来源：解析投资
3D打印是基于三维模型，采用与传统减材制造技术完全相反的逐层叠加材料的方式，直接制造与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造技术。3D打印不需要原胚和模具，它是直接以计算机三维设计模型作为篮板，通过软件分层离散和数控成形系统，将三维实体变为若干个二维平面，利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末、树脂等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成形，制造出实体产品。
图片来源：百度图片 根据耗材的不同，3D打印可以分为金属3D打印和非金属3D打印。其中金属3D打印根据成形原理不同，又可以分为粉末床选区熔化打印和定向能量沉积打印等。粉末床选区熔化技术是可以打印极端复杂的结构、制件尺寸精度高的技术，因此它是目前应用最为广泛的金属3D打印技术。而定向能量沉积技术是另一种包括大的打印尺度范围、适用多材料打印、以及可以采用大功率激光器实现每小时公斤级的打印效率的技术，它非常适合于高性能成形与修复。
3D打印技术分类
资料来源：华泰证券研究所 3D打印与传统精密制造技术对比，最大的优点是简化制造程序，缩短新品研制周期，高效成形复杂的结构，实现一体化、轻量化设计。因此，以3D打印为代表的数字化、智能化制造以及新型材料的应用目前在深刻改变着传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合等其他领域，它被喻为重塑制造业和服务业的新星，是加快第三次工业革命进程的契机。
目前3D打印在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。但是由于3D打印在小批量、定制化、复杂结构成形等领域的突出优势，使其在高端制造领域获得更加广泛的应用，因此工业机械、航空航天、汽车、消费电子、医疗是目前主要的应用领域，它们合计占比达到78%。
3D打印涉及材料、设备、制造工艺等多个环节，它的发展和进步要求产业链的各个环节的共同配合才能实现。经过了30余年的发展，3D打印已经形成了一条较为完整的产业链。
3D打印产业链上游涵盖三维扫描设备、三维软件、增材制造原材料类及3D打印设备零部件制造等企业，中游以3D打印设备生产厂商为主，但大多亦提供打印服务业务及原材料供应，在整个产业链中占据主导地位，下游行业应用已覆盖云平台、媒体社区、航空航天、汽车工业、医疗健康、教育、文化创意、生物、食品、建筑等各领域。
3D打印产业链
资料来源：铂力特招股说明书 3D打印产业链上游主要包括3D建模工具和原材料。其中，3D建模工具包括3D建模软件、3D建模扫描仪和3D模型数据平台。与此相对应，聚集在产业链上游的企业包括三维软件开发商以及耗材生产商等。
3D打印产业链中游是3D打印设备，它是牵动增材制造行业发展的关键因素。3D打印设备可分为桌面级打印机和工业级打印机。工业级3D打印机适用于小批量、造型复杂的零部件生产，大多应用在汽车、航天、医疗、个性化定制等领域。桌面3D打印机主要面向学校、个人消费者等。近年来随着国外桌面级打印机相关专利保护到期，技术壁垒下降，国内桌面级打印机厂家数量急剧增长，新进企业增多，加大了国内桌面级3D打印市场的竞争程度。
3D打印产业链下游应用方式主要体现在直接制造、设计验证和原型制造方面，应用领域以航空航天、军工、船舶工业、汽车工业、轨道交通及医疗为主。根据Wohlers Associates（2018）报告显示，2017年，3D打印主要应用于航空航天、汽车、工业机械、消费电子、医疗牙科领域，上述行业在3D打印整体应用领域的份额占比合计接近80%。其中，3D打印在航空航天、汽车领域的应用占比逐年提升，2017年分别为18.9%和16.0%，相较于 2015年分别提升了2.3%和2.2%。此外，随着3D打印技术的成熟，其应用范围也在不断向建筑、服装、食品等领域扩展。
随着3D打印技术的逐步成熟、成本下降以及产业链日趋完善和个性化消费需求推动，其应用领域的拓展和深化也在逐步加快，市场潜力巨大。根据从事增3D打印行业研究的美国咨询机构Wohlers Associates统计显示，全球3D打印行业产值（包括产品和服务）从2012年的22.8亿美元增长到2017年的73.36亿美元，5年年复合增长率高达26.2%。2017年，全球3D打印相关产品（包括增材制造设备销售及升级、增材制造原材料、专用软件、激光器等）产值为31.33亿美元，同比增长17.4%；全球3D打印相关服务（包括增材制造零部件打印、增材制造设备维护、技术服务及人员培训、增材制造相关咨询服务等）产值为42.02亿美元，同比增长23.8%。
1995-2017年全球3D打印行业产值
数据来源：Wohlers Associates，国盛证券整理
3D打印技术使得过去受传统制造约束而无法实现复杂制造的难题得到了解决，为此全球国家对3D打印技术尤为重视并纷纷制定了发展和推动3D打印技术的国家战略和规划。美国率先将3D打印产业上升到国家战略发展高度，引领技术创新和产业化。欧盟及成员国注重发展金属3D打印技术，产业发展和技术应用走在世界前列。俄罗斯凭借在激光领域的技术优势，积极发展激光3D打印技术研究及应用。日本全力振兴3D打印产业，借助增材制造技术重塑制造业国际竞争力。中国高度重视3D打印产业，国家及地方陆续出台多项政策，支持3D打印产业发展。
目前全球3D打印基本形成以欧美等发达国家为主导，亚洲国家后起追赶的发展态势。
全球3D打印市场主要集中在北美、欧洲和亚太三个地区。这三个地区的3D打印设备累计装机量占据了全球约96%。其中四成在北美（以美国为主），欧洲和亚太地区各占近三成，美国、中国、日本和德国四个国家累计装机量排名前列。
我国虽是制造业大国，但在工业3D打印机的累计装机量仅占全球的8.7%。根据Wohlers Associates数据统计，截止至2014年末，北美的工业3D打印机的累计装机量占全球的40.1%，欧洲占据28.3%，为全球工业3D打印机的前两大市场。我国的工业3D打印机的累计装机量占全球的9.2%，与美国、欧洲等地区相比装机量仍偏低。自2015年我国家3D打印产业上升为国家层面的战略以来，我国3D打印市场迎来快速增长，2016年产业规模为12.2亿美元，2017年产业规模达到16.7亿美元。2017年3D打印35家联盟重点联系企业总产值达32.40亿元，增速高于我国3D打印产业平均增速15%，高于全球增速近20%。未来受益于消费品、电子产品、工业机械、医疗、汽车和航空航天行业需求的充分释放，我国3D打印市场规模在2022年有望达到80亿美元左右。
2012-2017年我国3D打印产业规模及未来预测
数据来源：《中国增材制造产业发展报告（2018）》
我国3D打印行业应用结构与全球应用结构大致相似，主要应用于工业机械、航空航天、汽车、电子产品等领域，其中在工业机械领域应用最为广泛，占比达到19.90%，而航空航天、汽车、电子产品、医疗、教育科研等领域位居先列。随着核心专利的到期以及市场的开拓，越来越多的国内公司进入到3D打印服务市场。就目前来说，我国就有93家3D打印重点企业，从地域分布来看，北方地区共有20家（其中北京10家）、长三角地区共有27家（其中上海10家）、珠三角地区共有31家（其中深圳14家），中西部地区共有15家（其中武汉6家、西安 3 家）。北上广深及周边发达地区分布较多。然而，在3D打印领域真正具有领军实力的主要有近期科创板上市的铂力特，即将新三板转科创板的先临三维以及未上市的华曙高科。
铂力特（688333）：公司源于西北工业大学，是中国领先的金属增材制造技术全套解决方案提供商。公司从事金属3D打印业务，涵盖金属3D打印原材料的研发及生产、金属3D打印设备的研发及生产、金属3D打印定制化产品服务等全产业布局。3D定制化打印产品、代理销售以及自研设备销售是公司当前收入的主体，2018年占比分别为42% 、28%以及25%。公司客户覆盖航空工业、航发集团、航天科工、航天科技等军工集团，也包括通信、电器、轨道交通等高端制造领域的龙头企业。
先临三维（新三板转板）：国内3D打印龙头。公司主营业务为3D数字化与3D打印设备及相关智能软件的研发、生产、销售。公司研发人员占比达40%以上，涵盖机器视觉、图形学、软件、光学、机械、电子、控制及自动化、材料学、生物医学等专业领域，拥有超过300项的授权专利和100多项软件著作权。产品主要包括3D数字化系统和3D打印系统两条产品线。3D数字化系统主要包括三维视觉检测系统、专业级3D扫描仪、桌面3D扫描仪等，3D打印系统主要包括金属3D打印机、非金属3D打印机、桌面3D打印机等，此外还提供3D打印服务。收入来源主要来自于自主研发的3D数字化与3D打印设备，2018年收入占比66.56%。公司客户来自高端制造、精准医疗定制消费、启智教育、政府3D打印服务平台等企业。
华曙高科（未上市）：国内工业级3D打印领先企业，自主研发关键技术处于国内领导地位。公司拥有25年3D打印行业经验与核心技术人员的支撑，已自主研发了尼龙材料与金属材料3D打印系统，可为航空航天、汽车、医疗、义齿、模具、消费品等行业提供3D打印解决方案。公司目前尚未上市。
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