⊙申銀萬(wàn)國(guó)

　　3D打印是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用可粘結(jié)或可固化材料，通過(guò)逐層打印的方式直接制造幾乎任意形狀三維實(shí)體的技術(shù)，屬于快速成型技術(shù)的一種，其典型制造流程包括了前處理——3D打印成型——后處理三個(gè)階段。

　　過(guò)往的人類制造史是以等材制造、減材制造為主。3D打印又稱增材制造，是基于近年來(lái)自動(dòng)化控制、材料、激光等多領(lǐng)域科技進(jìn)步基礎(chǔ)上誕生的制造理念創(chuàng)新，從這個(gè)角度可更深刻的理解為何3D打印得到各國(guó)政府與諸多企業(yè)的廣泛關(guān)注。

　　從概念上看，3D打印確實(shí)可以“無(wú)所不能”;但從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)角度看，其定位是對(duì)現(xiàn)有制造工藝的補(bǔ)充與完善，而不是對(duì)傳統(tǒng)制造工藝的顛覆，未來(lái)等材制造、減材制造和增材制造三者將長(zhǎng)期共存。

　　3D打印優(yōu)勢(shì)在復(fù)雜件制造、小批量個(gè)性化生產(chǎn)

　　由于3D打印采用逐層“打印”(成型)的生產(chǎn)流程，其生產(chǎn)流程不受產(chǎn)品形狀和規(guī)格的影響，因此3D打印的優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在復(fù)雜件制造與小批量個(gè)性化生產(chǎn)兩個(gè)范疇。

　　復(fù)雜件制造與小批量個(gè)性化生產(chǎn)結(jié)合，導(dǎo)致3D打印在3個(gè)領(lǐng)域有大力發(fā)展的空間和潛力：

　　1、文化創(chuàng)意領(lǐng)域：

　　3D打印可以輕松實(shí)現(xiàn)“所見(jiàn)即所得”，在工藝設(shè)計(jì)、視覺(jué)輔助、玩具制造、珠寶定制等文化創(chuàng)意領(lǐng)域，3D打印已全面取得應(yīng)用突破，且目前技術(shù)水平亦可以基本滿足要求。

　　2、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：

　　由于人與人之間存在個(gè)體差異，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具備最廣的個(gè)性化需求空間。

　　3D打印在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用可以分為4個(gè)層次，從易到難依次為：

　　——3D模型打印：用于教學(xué)及病例討論、模擬手術(shù)、整形手術(shù)效果比較等;

　　——醫(yī)療器材：如手術(shù)導(dǎo)板、假肢等;

　　——組織功能產(chǎn)品：如齒科材料、器官支架、骨結(jié)構(gòu)、外耳等;

　　——活體組織器官：用于活體移植與藥理分析等。

　　目前國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)水平在第3層次的臨床研究和第4層次的基礎(chǔ)研究突破上，在第1、2層次領(lǐng)域有普及趨勢(shì)。

　　3、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域：

　　我們理解，3D打印在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的三大應(yīng)用領(lǐng)域有明顯優(yōu)勢(shì)：

　　——前期研發(fā)和樣品試制階段：相對(duì)傳統(tǒng)工藝，可以實(shí)現(xiàn)低成本、高效率、便于修改;

　　——復(fù)雜件生產(chǎn)：包括模具制造、產(chǎn)品直接成型，可優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低成本，實(shí)現(xiàn)原來(lái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，亦可減少零件數(shù)量、提高系統(tǒng)可靠性;

　　——產(chǎn)品修復(fù)：如GE“冷噴涂”技術(shù)等。

　　目前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域技術(shù)層面仍處于快速進(jìn)步階段。

　　3D打印優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域發(fā)展空間巨大

　　3D打印是制造理念的創(chuàng)新，對(duì)一個(gè)新制造理念的市場(chǎng)容量測(cè)算頗為困難。從3D打印終端分布亦可以看出，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，形式多樣，并仍在快速拓展，我們嘗試在總體容量和部分細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模上建立一個(gè)數(shù)量級(jí)的概念。

