2025年3D打印行业深度报告：战略性新兴产业，降本推动民用领域加速导入

1. 3D 打印：战略性新兴产业，市场规模快速增长

1.1. 3D 打印是对传统技术的升级革新

3D 打印是以材料逐层堆积为原理的新型工艺。根据艾瑞咨询，3D 打 印又称增材制造，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。区别于传统减材制造, 3D 打印通过对模型数字化立体扫描、分层处理，借助于类似打印机的数字 化制造设备，将材料不断叠加形成所需的实体模型。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 打印是对传统制造业的补充和增强，借助 3D 打 印技术，企业在产品设计研发，生产复杂产品和开展定制化等方面的能力都 能够有所提升。

3D 打印在制造单位数量较小时容易具备成本优势。根据艾瑞咨询，不 同于传统制造企业通过批量生产单一产品形成规模经济，3D 打印依靠同一 台设备生产多样产品。企业通过增加产品种类降低生产的单位成本，从而达 到范围经济。具体而言，生产的主要成本可分为物料成本，机器折旧，耗材 成本和人工成本几方面。3D 打印无需模具和机械加工，减少开模次数，简 化了生产过程，降低了生产装配成本和耗材成本。同时，增材制造被视为无 人值守的制造过程，需要的人力成本较少，并且一次成型，减少废料，提高 材料利用率，也有助于减少用料成本。相较于传统制造工艺，3D 打印在产 品的小批量生产中能够节省模具成本等前期费用，因此容易具备成本优势。

3D 打印的步骤包括设计、切片、打印及后处理等。根据《增材制造技 术在重点行业的应用及未来发展趋势》（付威铭等，2024），3D 打印的关键 步骤：①设计。使用计算机辅助设计软件设计出所需的三维模型。②切片。 将三维模型转换为二维层。③打印。根据切片生成打印路径，按照路径逐层 叠加材料。④后处理。打印完成后，有些零部件需要进行一些后处理工作， 如进一步对零件进行热处理、抛光和打磨等，以获得零件所要求的硬度、精 度和表面质量等。

3D 打印的技术多样，主要可分为七个大类。根据《增材制造技术国内 外应用与发展趋势》（顾波，2022），ISO/ASTM 52900-15 标准中定义了 7 类 增材制造工艺：材料挤出（Material Extrusion）、光聚合（Photopolymerization）、 粉末床熔合（Powder Bed Fusion）、材料喷射（Material Jetting）、黏结剂喷 射（Binder Jetting）、片材层压（Sheet Lamination）和定向能量沉积（Directed Energy Deposition）。

1.2. 国内外政策扶持， 3D 打印产业发展日趋健全

作为战略性新兴产业，3D 打印受到国家产业政策重点支持。根据增材 工业公众号，2015 年，在我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领《中 国制造 2025》中，政府明确将增材制造定为中国制造 2025 的重点发展方向 之一，并出台一系列支持政策来推动增材制造技术的应用和研发；2016 年， 3D 打印在国务院印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中被列 入战略性新兴产业；2021 年，3D 打印行业标准被纳入国家企业标准“领跑 者”重点领域；近两年来，国务院、国家发改委、工信部和科技部等多部门 都相继陆续印发了支持、规范 3D 打印行业的发展政策，为 3D 打印技术的 前端研发与终端应用提供了有力的引导与保障。

海外主要国家和地区同样重视 3D 打印行业的发展。根据《欧美 3D 打 印政策措施概况》（张靖，2015）和《工业 4.0 背景下德国应对 3D 打印技术 的法政策学分析—兼论我国对 3D 打印技术的法政策路径选择》（李陶， 2015），随着 3D 打印技术的快速发展，许多欧美国家都推出了促进 3D 打 印和增材制造产业发展的政策和措施。比如 2013 年，美国总统奥巴马在国 情咨文演讲中强调了 3D 打印技术的重要性，希望推动美国 3D 打印业的发展；2013 年，德国提出工业 4.0 概念，3D 打印被视为工业 4.0 的重要组成 部分及补充传统制造业的新兴技术；2007 年，在英国技术战略委员会的推 动下，英国政府计划在 2007～2016 年，投入 9500 万英镑的公共和私人基 金用于 3D 打印合作研发项目；2007～2013 年，欧盟第七框架计划为 60 个 3D 打印联合研究项目提供了支持，总计投资 1.6 亿欧元。

