Доклад за индустрията за 3D печат в Китай през 2022 г

Доклад за изследване на 3D печат

Основно резюме:

3D печатът е различен от традиционното производство с намаляване на материалите. Чрез цифрово стерео сканиране и послойна обработка на модела, с помощта на цифрово производствено оборудване, подобно на принтера, необходимият солиден модел се формира чрез непрекъснато наслагване на материали. 3D печатът значително спестява производствени разходи и подобрява ефективността в специфични области на приложение.

В сравнение с B2C, отпечатан в 2D, 3D печатът в момента е фокусиран върху B2B режим и също така допълнително разширява персонализирания и диверсифициран потребителски пазар на B2C.

3D отпечатаните метални и композитни материали се превърнаха в бъдеща тенденция за развитие поради техните превъзходни механични свойства (твърдост, устойчивост на удар, преносимост и др.) и механични свойства в сравнение с традиционните материали. Производствените разходи и производителността на материалите все още са болезнените точки на 3D печата нагоре по веригата.

Понастоящем оборудването за 3D печат в Китай се фокусира главно върху формоване чрез синтероване/свързване (SLS, SLM) и формоване чрез екструдиране на неметални стопени материали (FDM). Ефективността на оборудването и навременното приложение са основните болни точки.

Иновативните открития в технологиите и материалите и обучението на композитни таланти ще станат ключови фактори за спираловидно развитие на индустрията за 3D печат.

3D печат -- иновация на традиционната технология

От „намаляване на материала“ до „добавяне на материал“, 3D печатът е надграждане и иновация на традиционната технология

3D печатът (3DP) е вид технология за бързо създаване на прототипи, известна още като адитивно производство. Това е технология, която използва прахообразен метал или пластмаса и други адхезивни материали за конструиране на обекти слой по слой отпечатване въз основа на файлове с цифров модел. За разлика от традиционното производство с намаляване на материала, 3D печатът непрекъснато наслагва материали, за да формира необходимия солиден модел чрез цифрово стерео сканиране и послойна обработка на модела и цифрово производствено оборудване, подобно на принтера. В сравнение с традиционните технологии, 3D принтирането има очевидни предимства в контрола на разходите, персонализираното производство, предсказуемостта на производството и използването на материали при производство на малки и средни партиди.

Сортиране на политиката на индустрията за 3D печат

Политиката беше въведена бързо и силно подкрепена, помагайки за трансформацията на „Произведено в Китай интелигентно“

В момента политиката се фокусира върху материалите за 3D печат, подобряването на технологиите и стандартната конструкция. През 2015 г. китайската индустрия за 3D печат постави началото на възможност за високоскоростно развитие под ръководството на „Произведено в Китай“. Серия от политики като „Произведено в Китай 2025 г.“ описва пътя на развитие на индустрията за производство на добавки. 13-ият петгодишен национален стратегически нововъзникващ план за развитие на промишлеността, издаден от Държавния съвет през 2016 г., отбеляза началото на индустриализацията. След развитието на 3D печата в Китай политиката за подкрепа на индустрията се разви бързо. От цялостната стратегия, областите на приложение, ключовите технологии до корпоративните стандарти, политическите насоки непрекъснато се усъвършенстват, за да се насърчи развитието на индустрията.

Бизнес модел за 3D печат

2D печат срещу 3D печат

Бизнес моделът на 2D принтера е относително прост и производителите на принтери разчитат главно на консумативи, за да реализират печалби. Възможните бизнес модели на 3D печат съществуват на пет нива - край на производството (производство на 3D принтер), край на материала, край на матрицата, край на продажба на дребно и край на проби (R&D). В сравнение с B2C, отпечатан в 2D, 3D печатът в момента е фокусиран върху B2B режим и също така допълнително разширява персонализирания и диверсифициран потребителски пазар на B2C.

Процес на развитие и инфлексна точка на индустрията за 3D печат

Бърза трансформация от производствен поток към цифров поток

Като водач на висок клас производствени технологии, 3D печатът е високо ценен от индустрията. Страната е издала съответните политики, обективно и научно планира оформлението, ръководи рационалното развитие на технологиите и е поставила редица научноизследователски институти и университети за технологични изследвания и развитие. В момента индустрията за 3D печат бързо се променя от производствен поток към цифров поток и дигиталната икономика се превърна в нова точка на растеж за икономическото развитие на различни страни. Дълбоката интеграция на цифровите технологии, представена от индустриалната цифровизация и производство, е ключова движеща сила и стратегически избор за насърчаване на надграждането на индустриалната основа, модернизацията на индустриалната верига и изграждането на нов модел на развитие.

