3D打印产业链从最初的原材料处理、设备制造直到最后的打印应用与服务，即使只有一小部分消费品通过3D打印的方式来制造，这也将是一个万亿规模的巨大市场。作为3D打印制造的一种，激光快速成形在航空航天、汽车、船舶制造领域优势巨大。

　　什么是3D打印？

　　顾名思义，这自然是一种打印方式，所谓3D，就是说打印出的不是平面的图案，而是一个三维的物体。

　　简单地说，3D打印机是这样工作的：先在计算机里建立所需物体的模型，然后把模型分成很多层的结构，用一个机器取一些原材料——现在来说一般是金属和塑料——机器把材料融化，再跟喷墨打印机一样，将融化的材料用喷嘴喷出，打印出结构的第一层。然后是第二层、第三层……每一层逐渐叠加，当所有层都打完时，你需要的物体就出现了。

　　就像电脑从学院、实验室进入到家庭一样，3D打印技术也将改变我们的生活。和任何其他技术类似，3D打印机迅速地变得越来越便宜，而功能却越来越强大，已经能打印生活中各种金属、塑料材质的日用品和纺织品，同时价格也已经为小部分人接受。

　　除了进入每个家庭，3D打印也将带来工业的变革。目前建筑和金属制造的3D打印实践证明能够节省大量的原材料、人工和时间；“微型车间”的实现将颠覆现有的制造方式；而人体器官打印更是能实现人类对健康的追求，甚至对人类社会有着深远的影响。

　　3D打印产业是一个超过万亿规模的产业

　　3D打印如果走进我们的生活，涵盖将提供无数的商业机会，产业链包括3D打印设备制造、打印材料制造、应用软件和服务。

　　环顾我们身边，绝大部分消费品都可以使用3D打印来制造。目前我们只能制造特定材料、功能单一的物品，但随着技术的发展，直接打印出像电子产品这样的复杂物品未必不可能。

　　因为3D打印的制造方式与传统方式完全不同，所以被替代产业的从原材料处理、成品制造到相关服务都可以被包括到3D的产业链中。上表仅仅列出了一部分3D打印能够替代的制造业，去除可能的重复统计部分，保守估计，这些行业国内的年产值能达到5万亿人民币以上。等到若干年以后3D打印技术真正替代传统制造业的时候，即使这些产业只有10%的产品用3D打印的方式制造，在国内这也将是一个万亿规模的产业。而就全球来说，产业规模将能够达到万亿美元。

　　在这里，我们把3D打印产业分为3D打印设备制造、材料制造和相关的应用软件和服务三个部分。

　　3D打印设备制造行业传统巨头与新兴企业并存

　　3D打印机是整个产业的基础，随着产业的发展，无论是家用的桌面3D打印机还是制造业使用的3D打印机需求量都会大大增加。在消费市场，各种打印材料性质完全不同，最后制作的产品也可能无奇不有；而在工业市场中，可能每一个项目都要有不同的3D打印机实现制造，因此，3D打印设备制造将面临非常细的市场区分和极高的定制要求。

　　现在这个行业还未出现明确的领导者，有一直从事3D打印的科技公司，也有传统打印行业的巨头，如HP。目前，3D打印机与传统喷墨打印机可以说一脉相承，随着技术的发展，可能会体现出越来越多的区别，也可能有越来越多的企业进入这个行业。

　　3D打印材料制造将引入专业材料提供商

　　打印材料也是3D打印产业的核心部分，材料技术的发展直接决定了3D打印机能制造多少种东西，以及打印出的产品能不能完全取代传统制造业的产品。更好的材料质量、与之匹配的打印技术、像现在墨盒一般方便而廉价的使用方式将是材料制造商的追求目标。

　　打印材料制造行业目前主要是设备制造商，但与传统打印行业耗材单一、技术含量不高不同，3D打印需要各种高要求的材料，因此专业的材料提供商也必然是这个行业中的成员之一。

　　应用软件与服务潜力十足，市场可能超出想象

　　应用软件用来控制3D打印机，软件的使用平台、是否易用也对3D打印产业有着巨大影响。现在的3D建模软件较为复杂，普通用户难以使用，而且售价昂贵。如果用户能够快速、方便地建立自己的模型，或者，能在平板电脑、智能手机等平台上开发各种有关3D打印应用，让消费者能够随时随地打印出自己的灵感，那么消费者一定会很频繁地使用打印各种物品。Shapeways提供了一个很好的模式：消费者上传3D模型，甚至2D图片就可以让网站制造出相应的饰品，然后邮寄到自己手中。甚至，他们也可以在网上买卖自己创造的3D模型。