1.3. 3D 打印市场规模快速增长，中国竞争力不断增强

3D 打印产业链涵盖上游原材料/零部件、中游 3D 打印设备制造以及下 游 3D 打印应用。根据智研咨询，3D 打印产业链主要包括原材料、核心零 部件及辅助运行系统，其中，原材料包括铬铁、钛、塑料、尼龙等；核心零 部件包括光纤激光器、电子束检、光纤振镜系统、主控板等；辅助运行系统 包括 CAD、CAM、CAE、安全软件等。激光器、振镜系统为 3D 打印机的 核心硬件，多数采购自美国、德国等，存在依赖进口的情况。此外，行业内 大部分 3D 打印机制造企业的工业软件系统系向第三方采购，软件性能提升 依赖并受制于软件服务商，限制了设备性能和材料性能的应用，难以快速响 应客户软件方面的需求。但随着国产振镜和激光器的研制成功及性能提升， 以及我国完全自主知识产权工业软件系统的不断开发，已实现部分 3D 打印 机关键零部件的进口替代。产业链中游为 3D 打印机的生产制造；产业链下 游为应用领域，主要包括医疗健康领域、航空航天领域、建筑建材领域、汽 车领域、国防军工领域、文化创意领域等。在国家工业化生产不断改革、信 息化发展速度加快的背景下，下游产业技术提升、智能化生产需求持续上升， 为 3D 打印机的应用提供广阔的空间。

2024 年全球 3D 打印市场规模达到 219 亿美元，未来有望持续快速增 长。根据 Wohlers Associates 数据，2024 年全球 3D 打印市场规模达到 219 亿美元，同比增长 9.1%。从收入构成来看，材料收入为 44 亿美元，打印设 备销售及服务收入为 60 亿美元，打印服务收入为 101 亿美元，软件收入为 14 亿美元。在市场预测方面，Wohlers Associates 给出了 10 年后市场规模 的上下限预测，基于近 5 年较低的市场平均增长率测算得出 2034 年市场规 模下限为 839 亿美元，基于近 10 年较高的市场增长率测算得出 2034 年市 场规模上限为 1452 亿美元。综合市场规模上下限，预计 2034 年全球 3D 打印市场规模将达到 1145 亿美元，未来 10 年复合年增长率为 18%，这显 示出 3D 打印行业有望在未来较长时间内维持快速增长。

2024 年中国 3D 打印市场规模超 500 亿元，增速快于全球。根据工信 微报公众号，2024 年我国 3D 打印行业预计实现营收超 500 亿元，同比增 长约 25%。从数据来看，我国 3D 打印市场规模呈现出比全球市场更快的增 长态势。从产业结构来看，我国 3D 打印行业中，打印设备和打印服务的营 收占主要部分，根据中国增材制造产业联盟数据，2021 年我国 3D 打印市 场中，设备营收占比 55%，打印服务占比 21%。原材料和零部件分别占比 16%和 7%。

3D 打印应用领域广泛，航空航天占比较高。根据 Wohlers Associates 数 据，2021 年全球 3D 打印下游应用中占比较高的为航空航天、医疗和汽车， 三者合计占比接近 50%。根据艾瑞咨询数据，我国工业级 3D 打印占比达到 65-70%，中国工业级 3D 打印下游应用中占比较高的为航空航天、模型制 造、汽车制造和生物医疗，合计占比达 93%，其中航空航天占比高达 58%。

2. 3D 打印与航空航天契合度高，已得到广泛应用

航空航天与 3D 打印技术相契合，是 3D 打印的重要应用领域。根据 《3D 打印技术在航空航天领域中的应用》（吴强收，2020），3D 打印技术 由于其特殊的生产制造过程，使其在零件一体化制造、异型结构件制造、变 批量定制结构件制造等方面具有巨大的优势，3D 打印技术的这些优势，恰 恰就是航空航天领域中某些零部组件在生产过程中所面临的短板，因此， 3D 打印技术被迅速应用于航空航天领域，并取得了长足的发展。

3D 打印在航空航天装备中具备较多的潜在应用场景。根据南极熊 3D 打印公众号，3D 打印在飞机中的潜在应用包括飞机部件和系统、内饰部件 和二级结构件、航电部件、飞机结构和机身部件和引擎部件，此外在航天和 卫星部件、防卫系统部件、维护修理运营和替换部件以及无人机上均具备应 用潜力。