Етап на научноизследователска и развойна дейност - научното изследване и развойна дейност насърчава развитието на 3D печат

Основните патенти изтичат, за да се стимулира жизнеността на пазара

Преди 2009 г. броят на заявките за патенти за 3D печат оставаше едноцифрен. От 2009 г. до 2015 г. много водещи индустриални патенти за 3D печат изтекоха. С пускането на основната технология за 3D печат, прагът за достъп до индустрията и цената бяха намалени, жизнеността на пазара беше стимулирана и процесът на индустриализация беше насърчен. След изтичането на патента на FDM през 2009 г., той насърчи развитието на 3D принтери в Китай. Оформлението на патента се фокусира върху подобряване на надеждността и намаляване на разходите; След 2012 г., с активното участие на университети и изследователски институти в изследванията и задълбоченото оформление на основните патенти от компаниите за 3D печат, броят на разрешенията за патенти за 3D печат експлодира; 2014 г. беше пиковата година за изтичане на патентите и патентите за основните технологии SLS и SLM изтекоха последователно, насърчавайки комерсиализацията на металния 3D печат. През 2021 г. разрешението за патент за 3D печат в Китай ще се фокусира главно върху производствени инструменти и медицинска наука, докато броят на полетата на потребителско ниво, като облекло и хранителна наука, ще бъде малък.

Етап на индустриализация - 3D Printing непрекъснато се стреми към индустриализация

Индустриализация на оборудване за 3D печат/материали за много предприятия

През последните години 3D принтирането става все по-популярно. През 2021 г. ще има 34 случая на финансиране на 3D принтиране в Китай и 108 случая на финансиране в чужбина, със значителен ръст в сравнение с 2019 г. Китайските предприятия за 3D принтиране бързо очертават индустриализацията на 3D принтирането и много предприятия имат висок годишен производствен капацитет/ годишен обем на продажбите на оборудване и материали за 3D печат.

Понастоящем местното промишлено оборудване и материали за 3D печат се доставят главно в Китай, докато потребителското оборудване за 3D печат се продава главно в чужбина. Според мнението на експерти от 3D индустрията, това е така, защото местните суровини са сравнително евтини, разходите за обработка на оборудването за 3D печат са ниски, а веригата за доставки на местно потребителско ниво е сравнително пълна, което вече може да отговори на нуждите от ежедневни нужди като като обувки, дрехи и т.н. Използването на 3D печат не е напълно подчертано, а отвъдморските страни се нуждаят от 3D печат, за да опростят веригата за доставки.

Бъдеща форма на развитие на 3D печат

3D печатът се развива към режим на дискретно производство

Тъй като подобряването на потреблението насърчава технологичния прогрес, конкуренцията на пазара на 3D печат ще бъде по-разпръсната в бъдеще. На индустриално ниво може да отговори на високото, сложно и сложно търсене, докато на потребителско ниво е по-дискретно, за да отговори на нуждите на всеки потребител и дори може да бъде по-приложено към продукти, за които клиентите са по-склонни да платят премия. Понастоящем компаниите и физическите лица предпочитат да произвеждат поръчки чрез платформи за 3D печат, докато някои предприятия също създават свои собствени центрове за 3D печат. В бъдеще платформата за 3D печат ще се развие допълнително във ферма за 3D печат. Чрез ефективно управление на свързани в облака многомашинни клъстери, стотици 3D принтери могат да се управляват чрез прости инструкции за работа, което значително подобрява ефективността на времето, спестява разходи за труд и реализира персонализирано партидно производство.

Индустриална верига за 3D печат

Нагоре по веригата на индустрията за 3D печат е доставчик на суровини, основен хардуер и спомагателни операционни системи.

Midstream е основно производител на оборудване за 3D печат и свързани услуги.

Надолу по веригата е основно за обекти на услуги за 3D печат. 3D печатът се използва главно в космическата, автомобилната индустрия и други области, главно за индустриални приложения.

Модел на конкуренция в китайската индустрия за 3D печат

Предприятията за 3D печат са във възходящ етап на развитие и конкуренцията в индустрията е относително слаба

Водени от съответните политики в Китай (например Планът за действие за развитие уточнява, че индустрията за производство на добавки ще нарасне с 30 процента до 2020 г., а основната технология ще бъде в съответствие с чуждестранното ниво) и под ръководството на политиките, Корпоративната страна, научноизследователската и развойната страна и капиталовата страна ще се развиват заедно, за да популяризират индустрията за 3D печат, за да посрещнат бума. Според статистиката на China Additive Manufacturing Industry Alliance, приходите на китайските предприятия за производство на добавки ще бъдат 26,5 милиарда юана през 2021 г., със среден темп на растеж от около 30 процента през последните четири години, около 10 процента по-висок от средния за света.

През 2021 г. има 22 регистрирани компании, фокусиращи се върху производството на добавки в Китай. По-мощните са Platinum, Xianlin 3D, Huashu High Tech и др.

