3d打印机金属材料前景分析（论述国内外金属3D打印材料现状与发展）

3D打印技术可以进入哪些行业，它们的发展前景怎么样呢？

1、 市场规模增长迅速

我国3D打印技术日渐成熟，在航空航天汽车、船舶、核工业、模具等领域均得到了越来越广泛的应用，并不断深化。目前，3D打印技术已经实现在航空航天等领域中进行制造，修复，以及再制造的重要技术，在汽车、船舶、核工业、模具等领域也成为了产品设计、快速原型制造的重要实现方式。

2017-2020年，我国3D打印产业规模逐年增加，增加速度要略快于全球整体增速，促使我国3D产业占全球的比重在不断增加。根据CCID数据显示，2019年中国3D打印产业规模为157.5亿元，同比增长31%;2020年前期虽受新冠肺炎疫情影响，但后期国内经济强劲反弹，行业增长迅速，3D打印设备出货量翻倍，初步测算产业规模突破200亿元，达到205亿元。

2、 3D打印技术运用广泛

3D打印机在政府、航天和国防、医疗设备、高科技、建筑业以及制造业等行业中的需求量较大。目前3D打印技术广泛运用于原型制作、定制生产以及复杂的零部件制造等领域之中，因此其主要的需求市场仍集中于工业领域，产业规模占3D打印总产业的64%;消费领域占比为36%左右。2020年疫情期间，个人级别的需求量回升，这主要归功于疫情期间相关行业在家办公学习的的人数，以及业余时间增加的效应，全年需求旺盛。

从供应领域来看，目前收入规模较大的也主要聚焦于工业级领域。根据南极熊3D打印网初步统计显示，2020年3D打印相关业务收入过亿的中国企业有29家，其中工业级的有16家，占57%;消费级的12家，占43%。

3、 中国3D打印服务业产业规模增速较快

2017-2020年，我国3D打印服务市场持续呈两位数增长，2019年产业规模为45.7亿元，同比增长41.0%，在3D打印产业中占比为29%。随着3D打印产业化的深入，设备和材料都越来越成熟和稳定，3D打印产业的竞争逐渐向服务市场靠拢，2020年服务产业规模达到65.6亿元。

从服务领域来看，目前3D打印服务主要集中于工业领域，特别是航空航天、汽车、工业制造等，占比超过60%;消费领域占比约为36%。

综上所述，国内3D打印产业增长迅速，技术较为成熟。目前，我国3D打印技术大多运用于工业，但服务业的增速较快，预计未来的3D打印产业在服务业的运用将逐步扩大，赶超工业领域。

—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国3D打印产业市场需求与投资前景分析报告》

3d打印就业前景和方向怎样

3d打印就业前景和方向很好。

3D打印（3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

3D打印机，已成功打印一辆F1赛车日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料。

打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、聚乳酸、ABS树脂、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。

3d打印机的发展前景和用途是什么样的？

3d打印机的应用

3d打印机的工作原理与传统打印技术相似，但在外部设备中，用电脑软件设计3d模型，数字化分析的原理与医学显微镜下观察组织切片的实验相似，模型设计时需要使用切片样品，设计模型的层片重叠，打印相同模型的产品，最后固体成型。大家都知道，传统的制造技术是通过喷墨技术在纸上涂墨，这也是制造的起源。3d打印的最大区别在于它使用的材料不是墨水，而是真正的特殊材料。当然，因为目前技术的限制，材料不能随意选择，而是有一定的种类，但又有重大突破。

1.1医疗

目前的医疗技术虽然能够支持人工器官的正常工作，但是成本高、寿命短，容易感染。但3D打印技术的出现却很好地解决了这一问题。以钛合金为原料，经过1:1的器官修复，可以最大限度地模拟人体器官的形状和功能。当然，模型的设计也很复杂，需要大量的精确计算来讨论具体操作的可执行性，最后取代器官。已经知道打印3d可以将物质还原到分子水平，这类胶囊或固体颗粒药物由分子构成，因此可以使用该技术来打印药物，这不仅节省了时间，而且节省了临床上仍处于试验阶段的药物。它不仅可以根据临床反应保存药物数据，还可以根据临床反应调整分子结构。

2.公路运输。

3d打印技术在高速公路上的应用在国外已被证明是可行的。利用3d打印技术，只需在辅助设计软件中设计道路模型，添加原材料即可直接打印高速公路。虽然这种打印机用于大型机械，但工作原理是相同的。此外，在公路维护中，使用3d打印技术更加方便快捷。现行施工技术均为现场施工。这个方法很费时，而且受外部因素的影响，如地形，天气等。如采用三维打印技术，可到国外如桥梁，路基等进行施工。产品成型后，可以说操作更简单、更安全、更灵活。

3.航空航天

3d打印技术在航天领域发挥着重要作用。众所周知，飞机部件非常精密，理论上没有误差，但在生产线式生产过程中不可避免地会出现不符合要求的情况。

使用3d打印技术可以尽力避免这种事发生。原料溶于喷嘴。由3d模型生成专用软件生成模型并将其发送到打印机的接收设备。喷管按预定的轨道运转、堆积、覆盖，并最终形成合格部件。通过配合使用大型3d打印机，可以实现模块化生产，即节约资源和高效率。