通用电气公司生产的 GE9X 发动机使用约 300 个 3D 打印部件，3D 打 印燃油喷嘴实现了大规模生产。根据南极熊 3D 打印公众号，通用电气公司 生产的 GE9X 航空发动机采用了大约 300 个 3D 打印部件，其中包括著名的 3D 打印燃油喷嘴，此外还有 3D 打印温度传感器和燃料混合器，以及热交 换器、分离器和一英尺长的低压涡轮叶片等大型部件。每个 GE9X 发动机 配备了 28 个燃油喷嘴，其采用钴铬合金材料，借助 3D 打印技术把 20 个零 件整合成了一个。如此一来，寿命延长了 5 倍有余，重量减轻 25%，成本 降低 30%。GE 很早便着手运用 3D 打印技术制造一体化的燃油喷嘴，迄 今已成功产出了数十万个此类喷嘴。

SpaceX 新一代发动机 Raptor 3 大量采用 3D 打印技术，提高推力并实 现轻量化。根据南极熊 3D 打印公众号，2024 年 8 月，美国航空航天公司SpaceX 对外公布了火箭推进技术的最新突破，SpaceX 利用金属 3D 打印技 术，将大量的管线整合到引擎中。先进金属 3D 打印工艺的使用使得新一代 发动机 Raptor 3 减重 7%，推力相较于 Raptor 2 高出了 21%，更是比初代 Raptor 提高了 51%。

3. 持续降本推动下，3D 打印向民用领域加速导入

3.1. 多因素带动 3D 打印成本持续降低

过往 3D 打印在大规模生产中的成本劣势使其在制造业中的应用受限， 降低 3D 打印成本将有助于其向规模化生产导入。根据增材工业，传统制造 初始成本高，但大规模生产经济性显著；3D 打印成本与生产数量无关，小 批量生产更具优势。根据艾瑞咨询的 3D 打印成本与传统制造成本对比图， 3D 打印相较于传统制造的成本存在一个临界点，当产成品数量大于这个临 界点时，传统制造的成本较低，低于这个临界点时，3D 打印的成本较低。 在传统制造的成本不变的前提下，若 3D 打印的成本能够整体降低，则临界 点会向右偏移，此时 3D 打印能够体现出成本优势对应的产成品数量将会增 加。 制造费用和材料费用在 3D 打印产品中的成本占比较高，因此 3D 打印 降本关键在于降低材料和制造费用。根据铂力特招股说明书及历年年报，铂 力特 3D 打印定制化产品的成本构成中，制造费用和直接材料合计占比均超 过 80%，其中制造费用主要为生产设备的折旧费用、非核心生产环节的外 协加工费用及生产过程中使用的惰性气体的费用。我们认为，原材料价格的降低以及打印产品设备折旧费用的减少（可以通过降低设备价格或者提高 生产效率实现）均能实现 3D 打印成本的下降。

降本路径一：降低打印粉末价格。根据《西安铂力特增材技术股份有限 公司 2022 年度向特定对象发行 A 股股票募集说明书》，随着金属 3D 打印 产业在我国的发展，我国金属粉末供应商技术发展，技术不断成熟，金属 3D 打印粉末市场供应量不断增长我国金属 3D 打印粉末市场价格持续下降，铂 力特自制 3D 打印粉末销售均价从 2020 年的 144.48 万元/吨下降至 2022 年 的 78.19 万元每吨。根据晨源钛业公众号，2023 年至 2024 年，3D 打印用 钛合金粉末价格从 600 元/千克降至 300 元/千克以下，降幅达 50%。这一变 化得益于多重因素：威拉里等厂商通过工艺改进将得粉率提升 3%以上；海 绵钛原材料价格从年初 5.0 万元/吨降至年末 4.2 万元/吨；惰性气体使用成 本显著降低，一方面厂商引入智能氩气回收装备减少消耗，另一方面 2024 年工业气体市场价格整体下行，进一步压缩了粉末生产成本。

降本路径二：降低 3D 打印设备价格。根据华曙高科公告，3D 打印设 备所需主要零部件包括振镜、激光器、花键、减速机、伺服电机，其中振镜、激光器为设备的主要核心器件，公司的核心器件主要采购自美国和德国。核 心器件的价格的下降能够带动设备价格降低，以激光器为例，根据华曙高 科公告，3D 打印激光器的价格呈现下降趋势，且国产激光器价格显著低于 海外品牌，搭载国产激光器的 3D 打印设备价格低于搭载进口激光器的 3D 打印设备。近年国内 3D 打印设备厂商逐步加大了国产核心器件的使用力 度，根据华曙高科公告，2022 年上半年，公司采用采用国产激光器的 3D 打 印设备销售收入占主营业务收入之比达到 33.6%，较 2019 年的 4.63%有大 幅增长；根据铂力特公告，截止 2025 年 2 月 11 日，公司向其持股 13.3673% 的北京正时精控科技有限公司签署采购振镜合同，合同金额累计 2758.5 万 元；根据锐科激光公众号，2024 年 11 月公司与某央企签订 120 台 3D 打印 激光器销售合同，用于精密核心器件的生产制造。