Регионалните характеристики на 3D печата в Китай са както следва: Пекин Тиендзин Хъбей поема водеща роля в страната, а делтата на река Яндзъ предварително е формирала пълна форма за развитие на веригата за 3D печатна индустрия по силата на своите благоприятни предимства за икономическо развитие и условия на местоположение; Централният регион на Китай се фокусира върху научноизследователска и развойна дейност и приема Шанси и Хубей като ядро, за да създаде важна зона за индустриално отглеждане. Делтата на Перлената река е най-високата част на услугите за приложения за 3D печат, разпространени главно в Гуанджоу, Шенжен и други места.

Работен процес на 3D печат

Операционният процес на 3D печат обикновено се разделя на три стъпки. Първо, преди печат е необходимо да се разчита на компютри и специфичен софтуер за изграждане на модела на необходимите продукти в системата и след това да се подобри подготвителната работа чрез оптимизация и настройка, йерархично нарязване, планиране на пътя и други операции. В процеса на печат оборудването за 3D печат се използва за подреждане на материали слой по слой според планирания модел и път за получаване на готови продукти. След отпечатване, готовите продукти трябва да бъдат пуснати в употреба за действителна проверка след повърхностна обработка, както се изисква.

Моделирането на ранен софтуер е много важно и изисква мултидисциплинарни таланти, които владеят технологията и материалите за моделиране на софтуер, за да участват в проверката. Изграждането на модел играе решаваща роля за това дали продуктът отговаря на изискваните стандарти. Оборудването за печат е основно отговорно за производството и формоването на продуктите, а технологията и материалите са съгласувани помежду си, за да се направят физически обекти с добра цялостна производителност.

Upstream: значението на софтуерната технология за 3D печат

Софтуерна технология - платформа от девет слоя, започвайки от натрупването на почвата

Независимо дали в процеса на придобиване на 3D модел на данни, обработка на 3D модел на данни или управление на 3D принтер, 3D софтуерната технология е незаменима. Софтуерната система интегрира функциите за сканиране и нарязване, производство и диагностика на неизправности, контрол на температурното поле, дистанционно наблюдение, управление на цифрово сканиране, обратна връзка с данни и интегриран контрол, за да се гарантира, че рафинираните продукти отговарят на нуждите; Подобрете ефективността на подготовката на данните, оптимизирайте качеството на печат и подобрете усъвършенстването на продукта.

Нагоре по веригата: текущо използване на материали за 3D печат

Пазарът на материали в Китай все още е доминиран от неметални видове; Научноизследователска и развойна дейност на материали за смесване

Възходът и развитието на технологията за 3D печат е неделимо от развитието на материалите за 3D печат. Има много видове технологии за 3D печат, като SLS, SLA и FDM. Всяка печатна технология използва различни материали, като например метални материали, използвани обикновено в SLM технологията, фоточувствителна смола, често използвана в SLA, и инженерни пластмаси, подходящи за FDM.

Понастоящем неметалите все още са основната част от материалите, използвани в Китай, образувайки модел 6:4 с метални материали. Установено е също така, че иновациите в технологията на материалите в Китай се ускоряват. Понастоящем броят на съответните патентни заявки ще достигне 3079 през 2021 г., нареждайки се на първо място пред Съединените щати. От съдържанието на патента може да се види, че различни композитни материали, разградими материали и метални материали с по-добра производителност са в центъра на настоящите изследвания и разработки.

Нагоре по веригата: ограничения на развитието и решения на материалите

Производствените разходи и експлоатационните характеристики на материалите са основните болни точки нагоре по веригата

Midstream: състояние и характеристики на пазара на оборудване за 3D печат

Понастоящем оборудването за 3D печат в Китай се състои главно от SLS, SLM и неметални FDM, като първите две представляват около 32 процента, а FDM представлява около 15 процента от общото количество, съответстващо съответно на индустриално ниво и ниво на настолен компютър.

Бизнес моделите и технологичните пътища на местните и чуждестранните производители са различни. Като цяло, основните технологии на чуждестранни предприятия обхващат металните и неметалните сектори с широк спектър от приложения. Основната технология на местните предприятия е тясно специализирана, например повече от 70 процента от оборудването на Platinum се използва в авиационно-космическото производство.

Основни болни точки на оборудването за 3D печат

Проблемите на оборудването за 3D печат в средния поток са предимно разпръснати

Оборудването за 3D печат все още е в етап на непрекъсната работа в технологията, подобрявайки зрелостта и усъвършенстването на използването на оборудването. Проблемите са разпръснати, като висок процент на отказ по време на работа на оборудването, блокирана работа на захранващата система и ниска точност на печат. Понастоящем експериментите за научноизследователска и развойна дейност се извършват едновременно в областта на научните изследвания и в областта на корпоративната практика, за да се насърчи съвместно оптимизирането на работата на оборудването.