国防军工行业军民融合产业链系列之七：增材制造（一），技术革 命方兴未艾，设备制造位居产业核心

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1、目录一、增材制造介绍：快速成型技术，较减材制造优势突出11.1增材制造技术介绍11.2增材制造的基本原理2二、增材制造技术分类：技术工艺主要由应用材料决定42.1熔融沉积技术FDM52.2光固化快速成型SLA62.3箔材叠层实体制造LOM62.4粉末材料选择性烧结7二、增材制造产业链：设备研制是核心环节82.1增材制造产业链82.2增材制造设备分类介绍93.3全球增材制造产业格局113.3.1硬件制造商113.3.2软件供应商123.3.3材料供应商133.3.4后处理133.3.5检测与过程监测14四、增材制造下游需求：市场规模快速增长，航空航天应用前

2、景广阔164.1全球及国内市场处于快速增长期164.2增材制造下游应用市场164.2.1航天航空领域164.2.2工业汽车领域184.2.3医疗领域19五、风险提示20目录表1：增材制造技术的发展历程1表2：增材制造与减材制造的对比3表3：增材制造技术可使用的材料4表4：主要增材制造技术分类5表5：桌面级设备与工业级设备比较10表6：增材制造后处理方法13表7：增材制造技术在航空航天领域的应用优势17图1：增材制造流程图1图2：离散-堆积成型原理1图3：增材制造机打印工作图解2图4：FDM工艺原理5图5：SLA工艺与原理6图6：SLA工艺制造产品6图7：

3、LOM工艺与原理7图8：LOM工艺制造产品7图9：SLS工艺与原理7图10：SLS工艺制造产品7图11：增材制造产业链8图12：3Dsystems公司Figure4设备9图13：RepRaP开源设备10图14：uPrintSEPlus设备10图15：增材制造机电路主板11图16：国际上主要塑料增材制造设备品牌12图17：国际上主要增材制造工作流程与安全类软件12图18：国际上主要增材制造材料品牌13图19：丙酮处理前后增材制造产品对比14图20：国际上提供增材制造质量控制技术的部分品牌15图21：2015-2020年我国增材制造产业规模及增长率16图22

4、：波音787梦幻飞机17图23：GE推出的增材制造占35%的航空飞机发动机18图24：增材制造飞机燃油喷嘴18图25：增材制造汽车18图26：增材制造发动机18图27：增材制造产锂电池电极微观金属结构19图28：增材制造钛聚合物胸骨20图29：生物增材制造膝盖半月板20一、增材制造介绍：快速成型技术，较减材制造优势突出1.1增材制造技术介绍增材制造（Additivemanufacturing）是快速成型技术的一种，又称增材制造（3DP），属于高端制造行业。它的基本原理是离散-堆积原理，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

5、方式来构造物体。图1：增材制造流程图图2：离散-堆积成型原理资料来源：新材料在线，中信建投研究发展部资料来源：新材料在线，中信建投研究发展部增材制造技术起源于20世纪80年代。当时，美国的科研人员正在研究照相雕塑及地貌成型技术，但在20世纪80年代以前，增材制造机的数量非常少，主要功能是用来打印珠宝、玩具、厨房用品等。在20世纪80年代以后，随着在下游应用领域的不断渗透，增材制造技术才得以真正的发展和推广。表1：增材制造技术的发展历程年份发展历程1986年美国科学家CharlesHull开发了第一台商业3D印刷机1993年麻省理工学院获3D印刷技术专利1

6、995年美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发增材制造机2005年市场上首个高清晰彩色增材制造机SpectrumZ510由ZCorp公司研制成功2010年美国JimKor团队打造出世界上第一辆由增材制造机打印而成的汽车Urbee问世2011年英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机2011年南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架增材制造的飞机2012年苏格兰科学家利用人体细胞首次用增材制造机打印出人造肝脏组织2013年美国德克萨斯州奥斯汀的增材制造公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出增材制造金属手枪2018年俄

7、罗斯宇航员利用国际空间站上的3D生物打印机，设法在零重力下打印出了实验鼠的甲状腺2019年美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速增材制造技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，在装载神经干细胞后被植入脊髓严重受损的大鼠脊柱内，成功帮助大鼠恢复了运动功能资料来源：新材料在线，中信建投研究发展部1.1增材制造的基本原理增材制造工作过程主要包括三维设计和逐层打印两个过程。先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型分区成为逐层的截面，指导打印机逐层进行打印。1、三维设计：设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟

8、物体的表面，三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件