2025年3D打印行业专题研究报告：应用拓圈，奇点已现

3D打印行业发展情况

简介

定义： 3D 打印（增材制造）是基于三维模型数据，采用与传统减材制造技术（对原材料去除、切削、组装的加工模式）完全相 反的逐层叠加材料的方式，直接制造与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。 基本原理：以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成形系统，将三维实体变为若干个二维平面，利用激光束、 热熔喷嘴等方式将粉末、树脂等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成形，制造出实体产品。增材制造将复杂的零部件结构离 散为简单的二维平面加工，解决同类型零部件难以加工难题。

增材制造预计和传统精密加工方式长期共存

增材制造并非完全替代，而是和传统加工方式并存。增材制造和传统的精密加工制造都是制造业的重要组成部分，相比与传统精密加工技术，增材 制造具备快速成型复杂零部件、缩短产品开发周期、材料利用率高、制造模式优化等优势，但同样也存在加工精度、表面粗糙度、打印效率、可加 工材料、成本上的劣势，二者适配的制造场景不尽相同。总体来看，二者将长期共存。 优势：1）可快速加工成形结构复杂的零件。3D 打印的原理是将三维工件切片以获得二维的轮廓信息，通过叠层的方式实现产品成形。这种加工方 式基本不受零件形状的限制，特别在制造内部结构复杂的、传统加工无法完成一体制造的产品方面，具备突出优势。2）缩短产品研发周期。3D 打 印无需传统工具夹具和多重处理，可在单个设备上快速制造出所需零件，加速产品研发迭代。3）材料利用率高。传统加工切割的过程会产生大量废 料，存在不完整的余料价值折损，材料利用率低，3D 打印根据二维轮廓信息逐层添加材料，按需耗材，材料利用率显著高于传统加工模式，是一种 新型环保的绿色制造方式。4）制造模式优化。3D 打印技术免去了提前制造模具、雇佣众多生产人员，使用庞大机床和复杂的锻造工艺等步骤，便 可直接从计算机图形数据中生成复杂结构的产品，具有“去模具、减废料、降库存”的特点。在生产上能够优化结构、节省材料和能源，大幅提高 生产效率，降低生产成本。 劣势：以金属3D打印为例，其可加工的材料、加工精度和表面粗糙度、加工效率等方面和传统精密加工技术还存在较大的差距。

3D打印按照应用可以分为消费级应用和工业级应用

3D打印有工业级和消费级（桌面级）两方面的应用，前者主要面向制造业、航空航天、医疗器械等领域，用于生产模具、零部件 和原型制造，设备价格较高，主要考虑可靠性和速度，可以打印多种材料；后者则主要面向个人、家庭、教育领域，用于打印创 意设计和手工艺品等，设备单价相对较低，对于打印速度和精度要求相对较低。

2016年开始，制造业大厂推动下，3D打印产业化逐渐成熟

3D打印技术发展历史： 1）商业化始于1987年的3D Systems的立体光刻技术； 2）1987-2015前后可以看做3D打印1.0时代，这一时期的技术/应用以原型打样为主，STRATASYS和3D SYSTEMS领导了这一时期； 3）2016年前后传统制造业大厂入局3D打印，GE收购Concept Leaser，惠普推出MJF，西门子大量投资3D打印，3D打印2.0时代揭 开序幕，产业逐渐成熟，与1.0时代主要用于原型打样不同，更多直接制造的应用出现。

多种技术并存，激光粉末床熔融是主流技术路线

3D打印技术大约可以分为七类： 发展至今，3D打印仍然是多种技术路线共存，国际标准化组织ISO/TC261增材制造委员会2015年发布的国际标准ISO/ASTM52900： 2015，将增材制造工艺原理分为粘结剂喷射、定向能量沉积、材料挤出、材料喷射、粉末床选区熔化、薄材叠层、立体光固化七 类，主流的技术都可以归入这七类。 根据Wohlers Report 2025，在用户使用的金属3D打印技术类型中，排名前三的分别为激光粉末床熔融（89.4%）、粘结剂喷射 （4.6%）以及激光能量沉积（2.2%）。