　　激光快速成形将是3D打印率先突破的方向

　　激光快速成形是较为成熟的先进制造方式

　　激光快速成形是3D打印制造的一种，是利用计算机模拟切片的技术，逐步利用高能激光束熔化送到熔池中的粉末，如金属、陶瓷、塑料、砂等，从而逐步堆积成一定形状的零件和部件。说的形象点，就是先利用计算机切片，将零件分成一层一层，然后每一层利用类似于“十字绣”的工艺，一点一点用激光配合金属粉末堆积，最后一层一层拼接起来。

　　由于该技术将多维制造变为简单的由下至上的二维叠加，大大降低了设计与制造的复杂度，甚至可以制造传统方式无法加工的奇异结构，如封闭内部空腔、多层嵌套等。

　　快速制造思想产生于上世纪80年代。1992年，美国DTM公司(现已并入美国3DSystems公司)研制成功世界第一台采用粉末材料的激光快速制造装备。美国、德国、日本等国的制造企业将之用于蜡、砂型的快速制造，大大提升了传统铸造工艺的技术水平。

　　激光快速成形在航空航天、汽车、船舶制造领域优势巨大

　　快速成形技术是一种数字化的添加材料成型技术，对于产品的几何形状并没有约束，可以说“只要你想得到，我就可以做出来”。因此，设计零部件时可以采用最优的结构设计，而无需顾虑加工问题。而这正是快速制造技术最大优势所在——拓展设计人员的设计空间，尤其是在航空航天、武器装备、汽车等动力装备结构复杂的高端领域。

　　激光制造技术在航空领域的应用直接体现在航空用钛合金结构件的直接制造以及航空发动机零件的快速修复方面。

　　欧美已将快速制造技术视为提升航空航天、汽车及武器装备等核心领域水平的关键支撑技术之一。例如，美国能源部大额资助Sandia及LosAlomos国家实验室，开展高性能金属零部件快速制造技术。在美国空军、陆军及国防部联合资助下，该技术在波音、军火巨头洛克西德·马丁公司、国防供应商诺斯洛普格鲁曼等飞机制造企业获得实际应用。

　　2001年在美国国防部的支持下激光快速成形技术由研究转化为F/A-18E/F、F-22、JSF等先进歼击机上的装机应用。2002年以来激光制造技术成为美国航空航天国防武器装备大型钛合金结构件的核心制造新技术之一。

　　飞机上大型机构件的传统生产主要采用“锻造+机加工”的方法，该方法工序繁多、工艺复杂、材料利用率低、机械加工量大、数控加工效率低、制造成本高、生产周期长，采用激光制造技术直接制造大型钛合金结构件显示了巨大的优势。

　　同时，该工艺可直接制造高性能金属零部件，还可制造出薄壁、微孔、中空等特殊结构零部件，在航空航天、汽车等重要领域具有广泛的应用前景。

　　值得一提的是，目前整个激光材料加工行业按产值从大到小排主要分激光切割、激光打标、激光钻孔、激光焊接、激光表面热处理、激光熔覆、激光合金化等子行业。其中激光切割、钻孔、焊接对激光器和机床精度和控制工艺要求较高，以美、德、日为首的传统制造业强国掌握了尖端技术。但是在激光表面热处理、激光合金化及激光熔覆领域，则是我国的强项，而且我国本身占了全球激光材料加工的15%市场份额，在激光熔覆领域则占到了半壁江山。

　　激光快速成形实际上就是激光熔覆的升级版，相对于激光熔覆是表面优质涂层的制备，直接成型则是整体制造的工艺，在控制要求上更为困难和严格，但总体来说，和熔覆是一脉相承的，也就是说，中国的科研力量在这个领域是国际领先的。

　　我们预计，激光快速成形技术仅在钛合金制造领域，在我国航空、船舶领域的市场规模为20亿元。未来随着我国航空、航天、船舶领域的快速发展，和在其他应用领域的拓展，以及该技术带来的新市场，激光快速成形技术的空间巨大。

　　投资建议

　　3D打印产业链从最初的原材料处理、设备制造直到最后的打印应用与服务，即使只有一小部分消费品通过3D打印的方式来制造，这也将是一个万亿规模的巨大市场。作为3D打印制造的一种，激光快速成形在航空航天、汽车、船舶制造领域优势巨大。建议关注在激光制造技术上具有优势的相关上市公司：南风股份(300004)、银邦股份(300337).