头豹词条报告系列：3D打印材料之不锈钢

3D打印材料之不锈钢行业分类 不锈钢是具有优异耐腐蚀性和良好成型加工性能的金属材料，常用于制造食品加工设备、化工设备、建筑装 饰等领域。按照组织状态，不锈钢可分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不 锈钢和沉淀硬化不锈钢，每种不锈钢都具有不同的性能特点适用于不同的应用场景。随着技术的不断进步和市场 [4] 需求的不断增长，不锈钢产业的前景将更加广阔。 3D打印材料之不锈钢行业分类（按照组织形态分类） 马氏体不锈钢中含有12~18%比例的铬和0.1%以上的碳。和普通钢材一样，可以通过淬火来强化性能。此外碳含量高，强度高，塑性、耐焊性、耐腐蚀性差。通常用于一些机械性能高、耐腐蚀要求不高的部件，如弹簧、汽轮机叶片等 马氏体不锈钢 铁素体不锈钢含有12~30%含量的铬和小于0.1%的 碳。由于这种钢在热处理过程中不会发生相变，因此不能通过热处理的工艺进行加工硬化。因为铁素体不锈钢中的元素铬的比例较高，所以它的抗腐蚀和抗氧化能力很好，但是在机械性能和加工工艺性能方面就比其他的合金要差，所以只能应用在一些耐腐蚀、抗氧化或耐酸结构的领域，如燃气轮机部件。 铁素体不锈钢 3D打印材 商业模式 3D打印材料之不锈钢行业为传统附加价值获利的商业模式。 3D打印材料中不锈钢行业位于3D打印产业链上游，其商业模式是通过购买铁等原料加工和开发3D打印材 料来实现附加价值获利。主要面向中游地区的3D打印制造企业开展商业活动。由于不锈钢材料与3D打印行业的产品相互捆绑，未来预期向3D行业产业链整合方向以及更广阔的应用场景发展。 竞争环境 3D打印材料不锈钢行业面临的竞争环境主要包括3D打印企业与化工原料制造商之间的竞争，以及中国和国际市场的竞争。 3D打印材料中的不锈钢行业当前正处在快速发展的阶段，在中国和国际环境中都存在着激烈的竞争，而积累的相关技术壁垒也会进一步强化竞争态势。竞争的企业以3D打印企业和化工原料制造商为主。前者（如 铂力特）以3D打印产业链多段覆盖为主，并开展3D打印设备和材料的开发和研制，占据协同效应和产业链整合竞争优势；后者以化工原料加工企业（如有研粉材）为主，为中游企业提供3D打印材料，该企业属于 基础工业行业，具有一定的产业规模、发展历史和相应的资本优势。 发展前景 3D打印不锈钢材料使用范围广，具有非常广阔的前景。 3D打印技术的使用范围很广，具有非常广阔的前景。就3D打印而言，一般是以塑料，金属材料等来作为原 材料。不锈钢粉末是其中一种材料，它是由熔化沉积和选择性激光熔化使粉末层层熔化凝固成需要外形的部件。不锈钢3D打印零件因其耐腐蚀性强，强度高，热机械性能好而在航空航天，汽车，医疗器械等领域 有着广泛的应用前景。 3D打印材料之不锈钢发展历程 3D打印材料不锈钢产业的发展过程:1）萌芽阶段（1988-2010）：产业发展的雏形阶段，以试验与研究为基 础，与3D打印相对应、金属粉末的制造技术和理念在持续的发展和商业可行性的增强。2）启动期（2010-2015）：开展医疗和工业领域场景应用、试验，打破原有应用场景，描绘未来发展方向蓝图和商业化可行性落 地。一些传统金属材料公司看准了3D打印行业的风口，纷纷加入材料赛道，积累了相应的材料技术。3）高速发展期（2015-2030）:3D打印不锈钢材料行业资源整合，竞争加剧导致企业合并，先临三维、铂力特等专注于3D 打印赛道的公司纷纷走向市场。中国等国先后加大了在3D打印领域的关注和资本投入力度，允许相关公司在航 3D打印材料之不锈钢产业链分析 产业链上游为3D打印不锈钢原料供应商（代表企业：宝钢不锈钢、太钢不锈钢），中游为3D打印不锈钢材料加工商、3D打印设备制造商、3D打印服务商（代表企业：铂力特、先临三维），下游为航空航天、工业制 造、医疗、汽车、能源行业、个人消费者等（代表企业：中国航空工业集团有限公司、广东省人民医院）这个阶 段产业链链条单一，上游的主要功能是不锈钢的初级制造，是传统的制造工业；中游的主要功能是不锈钢初级产品向增材材料的转换和3D打印的产品制造，设备制造等；下游则以航空航天，医疗企业和个人消费者等为主， 开展现实场景中的具体运用。 