3D打印行业市场空间

3D打印市场方兴未艾，下游应用多元化

3D打印发展方兴未艾，市场空间不断扩容。2024年全年，全球3D打印市场规模219亿美元，同比增长9.31%，2012-2024年，全球 3D打印市场规模复合增速达到20.71%。Wohlers预期2030年全球3D打印市场规模大约在840-1450亿美元。 下游应用场景主要包括航空航天、医疗、汽车、消费及电子产品等。根据Wohler Report 2022，2021年，3D打印市场的第一大下 游应用领域为航空航天，占比达到16.8%，医疗、汽车、消费及电子产品领域的市场规模占比分别为15.6%、14.6%、11.8%。

美国主导3D打印市场，亚太市场增长更为迅速

美国主导3D打印市场，但是亚太市场增长更为迅速。2020年美国3D打印产业规模占全球比重34.4%，中国为10.8%。尽管3D打印起 步较晚，近几年，我国抓紧自主创新和研发，一步步朝着精细化和专业发展。2024年数据来看，美洲的3D打印市场下滑了4.84%， 欧洲/中东/非洲地区的3D打印市场增长了3.2%，而亚太市场则在我国的带动下实现了30.95%的增长，增长的驱动因素在于：1） 迅速增长的入门级打印机来自中国；2）中国市场增加了在工具和终端零件的应用；3）来自亚洲的工业级3D打印机具备更高的性 价比。

工业级应用：航空航天领域的商业化较为成熟

在航空航天领域，由于零部件形态复杂、传统工艺加工成本高及轻量化要求等因素，3D打印成为提升设计与制造能力的一项关 键核心技术，其利用逐层堆积的原理，能够实现任意复杂构件成形与多材料一体化制造，突破了传统制造技术对结构尺寸、复 杂程度、成形材料的限制，提供了变革性的技术途径，应用场景日趋多样化。 航空航天领域用于 3D 打印的材料主要包括高性能金属材料和高分子材料。高性能金属材料中钛合金、铝合金和镍基高温合金 的应用最为广泛，钛合金主要应用于高强度、轻量化结构部件，铝合金主要应用于轻量化结构部件，镍基高温合金主要应用于 高强度热端部件，通常以粉末床熔融技术和定向能量沉积技术为主进行加工，常见包括 SLM、LENS 等。高分子材料主要应用于 有耐冲击、耐热、阻燃性和抗老化性要求的部件，常用 SLS 进行加工。 在复杂部件的研制阶段，3D 打印技术可节省反复工艺试验的时间，提高速度的同时降低成本；在零件制造阶段，3D 打印技术 可用于实现复杂内部结构，提高零件性能；此外，3D 打印技术还可用于制件修复，延长设备使用寿命、减少经济损失。

工业级应用：鞋模领域正在加速产业化落地

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。近年来，越来越 多的下游更倾向于使用新兴的3D打印技术制造鞋模，鞋模行业中3D打印的应用逐渐上升。根据国外研究机构Vantage Market Research发布的数据显示，2023年全球3D打印鞋市场规模约11.4亿美元。 3D打印鞋模的优势： 1.缩短工艺流程，提升生产效率。传统鞋模制造需要经过设计、CAD/CAM、木质母模、橡胶模、石膏模、CNC、化学腐蚀咬花等 复杂工艺，且制造技艺往往依靠经验积累传承，标准化程度较低。而通过3D打印方式，鞋模整体生产周期大大缩短，且数字咬 花技术可以做到鞋模精密纹理的高度还原，最大程度简化生产流程、提高生产效率及产品更新迭代速度。 2.减重降本改善产品性能。相较于传统鞋模制造，3D打印可以通过特殊结构设计实现减重降本及产品性能改善。在传统鞋模制 造过程中，金属模具铸造需要经历高温熔化、液体浇注、冷却后清理打磨等工序，金属材料由固态到液态再到固态的物理变化 过程中很难进行复杂的结构设计，因而最终的鞋模产品通常质量较大。而3D打印在结构设计上可选择蜂窝状结构、晶格状结构 等方式，相较于实心结构的模具，其质量更小、使用的材料更少、打印速度更快，进一步提升产品性能。3.咬花一次性成型，生产更加环保。咬花即在鞋底表 面添加凹凸不平的纹路，用以增强鞋底的摩擦力和美 观度。在传统的鞋模铸造过程中，咬花一般位于铸造 金属模具工序之后，常通过酸腐蚀的方式来在金属模 具上呈现凹凸纹理，除咬花的一致性无法得到有效保 障以外，传统鞋模厂通常还面临严重的大气、水、土 壤污染等问题。相较于传统鞋模制造，3D打印可以实 现咬花一次性成型，鞋模制造过程更加精确和环保。

