《增材制造产业白皮书》西门子和深圳国家高技术产业创新中心联合发布
时间：2024-08-20 16:06 来源：南极熊 作者：admin 阅读：次
白皮书包含四个部分：序言、增材制造发展概述、国内外增材制造产业发展概览、深圳产业概况及发展建议。
序言
增材制造，以其创新的生产方式和对传统工艺流程的颠覆性改变，正在全球范围内引领制造业的转型升级。在中国，以增材制造技术为代表的先进技术，已经成为发展新质生产力的关键抓手。随着国家对增材制造技术的高度重视和相关政策战略的深入推进，这一被誉为制造业未来的关键技术，已经迈入了全新的发展阶段。
作为改革开放的前沿阵地和创新驱动的核心城市，深圳在增材制造产业的发展上展现了强劲的活力和潜力。深圳市政府积极响应国家战略，以先行示范标准大力推进增材制造技术的研究、应用和产业化，通过政策引导、资金支持和环境营造，吸引培育了一批增材制造领域的领军企业和创新团队，形成了具有深圳特色的产业集群，赋能制造业高端化、智能化、绿色化转型升级。
由西门子(中国)有限公司与深圳国家高技术产业创新中心共同编写的《深圳市增材制造产业发展白皮书》，旨在全面阐述增材制造产业的发展现状、技术趋势和未来前景，深入分析增材制造产业面临的机遇挑战，并结合深圳的实践案例，探究增材制造与传统制造的深度融合对深圳乃至全球发展的影响。通过本白皮书，我们希望能够为政府决策者、行业从业者和广大公众提供有价值的信息和深刻的洞见，共同推动中国增材制造产业的繁荣发展。
增材制造发展概述
在本章节，白皮书介绍了增材制造技术的定义，以及根据ISO/ASTM 52900-15标准增材制造包含的7大类工艺。并对这七种工艺根据Gartner技术成熟度曲线进行了排位。
另外，介绍了增材制造发展趋势，从增材制造技术发展趋势看，高性能、高精度、高效率、低成本、更大的加工尺寸范围和更广泛的材料是金属增材制造未来发展方向。
增材制造的国内外发展趋势主要包括：
1) 进一步提高打印效率，降低打印成本
2) 增材制造在3C等民用领域加速渗透
3) 面向不同应用场景的专用设备开发
4) 增材制造与传统加工制造的融合
5) 数字孪生一体化设计仿真应用
6) 人工智能在线监测和闭环控制技术
7) 端到端增材制造自动化控制技术
8) 增材制造数字化云工厂建设和智能化管理平台
9) 对打印工艺和质量的要求进一步提升
10) 结合增材制造技术的可持续发展技术
增材制造的广泛应用
在第二章节中，重点介绍了增材制造的广泛应用。增材制造作为一种革命性的生产技术，广泛应用于各个工业领域。这种技术最初在高附加值的高端制造业中得到应用，如大型通用机械、航空航天以及医疗制造等，如今已经成为这些行业不可或缺的关键生产技术。而随着技术的不断进步和完善，增材制造的应用边界正在迅速扩展，逐步开始在汽车制造和消费电子等新兴领域展现出独特的应用潜力。
在通用机械领域，增材制造技术已经广泛应用于复杂机械部件的生产制造，如燃气轮机的热端部件、换热器和液压系统等。展望未来，预计到2024年中国燃气轮机市场的规模将超过1000亿元人民币，其中增材制造打印的零部件价值将占到总额的5%至10%。
在航空航天领域，增材制造技术的应用场景十分丰富，已初步进入批量化使用阶段。利用增材制造技术加工的金属部件已经批量应用于各型飞机、无人机、高推比航空发动机、新型卫星等国家重点工程。展望未来，随着中国航天事业的快速发展，航空航天行业的增材制造服务市场规模也将稳步增长，预计到2024年可达到26亿元人民币。随着增材制造标准体系的完善和技术的进步，市场规模有望进一步扩大。
