一、3D打印行业概述
3D打印技术又称增材制造技术，其实质是借助于相关计算机软件，以数字化模型文件为基础，选取粉末状金属、液体状或塑料等粘合材料，利用特定的快速成型设备，通过分层加工、叠加成型的方式制作出真实的三维实体产品。
3D打印技术与传统的打印有很大的不同，它主要是做“加法”而不是做“减法”，它是先逐层对图案进行扫描再分割成不同的截面，然后一层一层的堆积起来。它不需要模型和胚子，而是根据图形的数据进行制造，这样更有利于制造出复杂精密的零件。通过这样的方式不仅可以简化产品的制造，还可以降低产品的制造时间和复杂程度，有利于提高企业的生产效率和降低生产成本，由此可见，3D打印技术有很大的发展前景。
根据成型材料以及分层加工堆叠方式等的不同，3D打印技术主要可分为光固化立体成型技术、熔融沉积成型技术、选择性激光烧结技术、激光选区熔化成型技术、电子束选区熔化成型技术和三维打印成型技术等。
主流3D打印技术
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二、全球3D打印市场发展现状
3D打印技术源于欧美等发达国家，自面世以来，引起了广泛地重视，各个国家相继对该技术的研究与发展予以了大力的扶植。《经济学人》杂志在封面文章《第三次工业革命》中，将该技术作为第三次工业革命的重要标志之一，认为3D打印技术具有十分广阔的应用前景。
作为一种新兴制造技术，3D打印技术诞生不过30多年，目前在很多领域都有应用，涉及信息、材料、仪器等多个技术领域。近年来，国内外3D打印产业发展迅速，2012年-2017年全球3D打印市场规模从23亿美元增加到78亿美元，年均复合增速达22.57%，预计2018年市场规模将达到100亿美元。
2012-2018年全球3D打印市场规模情况
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相关报告：华经产业研究院发布的《2019-2025年中国3D打印行业发展潜力分析及投资方向研究报告》
目前，世界各国通过采取多种措施促进3D打印产业的发展，如2012年，美国国防部、能源部、宇航局、商务部等政府部门与企业、学校、非营利组织共同出资成立了国家增材制造创新研究所，通过会议、培训、项目征集等方式推广3D打印技术,旨在通过增材制造和3D打印技术提升美国制造业的全球竞争力。从全球来看，3D打印的每年专利申请数量，从2010年的2880件增加到2018年的24245件。
2010-2018年全球3D打印专利每年申请数量
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从3D打印市场格局来看，全球3D打印市场主要集中在北美、欧洲和亚太地区，这三个地区3D设备装机量占比分别为37.7%、29.7%和28.2%，合计占比约达95%。
全球3D打印设备市场格局
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三、中国3D打印市场发展现状
国内3D打印产业起步于1999年，并在众多高校、科研机构的共同努力下，取得一系列可观的科研成果。清华大学、华中科技大学、西安交通大学等高校，相继投入大量科研经费，进行3D打印机及3D打印技术的研发，华中科技大学研制出全球最大的“3D打印机”，该打印机可以加工1.2×1.2m的零件，且已经被国内外用户购买使用。
中国政府高度重视3D打印产业的发展，并将其作为《中国制造2025》的重点发展项目之一。2012-2018年间我国3D打印行业发展迅速，其中2018年中国3D打印市场规模达23.6亿美元，同比增速达41.3%，随着北京、深圳、武汉、西安等3D打印工业园的落地，预计未来我国3D打印产业会得到更快速发展，性能更卓越、价格更便宜的3D打印将得到普及。
2012-2018年中国3D打印市场规模情况
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由于3D打印技术具有制造结构精确、整体性高、成本低的特性，已被广泛应用到建筑、医学、机械制造和航空航天等领域，且生产出一系列经济价值良好的产品。从我国来看，目前3D打印行业下游主要分布在工业机械、航空航天、汽车、电子产品、医疗、教育科研等领域，其中工业机械和航空航天领域占比最大，分别为19.9%、16.6%，汽车领域占比13.8%。
中国3D打印行业下游应用结构分布
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国内3D打印技术的起步比较晚，各高校中主要以清华大学、北京航空航天大学、西安交通大学、西北工业大学、华中科技大学等为主。企业中主要以北京隆源自动成型有限公司、南京紫金立德、无锡飞尔康、杭州先临、湖南华曙高科等企业为主。从3D打印设备品牌市场占有率来看，目前国内市占率最高的前三大品牌分别为联泰、Stratasys和EOS，分别占比16.4%、14.8%和13.1%。
2018年中国3D打印设备品牌市场占有率分布
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四、3D打印技术面临的挑战
目前，3D打印技术发展迅猛，并且已经取得了很多重大进展。但是相对于积累了上百年的研究、应用和发展经验的传统制造技术而言，3D打印技术依然存在着许多的问题和不足，主要体现在以下几个方面：
1、质量控制标准的缺乏
材料是3D打印技术的物质基础，在一定程度上决定着3D打印产品的质量。对于粉末材料，其球形度、流动性、气体和夹杂物含量等因素都会影响到成型件的质量，目前虽然存在相应的检测方法和设备，但是缺少统一的国家、行业标准。同样对于3D打印制件缺陷的检测方法、类型、尺寸、数量和分布的界定标准，也缺少工程应用的统一标准规范。
2、力学性能数据库不全面
一种材料或者结构能否使用，需要通过一系列的力学性能指标来进行评价。目前3D打印零部件力学性能数据的积累十分有限，而且主要集中在常规力学性能以及疲劳性能，高温力学性能方面的测试研究还十分缺乏。为了保证打印件使用的安全可靠，并且提供相关的设计依据，需要建立3D打印材料全面的力学性能数据库。
3、知识产权的担忧
随着人们对知识产权的日益重视，越来越多的发明和知识受到专项保护，3D打印技术也会涉及这一问题，因此对3D打印制作的东西如何保护和怎样制定相关的法律法规也成为一项需要解决的问题。现实中网络发展迅速，对信息和物品传播也更加广泛，人们利用3D打印技术随意复制东西，没有规范不仅对市场的规则和运转带来冲击，而且也是对他人知识产权的肆意使用。虽然现在并没有完全推广，但是随着时间的推移，会有越来越多3D打印机走进每一个家庭，所以及时制定相关政策能以备不时之需。
4、安全因素的限制
我们享受3D打印技术带来的便利，如加强国防建设、提高工业发展、甚至挽救生命。随着技术的普及不仅使社会生产更加效率化，一方面更多的家庭也逐渐使用这一技术，方便快捷的生产想要的家用产品。另一方面由于个人化的隐私性过重，监管力度就显得薄弱，3D打印技术的优点也被某些不法分子用来制作一些危害性极大的产品。据报道国外的不法分子利用3D打印技术制造枪支武器，过多的交易使这些武器流通世界各地，为安全性带来了危害也极大地加大了世界安全的不稳定性。