3D打印产业链拆解

打印服务目前占据最大的市场，设备是产业链关键

3D 打印行业上游为原材料及零件，包括 3D 打印原材料、核心硬件和软件等，中游为设备制造和打印服务，下游则包括航空航 天、汽车、医疗、消费及电子产品等应用领域。 按照产品/服务来看，目前打印服务在3D打印市场规模最大。《Wohlers Report 2025》数据显示，2024年，全球3D打印市场规 模为219亿美元，其中打印服务/打印机销售及服务收入/材料/软件销售分别实现收入103/59/44/13亿美元，相比2023年，分别 实现同比增速+11.6%/-1.5%/+20.1%/+10.2%。根据Wohlers Report 2025，服务商提供最多的服务类型为聚合物3D打印 （67.1%），其次为金属3D打印（29.7%）。

设备：3D打印产业链的核心，中国厂商正在崛起

某些工业级3D打印被消费级3D打印机替代&宏观环境使得资本开支下行导致全球打印机市场规模增长暂时承压，未来10年仍有望 保持的9.8%的年均复合增速。2024年，全球3D打印机制造商市场规模大约为595亿美元，同比下滑约1.53%，2022年以来，受到宏 观环境的影响，资本开支有所下行，同时，桌面级3D打印机对低端的工业级3D打印机形成替代，2024年，全球工业级3D打印机销 售量为18773台，相比2023年的25642台同比下滑了26.79%。展望远期，根据Wohlers Report （2025），2024-2034年，全球3D打 印机制造商市场规模仍有9.8%的年均复合增速。

按累计装机量来说，美国是第一大市场，但是我国份额有明显提升。Wohlers Report 2025 数据显示，2024年，美洲（AMER）、 欧洲、中东和非洲地区（EMEA）和亚太地区（APAC）分别占比35.9%、33.5%和30.6%。而细分到国家及地区，美国、中国、德国 的工业级3D打印机装机量分别以31.0%、11.5%、8.0%的份额居于全球前三。如果以动态视角去考察，中国十多年以来装机量增长 迅速：2009年，中国大陆的工业级3D打印机装机量份额只有8.2%，而到了2024年，该数字达到了11.7%，横向比较而言，美国和 德国的装机量份额没有太大的变化，日本装机量份额下滑，其他国家和地区的装机量份额提升明显。

设备：上游核心硬件需要国产替代

工业级3D打印的核心零部件振镜和激光器存在进口依赖。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 机等，其中，振镜、激光器存在不同程度的进口依赖，比如，2019-2022H1，华曙高科的激光器主要从美国、德国进口，采购的 进口激光器占激光器采购总额比例分别为82.88%、88.01%、86.08%和69.90%，振镜主要从德国进口，公司采购的进口振镜占振镜 采购总额的比例分别为100.00%、98.02%、100.00%和99.13% 。其他主要零部件均为国内采购。 激光器：为3D打印提供精确的能量聚焦，以熔化或烧结材料，从而实现快速成型。激光的特性决定了打印过程中的精度和效率。 选择合适的激光器，不仅可以提高打印精度，还能提高打印速度，降低生产成本。在市场上，常见的用于3D打印机的激光器主要 有CO2激光器、光纤激光器和半导体激光器。这几种激光器各自具有不同的特性，适用于不同的打印材料和需求。 扫描振镜：一种用于激光加工的矢量扫描器件，具有小惯量、高速扫描、精准定位和闭环反馈控制等特点。它是由光学扫描头、 电子驱动放大器和光学反射镜片组成，靠两个振镜反射激光，形成 XY 平面的运动，主要配套振镜控制系统使用，是一种专门用 于激光加工领域的特殊的运动器件。在3D打印中，振镜的跳转速度和精度至关重要，特别是在创建轻量化结构和支撑结构时，需 要频繁的跳转和高精度，以确保打印表面的光洁度和精度。另外，由于3D打印采用逐层扫描，工件的累计加工时间比新能源电池 焊接更长，因此对振镜的稳定性和发热控制要求相对较高。南极熊3D打印网预计应用于3D打印的振镜年复合增长率将超过30%。

报告节选：

编辑：火腿肠