引言
2023年,3D打印行業(yè)經(jīng)歷了顯著的技術(shù)進(jìn)步、市場(chǎng)擴(kuò)張和投資增長(zhǎng)。技術(shù)上,復(fù)合材料的FDM 3D打印成為主流趨勢(shì),尤其是使用短玻纖或短碳纖增強(qiáng)熱塑性樹脂的技術(shù),大大提高了3D打印產(chǎn)品的力學(xué)性能。同時(shí),挑戰(zhàn)也隨之而來(lái),如CFRTPC 3D打印在提升機(jī)械性能方面遇到的界面結(jié)合強(qiáng)度和表面質(zhì)量問(wèn)題。
在市場(chǎng)方面,2023年3D打印行業(yè)融資活動(dòng)活躍,總?cè)谫Y額達(dá)60.11億元,其中有10起融資事件超過(guò)1億元。市場(chǎng)趨勢(shì)顯示,3D打印技術(shù)正在從消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)向高端制造市場(chǎng)拓展,尤其在航空航天、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用顯著增長(zhǎng)。
對(duì)于投資者而言,這一年度的發(fā)展呈現(xiàn)了多重投資機(jī)會(huì)。首先,技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的新材料和新應(yīng)用領(lǐng)域,為投資者提供了多元化的選擇。其次,市場(chǎng)融資活動(dòng)的活躍反映了行業(yè)的成長(zhǎng)性和吸引力。因此,投資建議聚焦于具有技術(shù)創(chuàng)新能力的企業(yè),以及在新興應(yīng)用領(lǐng)域(如航空航天、醫(yī)療設(shè)備)展現(xiàn)潛力的公司。同時(shí),關(guān)注行業(yè)內(nèi)部的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)和政策導(dǎo)向,以把握行業(yè)發(fā)展的整體趨勢(shì)和機(jī)會(huì)。
技術(shù)發(fā)展
隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和各行業(yè)對(duì)制品性能要求的提高,單一材料的3D打印制品已無(wú)法滿足當(dāng)前市場(chǎng)需求,復(fù)合材料的FDM3D打印成型將成為3D打印的發(fā)展趨勢(shì)。如今使用短玻纖或短碳纖增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料為原料的3D打印技術(shù)已經(jīng)比較成熟,短纖增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料3D打印制品的力學(xué)性能相對(duì)單一樹脂材料打印制品實(shí)現(xiàn)了較大的提升,但是力學(xué)性能的提升空間有限近年來(lái),強(qiáng)度更高的CFRTPC的3D打印成型技術(shù)成為眾多學(xué)者的研究熱點(diǎn)。但是,3D打印CFRTPC因?yàn)槠浔砻尜|(zhì)量較差、界面結(jié)合強(qiáng)度較低、孔隙率較高等問(wèn)題,制約了CFRTPC復(fù)合材料的機(jī)械性能的提升,限制了CFRTPC3D打印制品的工藝應(yīng)用和發(fā)展。進(jìn)一步改善FDM3D打印制品的界面結(jié)合效果以提高其機(jī)械性能,改善打印制品表面效果以提高其成型質(zhì)量,成為了CFRTPC3D打印技術(shù)亟待解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。本課題嘗試采用雙噴頭3D打印技術(shù),以短纖增強(qiáng)PA6復(fù)合材料和自制CGF/PA6預(yù)浸絲分別作為上下表層和芯層的打印原料,制備出一種表面質(zhì)量?jī)?yōu)異、高性能的“三明治”結(jié)構(gòu)復(fù)合材料3D打印制品,同時(shí)引入超聲波振動(dòng)裝置,基于超聲波的振動(dòng)作用和熱學(xué)效應(yīng),研究超聲頻率對(duì)熔融沉積界面聚合物分子鏈的作用機(jī)理,改善復(fù)合材料的表面質(zhì)量和層間結(jié)合強(qiáng)度。
市場(chǎng)趨勢(shì)
總?cè)谫Y額破六十億,近三分之一融資過(guò)億,根據(jù)公開信息統(tǒng)計(jì),2023年3D打印行業(yè)共發(fā)生31起融資事件,包括戰(zhàn)略投資和IPO等。除去未披露的金額部分,融資總金額約為60.11億元。其中,有10起的融資額超過(guò)1億元,占融資事件總量的32.25%,最大的單筆融資是鉑力特完成的30.07億元定增。
圖 融資事件對(duì)比
在2023年,無(wú)論是融資事件的總數(shù)還是融資總額,都與去年同期相當(dāng)。該年度上半年共發(fā)生14起融資事件,下半年則有17起。具體來(lái)看,2023年第一季度只有4起融資事件,總計(jì)0.9億元。而第四季度無(wú)論在融資事件數(shù)量還是總額上,在近兩年都是最高的,為2024年開下了好頭。特別是在2023年即將結(jié)束之際,12月27日,喜馬拉雅完成了1.5億元的戰(zhàn)略投資。
從融資企業(yè)來(lái)看,有多家企業(yè)在去年也成功獲得了融資。例如,在今年融資額過(guò)億的十家企業(yè)中,鋮聯(lián)科技在去年進(jìn)行了1.4億元的A輪融資,而摩方精密則在去年完成了3億元的C輪融資。另外,錸賽智能、MOODLES魔斗仕、勝馬優(yōu)創(chuàng)、中體新材和高能數(shù)造也同樣連續(xù)獲得了資本的青睞。