在医疗领域,增材制造技术的应用正快速增长，覆盖了手术和诊断辅助、植入体和假肢制造、药物研发到生物组织模型制作等多个领域。
在汽车制造领域，增材制造技术已逐步应用于研发设计、夹具制造、直接零件生产等环节。
在消费电子领域，增材制造在轻量化和一体化设计中展现了独特优势。3D打印技术的引入有望有效提升钛合金中框良品率，显著降低加工时间，随着更大规模生产将更具成本效益。展望未来，3D打印技术在消费电子行业，尤其是在折叠屏手机制造中的应用前景广阔，预计将随着市场需求的增长而进一步扩大其市场规模和影响力。
全球增材制造市场
增材制造从原型制造向终端制造迈进，行业进入快速成长期。2015年后，随着金属3D打印工业化进程的加快，增材制造技术正在从原型样件的小批量定制化生产技术向零部件最终制造的批量化生产技术转变。根据《Wohlers Report 2023》，2022年全球增材制造产业规模达180亿美元，增长率为18.3%，已经连续二十五年保持两位数增速。
得益于下游航空航天、模具和牙科等产业的旺盛需求，中国增材制造的产业规模从2012年的10亿元左右增长到2023年的400亿元，年均复合增长率超过30%，预计2024-2027年我国增材制造产业规模有望从400亿元增长至1000亿元。
△2019-2023年全球及中国增材制造市场规模及增速
从全球产业布局看，增材制造产业主要集中在北美、亚太和欧洲三个地区，基本形成美欧主导，亚太追赶的态势。截至2023年底3个地区累计装机量占全球90％以上。其中北美是最大的增材制造市场，其3D打印设备销售收入占全球36.14%。欧洲为第二大市场，其设备销售收入占全球总增材制造收入的30.40%。亚太地区以26.41%的市场份额位居第三。
经过多年发展，我国的增材制造行业已经初步建立了涵盖3D 打印材料、工艺、装备技术到产业化应用的完整产业链。其中打印设备和服务占据增材制造行业
近80% 的市场份额。从产业链价值量分布看，中游的金属3D 打印设备、3D 打印服务及部分核心器件如振镜盈利能力较强，而上游激光器和中游的非金属
3D 打印设备则竞争激烈，毛利率较低。
我国增材制造产业在空间布局上初步形成以京津冀地区、长三角地区、珠三角地区为核心，中西部地区为纽带的增材制造产业发展的空间格局。
《白皮书》指出，为实现发展水平的全面提升，中国增材制造产业应聚焦以下关键领域：
●面向增材制造的产品多尺度一体化正向设计
●多物理场多尺度协同仿真优化设计
●基于数字孪生的增材制造端到端的过程控制
●结合在线监控的增材制造闭环控制系统
●面向工业化应用的增材制造智能管理
●面向全生命周期的绿色制造
●基于数字化的快速认证
深圳产业概况及发展建议
在增材制造研发及产业化等方面，深圳已初步形成建模系统、材料、设备、应用服务的增材制造全产业链，形成了一定的产业集聚效应。增材制造企业主要集中在医疗健康、文化创意、电子信息、航空航天等领域，形成了以维示泰克、光华伟业为代表的增材制造材料研发企业，以光韵达、创想三维、纵维立方、摩方新材料、极光尔沃为代表的增材制造设备制造企业，以光韵达、易尚展示为代表的增材制造应用与服务商。同时，深圳拥有南方科技大学、深圳大学、中科院深圳先进技术研究院等一批创新能力较强的高校院所，较好地为产业创新提供了源头技术保障。
基于深圳市制造业产业分布特点，增材制造技术可以在以下几个方面进行应用和发展：
●高端装备制造领域应用
●生物医药领域应用
●汽车和电子信息领域应用
(责任编辑：admin)
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