　　工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域：

　　我們理解，3D打印在前期研發(fā)與樣品試制階段、復(fù)雜件生產(chǎn)和產(chǎn)品修復(fù)領(lǐng)域都有大展身手的空間。從宏觀的市場(chǎng)容量測(cè)算看，2013年全球GDP總量73.98萬(wàn)億美元，近年來(lái)制造業(yè)在全球GDP的占比在16.2%-17.7%之間波動(dòng);以上數(shù)據(jù)分別按照70萬(wàn)億美元、15%計(jì)算，假設(shè)3D打印在制造業(yè)中占比達(dá)到2%，制造業(yè)規(guī)模將達(dá)到2100億美元，而2013年3D打印行業(yè)整體收入僅30.7億美元，我們判斷2100億美元這個(gè)數(shù)量級(jí)應(yīng)該是可以實(shí)現(xiàn)的。而以模具制造市場(chǎng)為例，全球模具市場(chǎng)規(guī)模在1000億美元左右，中國(guó)約占1/3.

　　大多數(shù)模具在生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)涉及到冷凝效率問(wèn)題，這會(huì)極大地影響模具的生產(chǎn)效率，如塑料注塑加工過(guò)程中冷卻時(shí)間占加工時(shí)間的80%左右。最理想的冷卻方式是隨形冷凝，但傳統(tǒng)制造工藝因工藝限制導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)成本很高，在部分異形件和小尺寸件上技術(shù)難度更大。而異形件的加工正是3D打印所擅長(zhǎng)的。以最普通的塑料杯模具為例，隨形冷卻較傳統(tǒng)冷卻方式可提高50%的生產(chǎn)效率。理論上，1000億美元容量的模具制造領(lǐng)域都可以受益于3D打印打來(lái)的商機(jī)。

　　生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：

　　3D打印在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用可以分為4個(gè)層次，從易到難依次為3D模型打印、醫(yī)療器材、組織功能產(chǎn)品、活體組織器官。

　　活體組織器官移植領(lǐng)域的空間自不必說(shuō)。截至2014年2月20日，全球人口占比不足5%的美國(guó)即有7.7萬(wàn)人等待器官捐贈(zèng)，且每年仍有數(shù)萬(wàn)例新增需求。

　　以目前技術(shù)完全可實(shí)現(xiàn)的牙科領(lǐng)域?yàn)槔�。通過(guò)3D打印系統(tǒng)輔助，牙科診斷治療中所需石膏模型、牙齒矯正工具、傳送和定位托盤、隱形矯正器、牙架和手術(shù)導(dǎo)模等都可以非常快速地制作出來(lái)，同時(shí)在速度和準(zhǔn)確性方面也較傳統(tǒng)方式具備明顯優(yōu)勢(shì)，減少了返修率，并能最大限度減少醫(yī)生人為操作對(duì)手術(shù)的影響。

　　有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2010年全球牙科種植超過(guò)1000萬(wàn)次，2013年國(guó)內(nèi)手術(shù)次數(shù)約50萬(wàn)人次，按照單人次1萬(wàn)元支出計(jì)算，國(guó)內(nèi)消費(fèi)量達(dá)到50億元，全球市場(chǎng)達(dá)到百億美元以上。隨著3D打印技術(shù)的進(jìn)步和普及，牙科種植價(jià)格將明顯下降，并逐步淡化高端服務(wù)業(yè)色彩，制造業(yè)色彩更濃。

　　跨國(guó)巨頭引導(dǎo)工業(yè)3D打印門檻或抬高

　　自2010年開(kāi)始，3D打印行業(yè)收入增速開(kāi)始加速，2011至2013年CAGR達(dá)到32.3%，2013年全行業(yè)實(shí)現(xiàn)收入30.7億美元(同比+34.9%).3D system2013年實(shí)現(xiàn)收入5.13億美元，預(yù)期2014年將實(shí)現(xiàn)收入6.95-7.35億美元，2015年計(jì)劃實(shí)現(xiàn)10億美元，2年內(nèi)收入基本實(shí)現(xiàn)翻番。Wohlers2014年報(bào)告預(yù)期2014-2020年行業(yè)收入CAGE將達(dá)到32%，2020年收入將達(dá)到214億美元，Gartner預(yù)期更樂(lè)觀。無(wú)論未來(lái)CAGR是32%還是81.9%，行業(yè)爆發(fā)式增長(zhǎng)已是不爭(zhēng)的事實(shí)。