圖 23年融資賽道
在融資事件地域分布上,2023年共有10個(gè)地區(qū)發(fā)生了融資事件,與去年基本持平,只有天津未出現(xiàn)在列表中,其他地區(qū)完全相同。江浙地區(qū)共發(fā)生了15起融資事件,占比達(dá)到48.38%。其中,浙江的融資事件最多,共有8起,占比25.80%。緊隨其后的是江蘇和廣東,融資事件分別為7起和6起,分別位列第二和第三。與去年相比,上海的融資事件數(shù)量大幅減少,從6起降至1起。
圖 23年融資區(qū)域
1)上游分析
通常用于3D打印的金屬原材料為金屬粉末,金屬材料的純凈度、顆粒度、均勻度、球化度、含氧量等指標(biāo)都對(duì)最終的打印產(chǎn)品性能影響極大。目前得到應(yīng)用的金屬粉末主要有鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼和鋁合金等,此外還有用于打印首飾用的金、銀等貴金屬粉末材料。
數(shù)據(jù)顯示,在我國(guó)整個(gè)3D打印市場(chǎng)中,鈦合金、鋁合金、不銹鋼分別占20.2%、10.0%、9.1%,合計(jì)占比39.3%,其余60.6%均為非金屬材料,包括尼龍、PLA、ABS塑料、樹脂等。
圖 3D打印上游材料市場(chǎng)占比
2)下游分析
隨著上游原材料的品種的不斷豐富,極大的推動(dòng)了3D打印行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,也促進(jìn)該行業(yè)有消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)向高端制造市場(chǎng)拓展。3D打印目前已被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域,并逐漸被嘗試應(yīng)用于更多的領(lǐng)域中。航空航天占比最多,達(dá)16.72%。醫(yī)療、汽車領(lǐng)域、消費(fèi)及電子產(chǎn)品、學(xué)術(shù)科研占比分別為15.45%、14.52%、11.85%、11.19%。在航空航天方面,3D打印技術(shù)能快速制造一些復(fù)雜的零部件,并且還能快速修理現(xiàn)有的零部件;在汽車方面,可以應(yīng)用于汽車外形設(shè)計(jì)的研發(fā),可以短時(shí)間內(nèi)打印出模型,同時(shí)可以快速制作造型復(fù)雜的零部件和實(shí)現(xiàn)小批量定制部件。
圖 3D打印下游應(yīng)用
目前,中國(guó)市場(chǎng)的主流設(shè)備品牌包括聯(lián)泰、EOS、華曙、鉑力特、3DSystems、GE、Stratasys、惠普等。數(shù)據(jù)顯示,聯(lián)泰在3D打印行業(yè)中市場(chǎng)占比最大達(dá)16.4%,其次為Stratasys和EOS,分別占比14.8%和13.1%。
近年來(lái),中國(guó)制造企業(yè)積極引進(jìn)3D打印技術(shù),代替或改進(jìn)企業(yè)原有的生產(chǎn)方式,提高企業(yè)生產(chǎn)的智能化水平,滿足政府對(duì)于中國(guó)制造產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型升級(jí)需求。2019年3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模157.5億元,2021年增至261.5億元。2022年產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到330.0億元,2024年突破500億元。
圖 2018-2024年中國(guó)增材制造市場(chǎng)規(guī)模及增速
小結(jié)
綜合上述,3D打印技術(shù)以其高效率和準(zhǔn)確度,能夠制造形狀復(fù)雜的精密部件,已成為制造業(yè)的一項(xiàng)重要技術(shù)。其中,立體光固化成型(SLA)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)和熔融沉積成型(FDM)是最常見的3D打印技術(shù)。重點(diǎn)介紹了連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(CFRTPC)的3D打印方法,包括在線浸漬法和離線浸漬法,以及這些技術(shù)在提高制品力學(xué)性能方面的貢獻(xiàn)。新興技術(shù),如微波加熱打印和超聲波輔助3D打印,被證明能有效提高打印速度和制品質(zhì)量。文檔還討論了噴頭技術(shù)的改進(jìn)對(duì)提高制品精度和質(zhì)量的影響。在未來(lái)趨勢(shì)部分,文檔預(yù)測(cè)面,特別強(qiáng)調(diào)了提高界面結(jié)合強(qiáng)度和表面質(zhì)量的重要性。文檔指出,未來(lái)的研究將集中在材料的多樣性、生產(chǎn)效率和環(huán)境可持續(xù)性上。總的來(lái)說(shuō),3D打印在復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用展現(xiàn)了巨大的潛力和挑戰(zhàn),預(yù)示著制造業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。了3D打印技術(shù)在復(fù)合材料方面的發(fā)展和挑戰(zhàn),特別是在提高界面結(jié)合強(qiáng)度和表面質(zhì)量方。
元旦·龍行龘龘
信息來(lái)源: