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世界首创!金属3D打印机被发射到国际空间站,彰显太空3D打印巨大潜力【附3D打印技术赛道观察图谱】

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 研选快讯 • 2024-02-12 11:03:17 来源:前瞻网 E4864G1
100大行业全景图谱

瞻观前沿

一款突破性的欧洲制造的金属3D打印机已被发射到国际空间站,这标志着金属3D打印首次在轨道上进行。一台欧洲制造的开创性金属3D打印机正在执行本周启动的天鹅座NG-20补给任务,前往国际空间站(ISS),该计划利用欧空局和空中客车公司之间的合作,旨在展示太空制造的潜力。

ESA(欧洲航天局)技术官员Rob Postema解释道,在人们对太空制造的兴趣日益浓厚的时代,这种打印金属零件的新型3D打印机代表了世界首创。基于聚合物的3D打印机已经发射到国际空间站并在国际空间站上使用,使用塑料材料在打印机头部加热,然后沉积以一次一层地构建所需的物体。金属3D打印代表了更大的技术挑战,涉及更高的温度和使用激光熔化金属。这样,就必须确保机组人员和空间站本身的安全,而维护的可能性也非常有限。如果成功的话,金属的强度、导电性和刚性将把太空3D打印的潜力提升到新的高度。

Rob补充道,作为一个技术示范项目,我们的目标是证明金属3D打印在太空中的潜力,到目前为止,我们已经学到了很多东西,并希望在使太空制造和组装成为实际方案的过程中学到更多东西。

ESA 机械部主任 Tommaso Ghidini 指出,太空打印中的金属3D技术是一种很有前景的能力,不仅可以支持未来的探索活动,而且还可以通过原位制造、修复甚至可能为更可持续的太空活动做出贡献。空间结构的回收,应用广泛。这包括在轨大型基础设施制造和组装以及地球长期人类居住。这些方面是欧空局即将推出的技术跨领域计划的重点关注点。

金属3D打印

图片来源:空中客车防务与航天公司

技术价值观察

3D打印产业链的上游为原材料及基础配件,原材料分为金属专用材料及非金属专用材料两大类,是基础配件及3D打印耗材的原材料。中游为3D打印耗材(金属粉末、光敏树脂、工程塑料、陶瓷材料、生物材料等)及3D打印设备的研发制造;下游为3D打印服务及应用,3D打印主要应用场景于航空航天、模具铸造、生物医疗、汽车、军工等领域。

欧洲制造的“金属3D打印机”已被发射到国际空间站,执行本周启动的天鹅座NG-20补给任务,标志着金属3D打印首次在轨道上进行。因此,从3D打印产业链上看,3D打印机处于产业链的下游应用环节,对航天航空应用产生较大影响。

图表1:3D打印产业链结构图

 

宏观市场洞察

——市场规模及预测:全球3D打印市场未来增速达到20%以上的高水平

根据全球知名3D打印制造平台3D Hubs数据,2020年全球3D打印产品及服务市场规模约为126亿美元。同时,3D Hubs预测2020-2023年全球3D打印市场增速达到17%;2023-2025年达到最高23.7%;2025-2026年达到20.4%,到2026年,全球3D打印市场规模将超过370亿美元。

图表2:2020-2026年全球3D打印产品及服务市场规模及其预测(单位:亿美元)

——全国3D打印产业发展规模

近年来,我国3D打印市场应用程度不断深化,在航空航天汽车、船舶、核工业、模具等领域均得到了越来越广泛的应用,3D打印技术已经成为航空航天等领域直接制造机修复再制造的重要技术手段,在汽车、船舶、核工业、模具等领域成为产品设计、快速原型制造的重要实现方式。

得益于3D打印产品逐步规模化应用和部分积压的3D打印设备需求释放的带动,我国3D打印产业规模逐年增加,增加速度要略快于全球整体增速,促使我国3D产业占全球的比重在不断增加。2021年中国3D打印市场规模达到261.5亿元,同比增长34.1%。

随着3D打印产品在已有场景中应用规模进一步扩张,以及新场景、新应用的不断开拓,赛迪预计未来三年中国3D打印产业规模将持续高速增长,但规模增速将有所回落,三年复合增长率为24.1%,到2024年,中国3D打印市场规模达500亿元左右。

图表1:2017-2024年中国3D打印市场规模及其预测(单位:亿元,%)

——汽车、工业机械与航空航天是主要应用领域

3D打印应用的领域广泛,3D打印在下游应用行业和具体用途领域的分布反映了这一技术具有的优势和特点,同时也反映了这一技术的局限和在发展过程中尚需完善的地方。

根据中国增材制造产业联盟统计,在应用领域方面,由于工业机械、汽车制造、航天航空等领域对于构件质量要求、定制化要求较高,因此,我国3D打印应用领域主要集中于工业机械、汽车制造、航天航空等领域,三者合计占比超过50%,其中工业领域应用占比20%,航空航天应用占比18.90%,汽车领域应用占比16.00%。

图表5:中国3D打印应用领域格局图(单位:%)

中国3D打印技术赛道热力图

中国3D打印技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示,与3D打印关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和华中地区,并且以广东、湖南省为重点发展区域,未来布局3D打印技术及其他效果技术的发展路径,极大可能性在于华南、华中地区优先导入,其中可重点关注广东省广州市天河区、广东省深圳市龙华区、湖南省长沙市开福区所处3D打印的相关企业,以及该地方对于3D打印的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

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