未来发展趋势

目前，国内制造业依赖传统制造，3d打印技术尚未形成规模，产业链更不用说了。但是，将来3D打印取代传统制造，3D打印的应用也越来越广泛。以上应用领域只是典型的一个方面，其它如美术设计，建筑沙盘设计，零件制造等。三维打印渗透于各行各业，成为一种趋势。这与我们的生产生活密切相关，不可分割，也可以实现全国人民的普及。采用3D打印技术的人数在不断增加，随着使用的深入，新技术的应用也在反其道而行之，提高了整个行业的水平，最终形成了完善的产业链。但目前的3D打印技术存在着诸多问题。3d打印材料选择性差。只有特殊材料可以在高温下溶解并复原。从某种意义上说，模型的可伸缩性和可塑性等性能都会受到影响。此外，由于材料及电脑运算速度的限制，印刷一些复杂精密模型需要较长时间。不断研究适合于现有技术的新材料和印刷技术的创新。简单地说，持续改善用户体验。技术员可以从这两个方面来发展和研究三维打印技术。

3d打印技术的出现填补了制造业的空白，同时对传统制造业也有冲击。3D打印技术以其操作性强，方便实用，节省资源等优点，占据着不可动摇的地位，实现了跨行业、多学科的交叉渗透。将来，3D打印将会渗透到我们生活的每一个角落，现在提高用户的体验感，最大限度地改善现有的技术壁垒，这些都是技术人员需要解决的问题。解决这些后，3d打印机的用途和前景将进一步扩大和提升。

怎么使用3D打印机？这个行业的发展前景如何？

3D打印行业短时间发展壮大的原因如下：首先，研发投资的增多使技术不断进步，而且3D打印机有着更强大的功能，更低的成本和更快的速度。自2012年至今，3D打印领域的专利申请数目短时间增涨，上涨率超过40％。此外，打印材料的类别不断丰富，3D打印机的使用范围也在不断扩大。3D打印材料主要是包含金属材料，高分子材料和陶瓷材料，当中塑料仍是最经常使用的材料，但金属材料增涨迅速，2018年利用率提升到约36％。金属材料的普遍使用推进了工业级3D打印机的销售增涨，推进了3D打印从消费市场向高端制造市场的扩张。第三，为了能加速产品开发，提升商品性能并提高汽车，电子，航天航空，医疗，制鞋等行业的用户需求响应速度，积极探索3D打印技术在工业生产中的应用。第四，中小学和教育培训机构设立了3D打印相关的课程培训，以促使3D打印机在学校，家庭和中小企业中的全面普及。

3D打印无需开模，整体成型和较短的生产周期。它十分适于生产和短时间交付结构比较复杂，小批量生产的商品。因而，它普遍用以原型设计，定做生产和复杂组件制造。可是，3D打印也存有显然的弊端：3D打印机较贵，生产时间长且没有规模经济。大批量商品的成本费用显然高过传统的加工方法；印刷材料的价格较高，类别十分有限。与传统的的精密加工方法对比，材料的强度和加工精度之间依然存有差别。

这个行业还在高速发展中，随着3D打印机、材料和后处理技术的发展，应用领域也将不断扩大。

3D打印的现状和前景是怎么样的？

3D打印，也称增材制造，是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实物的新兴制造技术。近年来，世界主要国家纷纷加大力度支持3D打印技术，全球3D打印产业高速发展。小到儿童玩具、工艺品，大到飞机、火箭中使用的高度复杂零部件，3D打印机已广泛应用于诸多领域。2019年，全球3D打印产业规模达120亿美元左右，同比增长近30%。

3D打印产业的快速发展是多方面因素共同推动的结果。一是研发投入的增长使得技术不断完善，3D打印机功能更强、成本更低、速度更快。2012年起3D打印领域专利申请量快速增长，年增长率超过40%。二是打印材料种类不断丰富，推动3D打印机应用范围扩大。3D打印材料主要包括金属材料、高分子材料和陶瓷材料，其中塑料仍是使用最多的材料，但金属材料增长很快，2018年使用率提高到了36%左右。金属材料的广泛使用带动了工业级3D打印机销售的增长，推动3D打印由消费级市场向高端制造市场拓展。三是汽车、电子、航天、医疗、制鞋等行业为了加快产品开发、改进产品性能、提高用户需求响应速度，积极探索3D打印技术在工业生产中的应用。四是中小学和教育培训机构设立3D打印相关课程，推动桌面3D打印机在学校、家庭和中小企业中普及。

3D打印无需开模、一体成型、生产周期短，特别适用于生产及快速交付结构复杂产品、小批量产品，因此被广泛用于原型制作、定制生产以及复杂零部件制造等领域。不过，3D打印也存在明显短板：3D打印机售价高、产品制作时间长，不具备规模经济性，大批量产品的生产成本明显高于传统加工方式；打印材料价格较高，种类非常有限，材料强度、加工精度等方面与传统精密加工方式仍存差距。总体来看，3D打印与传统制造工艺各有千秋，二者不是替代关系，未来应在各自擅长的领域发挥作用。

3D打印被视为引领新一轮科技革命和产业变革的核心技术之一，发展前景广阔。随着经济发展和生活水平提高，消费者更加追求个性化的需求，3D打印将与机器人、人工智能等技术一起，提高制造业生产线的柔性化程度，以更低成本生产定制产品，推动制造业生产方式由大规模生产向个性化定制转变。同时，凭借节约仓储和物流成本、快速响应本地市场的优势，3D打印将推动制造业向本地制造模式发展。此外，3D打印教育深入推广将会推动创客运动的兴起，家庭打印机、小型3D打印店更加普及，人们将能够制造自己设计的产品。未来，随着3D打印机、材料和后处理技术的发展，3D打印的应用领域将不断扩大。