金属增材制造产品及方案主要应用于航空、航天、能源动力、轨道交通、电子、汽车、医疗齿科及模具等行业领域的零部件制造以及增材制造的装备、服务。

金属增材制造行业发展环境：3D打印被视为引领新一轮科技革命和产业变革的核心技术之一，发展前景广阔。随着经济发展和生活水平提高，消费者更加追求个性化的需求，3D打印将与机器人、人工智能等技术一起，提高制造业生产线的柔性化程度，以更低成本生产定制产品，推动制造业生产方式由大规模生产向个性化定制转变。

近年来，3D打印技术受到国际社会的广泛关注，3D打印技术已成为美国增长最快的工业之一。造就如此现状的原因正是西方发达国家在3D打印技术上投入大量的人力、物力和财力，研发出更加丰富的打印原料，促使这一技术日趋成熟，精度不断提高，而且成本越来越低。随着这一技术在国外的大热，我国也开始重视3D打印技术的研发，并在不断研发中取得了可喜的成就。伴随着3D打印技术的快速成长和3D打印技术在各个行业领域的渗透。增材制造技术进入到了产业化阶段。

目前国家以及各地方对3D打印相当重视，未来3D打印行业将会出现大规模产业化的趋势，且竞争将更加激烈。中国增材制造技术在经历了初期产业链分离、原材料不成熟、技术标准不统一与不完善、以及成本昂贵等问题后，在增材制造技术方面与国际持平，增材制造装备甚至某些方面性能优于国外水平，但依然面临增材制造专用粉末材料不成体系，增材制造标准缺乏，增材制造装备及产品应用推广难度大等问题。总体来说，我国增材制造产业化存在规模小、应用程度不高的问题。推动3D打印在工业领域的规模化应用。要从提升创新能力、推进行业应用、打造产业集聚区、深化国际合作等多方面功夫，强化专用材料、工艺、装备等产业链短板。

中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国金属增材制造市场动态监测及竞争战略研究报告》

增材制造金属粉末材料行业现状：目前大多实现国产化，但缺乏增材制造工艺性验证，以及零部件考核应用研制，因此需要大量试验累积数据，来促进应用推广。但是新型、高品质粉末材料如耐更高温度高温合金粉末、轻质高强铝合金、镁合金等还依赖进口，甚至某些先进材料国外对我国进行技术封锁、禁运等。因此，自主创新、独立研发依旧是增材制造技术发展的核心。

增材制造装备方面，国内已实现装备国产化，与国外同类型装备对比，成形尺寸、精度等优于国外装备，但是整体稳定性还有不足，专业软件、激光器、振镜等核心器件仍未完全实现国产化替代。需要集整个国内行业力量进行创新研发，提升装备自主可控以及稳定性能力。

增材制造工艺技术方面，结构优化设计需要针对增材制造特征开展结构优化，实现构件一体化、轻量化等目的；工艺优化涉及成形过程仿真模拟技术、增材制造成形机理、金属材料物理化学特性以及热加工技术等多项技术；零部件检测涉及材料组织力学性能分析，无损检测技术分析等，因此增材制造行业具有一定技术门槛，但其良好的行业前景以及技术基础，确保其极具发展潜力。未来必是挑战与机遇并存，只有不断的创新改革，突破核心关键技术，快速推进产业化规模，抢占市场，才能在未来快速产业化浪潮中保持领先地位。

行业技术前景：金属增材制造是增材制造技术最重要的一个分支。是以金属粉末/丝材为原料，以高能束（激光/电子束/电弧/等离子束等）作为刀具，以计算机三维CAD数据模型为基础，运用离散－堆积的原理，在软件与数控系统的控制下将材料熔化逐层堆积，来制造高性能金属构件的新型制造技术。金属增材制造主要分为粉末床成形以及同步材料送进成形。粉末床又主要包括选择性激光烧结技术、激光选区熔化成形技术（SLM）以及电子束选区熔化技术（EBSM）。同步材料送进成形包括激光立体成形技术（LSF）、电子束熔丝沉积技术（EBFF）以及电弧增材制造技术（WAAM）。

其中，激光选区熔化技术以逐层扫描堆积为原理，具有精度高、复杂结构可实现性强等特点，在复杂精密结构制造领域优势显著，但由于成形方式导致，其成形幅面受限，目前国内外可成形尺寸主要在800mm以下。但随着航空航天领域对大尺寸精密构件的需求，国内外均在致力于大尺寸、多激光激光选区熔化成形装备及工艺技术研究。国外，德国EOS公司的3D打印机在欧洲市场的占有率超过40%，EOSM400-4的成形尺寸为400mm×400mm×400mm，其采用4激光系统，单个激光器功率可达400W，由此实现4激光高效的工业化成形应用。德国ConceptLaser公司2017年推出了XLine2000R，其成形尺寸可达800×400×500mm。该装备采用双激光系统，单个激光器功率可达1000W，使用两台激光器在不同的位置同时对金属粉床进行熔融，有助于增加成形速度。德国激光选区熔化Solutions公司专注于选择性激光烧结技术，这一技术上有着多项专利，居于领先地位。SLM800最大成形尺寸可达500×280×850mm，配备4个400W或700W的激光器。2020年11月SLMSolutions发布信息3D打印设备SLM-NXGXII600，该设备配备了12个1千瓦的激光器和一个6600mm×600mm×600mm的成型舱室。NXGXII600比SLM280单激光设备快20倍。此设备主要用于大尺寸零件的批量化生产。

