中国3D打印耗材行业正从早期的粗放增长,向以技术创新、应用驱动和高质量供给为核心的新阶段迈进。在政策红利和市场需求的共同推动下,行业洗牌加速,具备核心材料研发能力、贴近高端市场、并能提供一体化解决方案的企业将赢得未来。金属材料和特种高性能非金属材料是未来价值增长的主要赛道。
1、产品定义与分类
3D打印耗材,是用于增材制造(3D打印)过程中的基础材料,其形态、性能直接影响最终制品的质量、精度和功能性。它是3D打印技术产业化的关键环节和核心要素。
主要分类方式:
按物理形态分类:
丝材(FDM/FFF技术):最常见类型,主要为热塑性塑料线材,如PLA、ABS、PETG、TPU等。
粉末(SLS、SLM等技术):包括尼龙(PA)、金属(钛合金、铝合金、不锈钢等)、陶瓷等粉末,用于烧结或熔融成型。
光敏树脂(SLA、DLP等技术):液态树脂,在特定波长光源照射下发生固化。
其他:如用于粘结剂喷射的石膏、砂型粉末,以及用于LOM技术的片材等。
按材料属性分类:
非金属材料:占据消费级和部分工业级市场主流。包括:
工程塑料:PLA、ABS、尼龙(PA)、PETG、PC(聚碳酸酯)等,强调强度、耐温性。
柔性材料:TPU、TPE等,用于制造弹性体、鞋垫、密封件等。
特种材料:碳纤维/玻璃纤维增强复合材料、导电材料、可溶解支撑材料、仿木/仿石等特殊效果材料。
金属材料:高端工业应用的核心,如钛合金、铝合金、模具钢、高温合金、贵金属等,用于航空航天、医疗、汽车模具等领域。
其他新兴材料:陶瓷材料、生物材料(如用于生物打印的水凝胶)、多材料复合材料等。
2、行业现状
产业链日趋成熟:已形成从上游基础材料(树脂、金属等)供应,到中游耗材生产与改性,再到下游应用于各行业打印服务的完整产业链。
市场二元结构明显:
消费级/桌面级市场:以技术门槛较低的FDM丝材为主,产品同质化竞争激烈,价格透明。品牌众多,但头部企业开始通过品质、服务和创新材料建立优势。
工业级/专业级市场:技术壁垒高,以高性能工程塑料粉末、光敏树脂和金属粉末为主。对材料的稳定性、一致性、可追溯性要求极高,客户粘性强,利润空间大。
技术研发活跃:材料创新是当前3D打印技术发展的主要驱动力。企业研发重点集中在提高材料性能(强度、耐温、精度)、开发功能性材料(导电、导热、生物相容)以及降低成本。
国产化进程加速:在通用丝材领域,国产品牌已占据主导。在高端金属粉末、高性能特种树脂等领域,正逐步打破国外垄断(如德国EOS、美国3DSystems、瑞典Sandvik等),实现进口替代。
3、相关政策
中国政府高度重视增材制造产业,将其列入“中国制造2025”、“十四五”规划等国家战略,并出台多项政策扶持,间接有力地推动了耗材行业发展:
《增材制造产业发展行动计划(2017-2020年)》明确将“提升增材制造专用材料质量”作为重点任务。
《“十四五”智能制造发展规划》强调突破“工业软件、智能控制、增材制造”等关键核心技术,带动材料研发。
新材料首批次应用保险补偿机制,鼓励和保障包括3D打印专用材料在内的新材料风险应用,降低下游用户使用顾虑。
4、市场规模
全球市场:据和仕咨询集团数据,2023年全球3D打印材料市场规模约30-40亿美元,预计到2030年将超过100亿美元,年复合增长率(CAGR)保持在15%-20%左右。其中,金属材料增速最快,塑料材料份额最大。
中国市场:中国是全球增长最快的3D打印市场之一。根据和仕咨询集团数据,2023年中国3D打印材料市场规模约为80-100亿元人民币,预计到2025年将突破150亿元。增长动力主要来自工业领域应用的快速渗透(航空航天、汽车、医疗)和消费级市场的稳定扩容。
5、竞争格局
国际竞争格局:
综合巨头:Stratasys、3DSystems(本身是设备商,也提供专用材料,形成闭环生态)。
专业材料商:德国赢创(Evonik,高性能聚合物粉末龙头)、巴斯夫(BASF,多种材料布局)、霍尼韦尔(金属粉末)、Sandvik(特种金属粉末)等化工材料巨头凭借其深厚的技术积累占据高端市场。
特点:技术领先,品牌效应强,专注于高性能、高附加值材料,定价高。
国内竞争格局:
第一梯队(全材料布局/细分龙头):
铂力特:国内金属增材制造全产业链龙头,自产金属粉末,深度绑定航空航天。
华曙高科:专注于粉末床熔融技术,提供设备及配套尼龙、金属粉末材料。
中航迈特、飞而康:专注于高性能金属粉末研发生产,服务于国防军工等高端领域。
光华伟业(eSUN):消费级FDM丝材的全球领导品牌之一,同时向生物材料和工业材料拓展。
第二梯队(优势领域领先者):
Polymaker、遂生科技(Sunlu)、创想三维(Creality,设备商延伸)等:在消费级丝材市场拥有强大的品牌和渠道影响力。
上海联泰、陕西金达等:在光固化树脂领域具有较强竞争力。
第三梯队(大量中小型厂商):主要集中在低端通用丝材的仿制和生产,价格竞争激烈。
特点:消费级市场“红海”竞争,工业级市场“蓝海”竞逐,国产替代趋势显著,部分企业在细分领域达到国际先进水平。
6、发展趋势
高性能与专用化:未来材料发展将更紧密地贴合终端应用需求,如更高温耐久的航空材料、满足严格生物相容性的医疗级材料、适用于批量生产的快速打印材料等。
智能化与标准化:材料信息(如打印参数、批次性能)将嵌入数字化标签,实现打印过程的自动优化。行业标准(国家标准、行业标准)将逐步完善,保障材料质量和可靠性。
绿色可持续:生物基可降解材料(如改性PLA)、可回收/再利用粉末材料的需求将持续增长,符合“双碳”目标。
成本下降与规模化:随着生产规模扩大和制备技术(如真空气雾化制粉)进步,尤其是金属粉末的成本有望逐步降低,进一步打开工业应用空间。
供应链本地化与服务化:为保障供应链安全并快速响应,下游大型制造企业倾向于与本地材料供应商建立深度合作。材料供应商的角色也从单纯卖产品,向提供“材料+工艺+服务”的整体解决方案转变。
多材料与功能集成:能够实现硬度、颜色、导电性等多种属性在单一部件中梯度分布或精确排列的多材料打印技术,将成为前沿方向,催生对新型复合耗材的需求。
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