　　2012年以來(lái)，伴隨著3D system及STRATASYS等3D打印公司股價(jià)大幅上漲、源于政府及企業(yè)界持續(xù)的消息面刺激，及FDM技術(shù)專利到期并開(kāi)源后桌面式打印機(jī)迅速放量，產(chǎn)業(yè)界與資本界對(duì)3D打印的關(guān)注度開(kāi)始快速升溫，并形成了良性互動(dòng)，更多資源涌入行業(yè)，利于行業(yè)更好更快發(fā)展。

　　歸根到底，3D打印特別是工業(yè)3D打印仍屬于制造業(yè)范疇。由于3D打印技術(shù)涉及學(xué)科較廣，包括機(jī)械、控制、電子、材料、表面處理、激光等諸多領(lǐng)域(生物醫(yī)藥領(lǐng)域還需生物、醫(yī)學(xué)等知識(shí))，行業(yè)技術(shù)經(jīng)過(guò)26年發(fā)展后，在行業(yè)前景越來(lái)越明朗的同時(shí)，要取得跨越式技術(shù)進(jìn)步變得越來(lái)越燒錢，而目前的參與者結(jié)構(gòu)、企業(yè)整體技術(shù)和資金實(shí)力已經(jīng)無(wú)法滿足行業(yè)未來(lái)發(fā)展的需求，亟須有綜合實(shí)力的企業(yè)加入。

　　跨國(guó)巨頭介入后，由于其兼具供需方的角色(用于自身傳統(tǒng)生產(chǎn)領(lǐng)域)，對(duì)需求理解更深刻;同時(shí)其又擁有資金和多種技術(shù)儲(chǔ)備的綜合優(yōu)勢(shì)，有望接棒引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展，并導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)格局發(fā)生潛在變化——與現(xiàn)在創(chuàng)業(yè)型企業(yè)為主的行業(yè)格局不同，未來(lái)跨國(guó)巨頭技術(shù)將掌握更多主動(dòng)權(quán)，創(chuàng)業(yè)型企業(yè)將更多地被兼并收購(gòu)，同時(shí)工業(yè)3D打印領(lǐng)域進(jìn)入門檻有望被快速提升。

　　國(guó)內(nèi)資源投入有待加強(qiáng)

　　3D打印技術(shù)的出現(xiàn)為國(guó)內(nèi)制造業(yè)升級(jí)、改變?nèi)�球�?jìng)爭(zhēng)地位提供了契機(jī)，但未來(lái)需要政府和企業(yè)有更長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光和更多更持續(xù)的資源投入。國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)在1990年前后即開(kāi)始跟蹤海外進(jìn)展，并陸續(xù)開(kāi)發(fā)了LOM、FDM、SLA、SLS等幾乎所有技術(shù)路徑的3D打印設(shè)備。特別是FDM專利到期并開(kāi)源后，在桌面打印領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)短期涌現(xiàn)了無(wú)數(shù)組裝型桌面3D打印機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，有部分優(yōu)質(zhì)FDM廠家設(shè)備實(shí)現(xiàn)批量出口，如北京太爾時(shí)代的!UP系列打印機(jī)。但在真正比拼技術(shù)的工業(yè)3D打印領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)在實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破后在全球占據(jù)了一席之地，但受限于企業(yè)綜合實(shí)力，后續(xù)投入受限。如國(guó)內(nèi)工業(yè)3D打印設(shè)備領(lǐng)先企業(yè)濱湖機(jī)電、湖南華曙等，設(shè)備累計(jì)收入均僅數(shù)億元，服務(wù)領(lǐng)先的杭州先臨三維等企業(yè)年收入僅在億元附近，而3D system2013年的研發(fā)投入就達(dá)到近4400萬(wàn)美元。

　　令人欣慰的是，資本的力量開(kāi)始發(fā)揮作用。包括多家上市公司在內(nèi)的諸多綜合實(shí)力較強(qiáng)的企業(yè)通過(guò)各種形式開(kāi)始介入3D打印領(lǐng)域，其中部分企業(yè)選擇了頗具挑戰(zhàn)的工業(yè)3D打印設(shè)備與材料領(lǐng)域，亦取得了階段性進(jìn)展，但后續(xù)仍需著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)、持續(xù)投入。