在产业链的各个环节中，阻碍开发的主要问题是材料成本过高或性能不完善，这导致上游的3D打印材料以及中游与3D打印相关的制造技术无法满足下游应用的需求。由于3D打印在中国国内起步较晚，如果能在技术上 取得突破性进展，企业营收也将实现快速增长。在产业链上游，议价能力强，头部企业市场份额占据较大比重，不锈钢暂时无法被其他3D打印材料取代；在中游，议价能力较强，附加价值较大，科技含量较高，是产业链中 的主要增值组成部分；在下游，议价能力较弱，相关替代品价格昂贵或性能达不到企业的要求。因此，为了解决 产业链各环节的堵点问题，需要加强技术研发和创新，降低材料成本和提高性能，同时优化产业链上下游的合作 模式，提高企业的议价能力和竞争力，以实现产业链的可持续发展。 3D不锈钢材料未来发展趋势可总结为：新技术的应用、生产工艺的改进、环保和可持续发展、个性和定制 化需求以及智能化和数字化转型。 （1）新材料技术的应用：随着科技的不断发展，将会有更多新的材料技术应用于不锈钢领域。例如，通过复合材料、纳米材料等新技术，可以改善不锈钢的性能，提高其强度、耐腐蚀性和耐磨性等，从而满足更广泛的 应用需求。 （2）生产工艺的改进：随着生产工艺的不断改进，不锈钢的生产成本将逐渐降低，生产效率将得到提高。 这将有助于不锈钢在市场中的竞争力提升，并进一步扩大其应用领域。 （3）环保和可持续发展：随着社会的不断发展和环保意识的不断提高，不锈钢材料将在环保和可持续发展方面发挥更大的作用。例如，通过使用可再生材料、降低能耗等手段，不锈钢材料的生产和使用将更加环保，符 合可持续发展的要求。 （4）个性化和定制化需求：随着消费者需求的不断变化，不锈钢材料的个性化需求将越来越高。不锈钢企 业将根据市场需求推出更多个性化、定制化的产品，以满足不同客户的需求。 产业链上游 生产制造端 3D打印不锈钢原料供应商 上游厂商 产业链中游说明 虽然3D打印技术目前仍处于发展初期，但其相关专利数量正迅速增长。近年来，与3D打印技术相关的专利数量增加迅速，例如在2021年，与增材制造相关的专利申请量达到了8,009，而2022年的申请 量为6,640件。这种迅速增长表明了3D打印技术在科技界和商业界受到了高度的关注和重视。此外， 产业链下游 渠道端及终端客户 下游应用领域（航空航天、工业制造、医疗、汽车、能源行业、个人消费者） 渠道端 中国航空工业集团有限公司 航发优材（镇江）增材制造有限公司 [14]1：专利之星；招股说明书… 3D打印材料之不锈钢行业规模 中国3D打印材料不锈钢产业规模在2021年和2022年分别达到了0.26亿人民币和0.37亿人民币，同比增长率 达到40.7%。相比之下，同一时期全球3D打印材料不锈钢产业规模的增长率仅为32.7%，其中2021年为6.333亿人民币，2022年为8.408亿人民币。预计中国3D打印不锈钢材料的市场规模将以超过40%的速度增长，到2027 年其产值有望达到2.7亿元。而全球市场规模的预测将以30%的速度增长，到2027年，其产值有望达到34.667亿元。此外，全球对中国3D打印不锈钢材料的渗透率预计将会上升，从2018年的2.658%提高至2027年的 7.866%。在产业发展的趋势方面，中国增材制造规模以上企业已经从2016年的20多家逐步增长到2021年的100余家，其中收入过亿元的企业已经达到了40余家。此外，中国目前有22家公司（包括新三板）以增材制造为主 营业务，并且有10家企业被认定为国家级专精特新“小巨人”。 