降本路径三：提高生产效率。根据华曙高科公众号，提升打印效率的主 要方法有采用多激光提高扫描效率，缩短单层铺粉时间，采用大层厚工艺参 数以及扫描策略上的优化等。根据 EOS 增材制造公众号，增材制造技术的 生产周期中有一些工艺属于非生产性的等待时间，在激光束粉末床熔融（PBF-LB）中，这些工序包括构建准备、去粉和后处理前的冷却时间，EOS 采用自动化技术，通过快速自动交换构建箱以及全自动粉末清除和回收，设 备时间利用率可从估计的 60%提高到接近 90%。 我们认为，随着 3D 打印成本的不断下降，该技术在民用领域批量化生 产中应用成为可能，近年来诸多行业应用案例表明了这一趋势。

3.2. 3C：3D 打印应用案例不断落地，市场需求有望快速增长

3C 产品生产制造中涉及较多的传统金属加工工序。根据智研咨询，3C 产业是指电脑、通讯和消费类电子构成的现代电子产业的简称。3C 产品领 域新材料、新技术、新工艺的研究和应用集中度较高，相关产品及零配件生 命周期短、更新换代速度快，相应加工等设备定制化程度高，3C 产品的设 计创新和技术创新等将带动相应生产加工设备领域呈现阶段性爆发的特点。 3C 产品在制造流程中需要对金属外观件、结构件和精密模具等金属制品进 行加工，过往使用的加工工艺主要包括冲压、切割、裁剪和 CNC 加工（雕、 铣、攻牙、钻孔和攻丝等）。

钛合金成为 3C 产品材料新选择，对传统制造工艺提出挑战。根据晨源 钛业公众号，钛合金凭借高强度、耐腐蚀、轻量化、质感佳等特性，有助提 升智能消费电子的外观设计及降低机身重量，成为 3C 消费终端材料的新选 择。苹果、三星、小米、荣耀等头部厂商积极推出钛合金材质旗舰产品，引 领了消费电子行业应用钛金属材料的热潮，有望带动钛合金在更多机型和 品类上的渗透应用。然而钛合金的加工难度较大，根据金属加工公众号，钛合金热传导率低、加工硬化严重、与刀具的亲和性高、塑性变形小等 4 个特 点是造成钛合金难以加工的本质原因，其被切削指数只相当于易削钢的 20%。

3C 厂商开始将 3D 打印技术导入钛合金结构件的批量生产中。根据荣 耀官网，2023 年 7 月 12 日，荣耀全新一代折叠旗舰荣耀 Magic V2 正式发 布，铰链的轴盖部分首次采用钛合金 3D 打印工艺，宽度相较于铝合金材质 降低 27%，强度却提升 150%，全新完美的平衡了轻薄与可靠性。根据铂力 特公众号，在 OPPO Find N5 的研发过程中，铂力特凭借先进的金属 3D 打 印技术，承担了天穹铰链主要结构件——翼板与外转轴中框的制造任务，助 力 OPPO 打造出更轻、更薄、更强的折叠结构。铂力特与 OPPO 历时一年 多的联合研发，充分发挥金属 3D 打印技术的优势，突破传统加工极限，最 终通过 28 道精密工序，实现了每批次 25 小时可产出 300 个全球最薄的钛 合金结构件，将 3D 打印钛合金的商业化产品最小尺度纪录从 0.3mm 缩小 至 0.15mm。与此同时，铰链整体刚性提升 36%，强度提升 120%，核心组 件抗冲击能力提升 100%，确保折叠屏手机在轻薄设计的同时具备更高的耐 用性。

苹果和小米发布 3D 打印招聘岗位，积极布局 3D 打印。根据苹果官网， 公司于 2025 年陆续发布了 3D 打印领域专家、3D 打印制造设计工程师等 3D 打印相关的工作岗位；根据小米招聘官网，公司发布了高级工艺工程师 （3D）岗位，该岗位需要针对转轴、中框等零件的更复杂设计，进行 3D 打 印工艺方案设计、可行性评估、结构 DFM 评审等工作。