　　在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，國(guó)外以O(shè)rganovo為首的企業(yè)已開(kāi)始持續(xù)性投入，研發(fā)第四層次的活體組織器官，并聯(lián)手軟件巨頭Autodesk開(kāi)發(fā)第一款用于人體器官建模的軟件，國(guó)內(nèi)亦步亦趨于第三層次的骨科等領(lǐng)域。由于3D打印活體組織器官難度極大，同時(shí)生物醫(yī)藥領(lǐng)域認(rèn)證周期長(zhǎng)，審批嚴(yán)格，企業(yè)更需早做規(guī)劃、持續(xù)投入。

　　市場(chǎng)對(duì)3D打印期盼值偏高

　　市場(chǎng)對(duì)3D打印關(guān)注度高，期盼值不低。我們認(rèn)為行業(yè)剛進(jìn)入快車道，未來(lái)必然面臨各種問(wèn)題，一如任何新事物剛出現(xiàn)時(shí)一樣：

　　1、設(shè)備層面：目前各種主流技術(shù)路線在加工精度、加工尺寸、加工速度及材料選擇方面難以兼顧，限制了實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用范圍。但隨著介入企業(yè)數(shù)量增加、綜合實(shí)力更強(qiáng)的大企業(yè)加入，持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步甚至全新的技術(shù)路線都有可能誕生。

　　2、材料層面：目前材料品種仍然較少，且真正能滿足3D打印的材料價(jià)格較貴(用于3D打印耗材價(jià)格一般是同質(zhì)普通材料的數(shù)倍，全球等離子霧化金屬粉末行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者AP&C鈦粉價(jià)格高達(dá)0.5-1萬(wàn)元/kg)。后續(xù)隨著材料用量增加、材料技術(shù)突破企業(yè)數(shù)量增加，特別是中國(guó)企業(yè)真正意義上取得突破后，材料價(jià)格下降空間較大。

　　3、軟件層面：目前專業(yè)3D打印軟件較少，多數(shù)是基于CAD軟件制作得到的精度不高的STL文件，需專業(yè)人員開(kāi)發(fā)使用，限制了大眾的參與度。目前Autodesk已經(jīng)全面介入工業(yè)和生物3D打印領(lǐng)域，期待Autodesk等能盡早開(kāi)發(fā)專門針對(duì)3D打印領(lǐng)域的功能更強(qiáng)大、更智能化、界面更友好、精度更高的軟件系統(tǒng)，以便于3D打印更快普及。

　　4、標(biāo)準(zhǔn)層面：目前全球相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)基本處于缺失狀態(tài)，限制了下游客戶的使用。新生事物常見(jiàn)的問(wèn)題，3D打印行業(yè)多未能幸免，我們需要更多耐性。

　　關(guān)注布局長(zhǎng)遠(yuǎn)的龍頭企業(yè)

　　在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，關(guān)注布局長(zhǎng)遠(yuǎn)的龍頭企業(yè)，主要公司包括：

　　光韻達(dá)：專注工業(yè)3D打印服務(wù);服務(wù)是工業(yè)3D打印領(lǐng)域中相對(duì)容易放量并實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的領(lǐng)域。

　　銀邦股份：公司旗下飛而康憑借技術(shù)和渠道優(yōu)勢(shì)，旨在提供航空航天領(lǐng)域3D打印零部件所需鈦合金粉末，并積極向 3D 打印民用領(lǐng)域拓展。

　　亞太科技：公司與領(lǐng)先全球的利用金屬激光沉積技術(shù)生產(chǎn)金屬部件的DM3D公司成立合資公司，計(jì)劃達(dá)到年產(chǎn)50臺(tái)金屬打印設(shè)備、年生產(chǎn)及修復(fù)5萬(wàn)套精密零部件的能力，并將可直接切入國(guó)內(nèi)百億規(guī)模的鋁型材模具行業(yè)。

　　在文化創(chuàng)意領(lǐng)域，設(shè)備端生產(chǎn)基本相當(dāng)于當(dāng)年的電腦組裝機(jī)，耗材領(lǐng)域門檻亦不高，在行業(yè)需求充分放量前投資機(jī)會(huì)不大;關(guān)注商業(yè)模式創(chuàng)新、業(yè)績(jī)彈性較大的金運(yùn)激光。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，目前A股無(wú)直接相關(guān)標(biāo)的。