2026年机械设备行业：商业航天等产业快速发展，3D打印或迎来机遇

3D 打印与传统加工各有优势，在多个下游行业逐步渗透

3D 打印也叫做增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等 可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D 打印在中小批量生产成本 控制、个性化生产、生产可预测性，和材料利用率等方面与传统技术相比都具有明 显优势。3D 打印以计算机三维设计模型为蓝本，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。增材制造将复杂 的零部件结构离散为简单的二维平面加工，解决同类型零部件难以加工难题。

3D 打印与传统加工各有优势，为传统加工工艺的重要补充。目前金属 3D 打印技 术在可加工材料、加工精度、表面粗糙度、加工效率等方面与传统的精密加工技术 相比，还存在较大的差距，但 3D 打印技术可以缩短新产品研发及实现周期、加工 复杂结构产品、更容易实现一体化&轻量化、材料利用率更高。

根据技术路线不同，3D 打印技术可以分为 7 类， 7 类 3D 打印技术包括粉末床熔 融（Powder Bed Fusion）、定向能量沉积（Directed EnergyDeposition）、立体光固化 （VAT Photopoly merization）、粘结剂喷射（BinderJetting）、材料挤出（Material Extrusion）、材料喷射（MaterialJetting）和薄材叠层(Sheet Lamination）。根据 Wohlers 对包括铂力特在内的全球 36 家主要的金属 3D 打印企业统计，2018 年度，采用 粉末床选区熔化技术为 18 家，采用定向能量沉积技术为 8 家，合计占比达到 72%。

SLM、SLS 和 EBM 是主流的金属成型工艺，SLS 加工过程中需要添加粘合剂，成 品硬度和精度弱于 SLM。EBM 利用电子束产生的热量和能源高于 SLM，更适合用 于高导热金属、高温合金、高熔点金属零件的加工，但是 SLM 利用激光打印的制品 力学性能和制品强度仍然略优于 EBM 技术。在非金属领域，FDM 技术具备易操作、 材料利用率高以及 FDM 线材机械性能优异等优势，目前广泛应用在制作成品原型 或研发模型中。

我国 3D 打印设备主要以金属的 SLS、SLM 技术和非金属的 FDM 技术为主。根据 艾瑞咨询数据，我国 3D 打印市场中，SLS/SLM 技术占比 32%，FDM 占比 15%左 右，SLA 占比 15%，DLP 占比 14%，3DP 占比 8%，LMD 占比 5%，EBM 占比 3%。

材料是 3D 打印的重要基础，主要包括金属和非金属两类。原材料主要包括金属增 材制造材料、无机非金属增材制造材料、有机高分子增材制造材料以及生物增材制 造材料等几类。我国 3D 打印材料中，金属类材料占 39%，非金属材料占 61%左右。 钛合金、PLA、尼龙、ABS、铝合金、不锈钢等材料应用较多。

航空航天为最大下游，医药、汽车、消费和电子为重要市场。根据艾瑞咨询数据， 我国工业端 3D 打印市场占据大部分份额，而航空航天占 16.8%左右，为最大的下 游应用。而医药/牙科占 15.6%，汽车占比 14.6%，消费及电子占 11.8%，学术科研 11.1%，也为行业的核心下游。

3D 打印上游为材料、相关硬件和软件产品，其中激光器和振镜系统比较核心。中游 为 3D 打印设备和相关服务制造商，下游为航空航天、汽车、消费电子等行业。

3D 打印核心部件

2.1. 激光器

激光器为 3D 打印设备核心部件。以激光粉末床熔融技术为例，其核心部件包括光 学系统、粉末处理系统、成型系统、控制系统、气体保护系统，而光学系统中的激 光器和扫描振镜至关重要。对于数字光处理（Digital Light Processing，DLP）技术而 言，光源、DLP 芯片、控制系统、打印平台、光敏树脂等为其核心部件。总体而言， 热源和控制为核心技术和核心部件，热源包括激光束、电子束、微束等。

激光束已经成为金属 3D 打印最主流的热源。相对于电子束、微束等离子，激光束 具有光斑细、成本低、可定向作用到指定材料位置等优点。常见的 3D 打印激光器 包括 CO2 激光器、YAG 激光器以及光纤激光器，其中 CO2 激光器为早期光源，但 是金属的吸收率低。YAG 激光与金属的耦合效率高、加工性能良好。总体而言，打 印聚合物以 CO2 激光器为主，而金属粉末的 3D 打印主要使用光纤激光器。相关公 司包括 IPG、锐科激光、大族激光、创鑫激光、杰普特等。

2.2. 振镜系统

激光振镜是一种基于电磁驱动的高速精密光学偏转器件，通过控制电流驱动反射镜 片快速偏转，从而实现对激光束方向的精确控制。激光振镜可用于光通信、医疗设 备、机器视觉等领域。结构上看，振镜头主要元件为 X/Y 两个反射镜片、分别控制 X/Y 镜片旋转的两个电机，根据实际需求还可加入人机操作系统、编码器等。按照 驱动方式分为动圈式振镜、动磁式振镜；按运动维度可以分为一维振镜、二维振镜、 三维振镜；按反馈控制方式可以分为开环振镜、闭环振镜。

激光加工为主要下游，海外企业占据高端市场。根据智研咨询数据，2024 年我国激 光振镜市场规模约 17.9 亿元，激光加工领域应用占比 84.5%。格局角度看，国外企 业占据高端市场，包括美国 CTI、德国 Scanlab 和 Raylase 等，国内企业包括金橙子、 大族激光、金海创、菲镭泰克、正时精控等。

2.3. 软件

3D 打印软件供应商呈现综合发展态势，在不断提升核心 CAD 软件技术性能的同时， 开发更多集 CAD、CAE、CAM 等辅助软件于一体的综合软件。目前 CAD 软件技术 主要厂商为达索系统，西门子，欧特克，PTC 和中国中望等。

行业仍处于高速增长阶段，美中日德为核心市场

国内市场超 300 亿，行业保持高速增长。2023 年我国 3D 打印市场规模为 367 亿元， 2019~2023 年平均增速约 25%，行业还处于成长趋势之中。下游来看，航空航天、 消费电子、鞋模等行业正在加速使用 3D 打印技术，我们预计行业未来仍然可以保 持较好的增长。 3D 打印服务占据主要市场，美国为最大市场。市场分布来看，全球 3D 打印服务占 3D 打印市场比例为 59%左右，3D 打印设备占总市场比例 21%。中国市场来看，3D 打印服务占总市场 21%，3D 打印设备占总市场比例 55%。从地区上看，美国、中 国、日本、德国为 3D 打印应用较多的国家，美国占全球设备应用的 33%左右，为 最大市场。

美国企业在非金属打印领域布局较多，欧洲更多在金属材料领域，国内企业多点突 破。2017 年全球前三大专业级 3D 打印公司均为非金属 3D 打印为主。2020 年，我 国3D打印设备市场，联泰市占率16.4%，Stratasys市占率14.8%，EOS市占率13.1%， GE 市占率 9.8%，3D Systems 市占率 8.2%，华曙高科市占率 6.6%，铂力特市占率 4.9%。国内来看，联泰科技、华曙高科、铂力特等企业在工业级打印占据一定市场， 创想三维、拓竹科技、智能派等企业在消费级领域表现出色。

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