 资料来源：Wohlers Report 2025，Wohlers associates，前瞻产业研究院，西部证券研发中心 工业级应用：航空航天领域的商业化较为成熟 在航空航天领域，由于零部件形态复杂、传统工艺加工成本高及轻量化要求等因素，3D打印成为提升设计与制造能力的一项关键核心技术，其利用逐层堆积的原理，能够实现任意复杂构件成形与多材料一体化制造，突破了传统制造技术对结构尺寸、复杂程度、成形材料的限制，提供了变革性的技术途径，应用场景日趋多样化。 航空航天领域用于3D打印的材料主要包括高性能金属材料和高分子材料。高性能金属材料中钛合金、铝合金和镍基高温合金的应用最为广泛，钛合金主要应用于高强度、轻量化结构部件，铝合金主要应用于轻量化结构部件，镍基高温合金主要应用于高强度热端部件，通常以粉末床熔融技术和定向能量沉积技术为主进行加工，常见包括SLM、LENS等。高分子材料主要应用于有耐冲击、耐热、阻燃性和抗老化性要求的部件，常用SLS进行加工。在复杂部件的研制阶段，3D打印技术可节省反复工艺试验的时间，提高速度的同时降低成本；在零件制造阶段，3D打印技术 可用于实现复杂内部结构，提高零件性能；此外，3D打印技术还可用于制件修复，延长设备使用寿命、减少经济损失。 工业级应用：鞋模领域正在加速产业化落地 鞋模是一种工业模具，是鞋子生产过程中以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需鞋子的模具，包括运动鞋模具、沙滩鞋模具、拖鞋模具、胶鞋模具等，其对鞋子造型设计、功能实现等具有重要意义。近年来，越来越多的下游更倾向于使用新兴的3D打印技术制造鞋模，鞋模行业中3D打印的应用逐渐上升。根据国外研究机构Vantage MarketResearch发布的数据显示，2023年全球3D打印鞋市场规模约11.4亿美元。3D打印鞋模的优势： 1.缩短工艺流程，提升生产效率。传统鞋模制造需要经过设计、CAD/CAM、木质母模、橡胶模、石膏模、CNC、化学腐蚀咬花等复杂工艺，且制造技艺往往依靠经验积累传承，标准化程度较低。而通过3D打印方式，鞋模整体生产周期大大缩短，且数字咬花技术可以做到鞋模精密纹理的高度还原，最大程度简化生产流程、提高生产效率及产品更新迭代速度。 2.减重降本改善产品性能。相较于传统鞋模制造，3D打印可以通过特殊结构设计实现减重降本及产品性能改善。在传统鞋模制造过程中，金属模具铸造需要经历高温熔化、液体浇注、冷却后清理打磨等工序，金属材料由固态到液态再到固态的物理变化过程中很难进行复杂的结构设计，因而最终的鞋模产品通常质量较大。而3D打印在结构设计上可选择蜂窝状结构、晶格状结构等方式，相较于实心结构的模具，其质量更小、使用的材料更少、打印速度更快，进一步提升产品性能。 3.咬花一次性成型，生产更加环保。咬花即在鞋底表面添加凹凸不平的纹路，用以增强鞋底的摩擦力和美观度。在传统的鞋模铸造过程中，咬花一般位于铸造金属模具工序之后，常通过酸腐蚀的方式来在金属模具上呈现凹凸纹理，除咬花的一致性无法得到有效保障以外，传统鞋模厂通常还面临严重的大气、水、土壤污染等问题。相较于传统鞋模制造，3D打印可以实现咬花一次性成型，鞋模制造过程更加精确和环保。 工业级应用：汽车领域同样有应用优势 3D打印在汽车行业也有一定的应用优势。伴随3D技术的创新升级，其在汽车制造领