3.3. 鞋模：3D 打印优势显著，正逐步替代传统工艺

模具乃“工业之母”，在装备制造业中应用广泛。根据思瀚产业研究院 公众号，模具是用于高效大批量生产工业产品中的有关零部件和制件的工 具，是制造业中不可或缺的基础工艺装备，被誉为“工业之母”。汽车零部 件的 95%、家电零部件的 90%为模具制件，消费电子、电器、包装品等诸 多产业当中 80%的零部件由模具成型制造。

鞋模是一种工业模具，使用 3D 打印工艺生产鞋模具备优势。根据维科 网 3D 增材制造公众号，鞋模是一种工业模具，是鞋子生产过程中以注塑、 吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需鞋子的模 具，包括运动鞋模具、沙滩鞋模具、拖鞋模具、胶鞋模具等，其对鞋子造型 设计、功能实现等具有重要意义。使用 3D 打印工艺生产鞋模有缩短工艺流 程，提升生产效率、减重降本改善产品性能以及咬花一次成型，生产更加环 保等优势。

鞋模市场空间广阔，3D 打印应用逐步深化。根据泉州政务公众号，2025 年 4 月 7 日《福建日报》头版刊登文章《全球接单，泉州打印》，报导了台 商投资区企业中科丰阳面对国内外纷至沓来的金属 3D 打印鞋模订单加快 增资扩产步伐的经验做法。中科丰阳董事长表示，全球鞋模一年的市场规模 有 700 亿元，截至接受采访之时公司拥有 52 台打印设备，已产出 1.5 万多 副鞋模，年产值由 2020 年前的 200 多万元增至 2024 年的 6500 多万元。公 司正在晋江投建新工厂，年底设备将增至 100 台，全年产值将增加一倍；根 据浙江正向增材公众号，未来两年，正向增材将携手合作伙伴在泉州，金华， 宁波，温州，广州，保定，越南等地大批量投入鞋模 3D 打印设备。力争 2026 年底，正向增材合作伙伴的数字化鞋模车间装机总数量超过 3000 台，初步 满足 3D 打印金属鞋模的市场需求。

3.4. 机器人：3D 打印在机器人零部件制造中具备应用潜力

机器人向智能化方向发展，人形机器人将对社会产生深远影响。根据 中国科学信息科学公众号，国际标准化组织定义机器人是一种自动的、位置 可控的、具备编程能力的多功能机械臂. 这种机械臂拥有多个轴, 能够通过 编程操作处理各种材料、零件、工具以及专用装置, 以执行多样化的任务。 人形机器人是 “人工智能+机器人” 的产物, 是多学科交叉融合的集大成 者。它的出现是现代科技革新的显著标志, 对全球的经济、社会乃至军事领 域产生了深远的影响。

3D 打印在机器人零部件生产中的优势包括更自由的设计以及实现轻 量化等。根据铂力特公众号，金属增材制造可以实现机器人零部件更自由的 设计以及小批量柔性化生产，加快技术研发迭代和落地。2024 年 8 月 21 日， 铂力特亮相 2024 世界机器人大会，展出机器人肩支架、胸骨、小臂、大腿、 手指关节等零件，采用了拓扑优化及多尺度构型的设计方案，将传统设计方 法的多个零件集成到一个零部件上，利用铂力特 SLM 技术一体成形，大幅 减少零件数量，在满足强度、功能需求的同时降低了零件重量，简化了零件 的装配过程。在工业领域优化创新的案例方面，铂力特展出了经过优化设计 的阀体和螺钉等。阀体去除传统冗余特征，最终成形零件实现减重 40%，同 时减小流阻，提升液流特性。钛合金螺钉采用轻量化设计方案，相比传统标 准件可以实现减重 85%，同时强度满足使用需求。

3D 打印还可用于人形机器人传感器结构件的生产，并实现降本。根据 华力创科学公众号，针对人形机器人，华力创科学开发了“从头到脚”的六 维力传感解决方案。针对人形机器人指节力觉感知的空白，2024 年 6 月华力创科学发布了当时已知世界上尺寸最小的光基六维力传感器 Photon Finger，首次将多维力传感器尺寸微缩至毫米级别，攻克了六维力传感器的 微型化难题。同时在金属 3D 打印的加持下，已大幅度降低成本，产品在腾 讯，强脑科技，速腾聚创等企业得到应用；针对人形机器人手腕六维力传感 所需的高性能，轻量化，易集成的特点，24 年 12 月重磅推出了具有中心通 孔结构的腕关节六维力传感器 PhotonR40，大幅降低了人形机器人腕关节力 觉集成难度。该产品首次使用了金属 3D 打印技术完成核心结构量产，已得 到多家客户使用。

编辑：火腿肠