2020年铂力特开展了2个型号大尺寸成形装备研制，大尺寸四光束装备BLT-S600，其成型尺寸为600mm×600mm×600mm，以及大尺寸多光束激光选区熔化装备BLT-S800，其成形尺寸为800mm×800mm×600mm。在报告期内，完成了四光束装备BLT-S600稳定性优化、批量化生产研制任务，该型号装备已对外发售；BLT-S800完成首套装备总装集成、调试运行，实际运行时间1000小时以上，达到产品标准。

激光选区熔化工艺技术方面，突破航空飞机大尺寸、薄壁、复杂钛合金结构件成形技术，零件满足设计要求，性能优于锻件，持续进行工艺优化，提升成形精度；突破航天发动机用新型高温合金成形工艺技术，成形组织致密，无缩孔、可见裂纹等缺陷，在航天领域获得应用；突破高强铝合金成形工艺技术，成形组织致密，无缩孔、可见裂纹等缺陷，性能高于500MPa，进行500mm包络尺寸的薄壁、点阵夹层结构件成形试验，成形精度达0.2mm/100mm。突破钛铝合金、铜合金、镁合金等新型材料成形工艺。

激光立体成形（LSF）技术以逐层扫描堆积为原理，具有成形效率高、成形尺寸大、无需模具、成形精度较精密等特点，在大尺寸复杂构件快速制造领域优势显著。增材制造基于自身数字化与智能化结合成形模式，已初步形成智能制造的生产模式，在未来随着信息技术的进一步发展，智能工厂将与网络协同制造结合，形成风险可辨、未来可测、生产流程可控的智能化综合运营系统是增材制造的新模式，从而实现从定制化向批量化、制造化向服务化以及向制造无人化的过程转化。

产业发展趋势:由于增材制造技术能快速制造出各种形态的结构，对传统的产品设计、工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，成为了制造业最具代表性和最受的颠覆性技术之一。在各国政府和市场的共同推动下，增材制造热点应用争相出现、前沿技术研发速度不断加快。

受全球疫情影响，2020年3D打印市场发展虽然放缓，但仍然保持了正向的小幅增长，全球3D打印市场规模达到127.58亿美元，比2019年增长了7.5，却低于2019年21.2的增长率。此次疫情影响范围广泛，各个工业企业为控制现金流，采取削减支出，大幅裁员等方式用对疫情带来的冲击，其中以业内两家公司Stratasys和3Dsystems最为典型。同时很多增材制造企业转向低成本非顶级品牌打印机，以此来控制成本，提高盈利能力。这也意味着，业内其他设备制造商正在崛起。

对比2019和2020年打印机制造商数量，美国总量保持47家不变，排名第一；德国27家，增加了2家，排名第二，中国制造商总量减少7家降至25家，排名第三。2020年，3D打印服务市场规模约为74.54亿美元，这一数值相当于整个3D打印行业的规模的58.4，这意味着3D打印服务业已经成为整个行业的重要推进力量。

美国国防部高级研究计划局（DARPA）实施了“开放式制造项目”，推动3D打印成为国防制造领域的主流技术，美国海军在2016年成功测试了首个使用3D打印的导弹部件；美国国家增材制造创新机构（现名“美国制造”）发布“增材制造技术线路图”，将设计、材料、工艺、价值链和增材制造基因组设定为关键技术领域，美国航天发动机近1/3的零件采用了增材制造技术。

欧盟“增材制造标准化支持行动”计划发布了增材制造标准化路线图，空客公司采用3D打印技术生产了超过1000个飞机零部件。俄罗斯托姆斯克理工大学（TPU）设计的首枚外壳由3D打印制造的CubeSat纳米卫星Tomsk—TPU—120被送往国际空间站，英国南安普顿大学利用增强型ABS塑料打印出成本仅为数千美元的小型无人机，韩国也开展了3D打印创客培训计划，积极抢占3D打印的技术制高点。

我国早在2015年《中国制造2025》提出了大力发展核心基础零部件、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础，即3D打印技术。2016年国务院《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出打造增材制造产业链，研发增材制造专用材料；搭建增材制造工艺技术研发平台，提升工艺技术水平；研制推广主流增材制造工艺装备；加快研制配套核心器件和嵌入式软件系统，提升软硬件协同创新能力，建立增材制造标准体系；在航空航天、医疗器械、交通设备、文化创意等领域大力推动增材制造技术应用，加快发展增材制造服务业。2017年工信部联合国家发改委、教育部等11部门印发《增材制造产业发展行动计划（2017—2020年）》（以下简称《行动计划》），等计划，保障我国3D打印产业保持高速发展，提高3D打印技术、在重点制造业领域获得规模化应用，建设完善生态体系基，全球布局初步实现。《增材制造标准领航行动计划（2020-2022）年》国家标准化管理委员会、工信部等6部委于2020年2月提出构建和完善增材制造标准体系，到2022年，增材制造专用材料、工艺、设备、软件、测试方法、服务等领域的“领航”标准数量达到80-100项。加强增材制造国际标准化工作，推动2-3项我国优势增材制造技术和标准指定为国际标准，制造国际标准转化率达到90。总体来说，我国增材制造产业获得大量国家支持，并取得快速发展，目前与国外相比，在金属3D打印技术及装备方面与国外持平，甚至某些领域优于国外，但是尚存在产业规模不大，新型高性能材料待开发，核心器件依赖进口，行业标准体系不健全，协同推进机制有待完善，应用广度深度有待加强等问题。

因此，未来增材制造产业将重点发展产业短板，健全产业链，构建产业标准体系，深化应用推广等方向。