伴随着国际增材技术普及度和实用性的增强，中国3D打印不锈钢材料的市场规模在不断扩大。首要原因在 于3D打印市场快速发展带动原材料供给端的同步增长。其中中国3D打印市场由2018年度的122亿元增长到2022年度的326亿元，年复合增长率为30.4%。近几年中国增材制造技术研究在工艺与装备稳定性、精度控制、变形 与应力调控等方面取得良好进展，大幅面动态铺粉的旋转粉末床增材制造装备、新一代高性能难加工合金大型复 杂构件增减材制造装备等系列产品研制成功并投入应用，进一步拉动原材料市场规模增长。次要原因在于中国政府、企业对增材制造材料不锈钢材料等高端新兴科技产业进行大力扶持和资本投入。中国持续出台推动增材制造 发展的政策以及相关补贴政策，致力于组建增材制造联盟，设立省级增材机构和国家增材研究中心，努力推动产业专业化和规范化。以代表企业铂力特为例，企业3D打印相关2022年度政府补助高达2,322万元。随着3D打印 相关企业不断涌现，政府在补助方面的扶持力度和资本投入将愈加增大。 中国3D打印不锈钢材料行业具有广阔的发展前景和潜力，未来将在技术创新、市场需求增长、环保和可持 续发展、个性和定制化需求以及产业链协同发展等方面取得重要进展。同时，该行业市场规模将保持快速增长的态势，预计到2028年全球3D不锈钢材料市场规模将超过50亿元人民币。随着产业链上下游企业的合作和创新意 识的增强，产业链的协同发展将取得重要进展。同时，消费者对个性和定制化产品的需求也将不断增长，这为中 [16] 国3D打印不锈钢材料企业提供了更多的发展机遇。 中国3D打印之不锈钢材料市场规模 3D打印材料之不锈钢行业规模 计算规则：中国3D打印之不锈钢材料市场规模=全球3D打印不锈钢材料市场规模*全球3D打印不锈钢材料市场规模 对中国3D打印不锈钢材料渗透率 工业和信息化部发展改革委生态 2022-07- 《工业领域碳达峰实施方案》 环境部 围绕航空发动机、盾构机、工业机器人、服务器等高值关键件再制造，打造再制造创新载体。加快增材制 政策内容 造、柔性成型、特种材料、无损检测等关键再制造技术创新与产业化应用。 倡导加快增材制造、特种材料在航空发电机、服务器、盾构机等方面再制造的进程，呼吁加快增材制造、 政策解读 特种材料产业化与创新应用，为相关企业指明产业方向与应用方向。 政策性质 指导性政策 [19] 政策名称 颁布主体 生效日期 影响 《工业和信息化部办公厅关于征集 增材制造典型应用场景的函》及 2022-03- 工业和信息化部装备工业一司 《关于首批增材制造典型应用场景 名单的公示》 鼓励运用安全可控的新材料、新装备和新方案，缩短研制周期、改善产品性能、降低制造成本、节约材料 政策内容 能耗、提升生产效率，形成可复制可推广的增材制造新业态新模式。 政策公布了首批增材制造典型应用场景名单，其中包含了医疗、建筑、工业、文化领域的相关增材技术与 政策解读 材料等的场景应用、先进单位范例。 政策性质 指导性政策 [19] 政策名称 颁布主体 生效日期 影响 《增材制造产业发展行动计划 2018-11- 工业和信息化部，国家发展改革委 （2017-2020年）》 开展增材制造专用材料特性研究，推动增材制造关键材料制备技术及装备研发，鼓励优势材料生产企业从 政策内容 事增材制造专用材料及研究成果转化，提升增材制造专用材料品质和性能稳定性，形成一批基本满足增材 制造产业需要的专用材料牌号。 政策指出发展增材技术要从供给端入手，提升增材制造专用材料质量，进而保证增材技术的稳步发展。鼓 政策解读 励优势材料生产企业从事增材制造专用材料及研究成果转化，提高供给端品质。 政策性质 指导性政策 政策名称 颁布主体 生效日期 影响 《“十四五”原材料工业发展规 工业和信息化部，科学技术部，自 2021-12- 划》 然资源部 实施前沿材料前瞻布局行动，支持科