直面“卡脖子”：金属增材制造产业链全景图与国产替代主战场。

1、金属增材制造行业概况

增材制造（3D打印）是基于三维模型数据，通过逐层叠加材料的方式制造实体产品的技术，与传统切削加工（减材制造）原理相反。其核心流程为：三维建模→分层切片→逐层堆积（激光/热熔等方式）→叠加成形，能有效解决复杂结构零部件的加工难题。

增材制造融合信息网络、先进材料和数字制造技术，是制造业的颠覆性代表，对传统工艺流程和生产模式影响深远，属先进制造业的重要组成部分。

2025年全球增材制造市场规模约238.92亿美元，同比增长9.1%左右。全球金属增材市场预计从2025年的55亿美元左右增长至2034年的近600亿美元；中国及亚太地区金属增材市场2025年约17亿美元，预计2028年达29亿美元。

金属增材制造是当前发展最快的细分方向，已广泛应用于航空航天、核电、医疗及工业模具等领域，具有加工周期短、材料利用率高、设计自由度高等优势，与传统铸锻造形成有效互补关系。

2、金属增材制造行业产业链

金属增材制造产业链的上游为金属原材料、设备核心软硬件供应商，中游主要为金属增材产品制造及服务商、增材制造设备厂商，下游为增材制造应用领域，目前主要为航空航天、能源工业、工业制造、科学研究、消费电子等领域。增材制造产业链分布如下：

（1）行业上游

金属增材制造上游涵盖原材料、硬件及软件。原材料以钛合金、铝合金等粉末或丝材为主，国内供应体系成熟，市场竞争充分。核心硬件（激光器、振镜）仍依赖进口，但国产性能提升，部分已实现替代。工艺软件部分自研，设备控制软件多采用西门子、华中数控等主流产品。

（2）行业中游

中游为产品制造/服务商与设备厂商，集中了主要技术壁垒和商业竞争，设备及服务营收占全产业链76%。设备商提供硬件基础，制造商主导工艺研发与产品交付。主流技术为定向能量沉积与粉末床熔融，后者全球份额最大，二者按应用场景互补，无优劣之分。

（3）行业下游

金属增材制造产业链下游为产品与服务的使用者，以企业级用户为主，2025年全球增材制造行业的下游应用领域主要为航空航天、医疗健康、汽车领域、能源领域等。其中，航空航天、医疗健康、汽车领域、能源领域为主要应用领域，收入占比分别为17.7%、11.1%、10.3%和8.4%。

3、细分下游应用领域市场分析

（1）航空航天领域

金属增材制造在航空航天领域产业化最成功，其设计自由度高、周期短、材料利用率高，契合航空航天对复杂结构、低成本及小批量需求。国防军工为核心应用：定向能量沉积主要用于战斗机框梁等承力结构件，国内外主力机型均有装机；粉末床熔融用于燃油喷嘴、涡轮等中小尺寸精密件。全球地缘紧张推高国防预算，中国2026年国防支出1.91万亿元，同比增长7%，重点投向装备现代化，将持续拉动增材制造市场需求。

2020年-2026年我国国防预算规模预测

资料来源：普华有策

A、战斗机

随着国防现代化建设深入推进，海空力量持续增强，对先进战斗机及舰载机的需求不断增长。

海军舰载机方面。自2012年辽宁舰入列以来，我国国产航母建设持续推进，2025年底福建舰正式列编，中国海军全面进入“三航母时代”。航母编队扩容直接带动舰载机需求释放。参考美国尼米兹级航母典型配置（全舰核心战斗机约45架，F-35与F-18约1:1配比），叠加岸上训练机、备份机及战略储备需求，舰载机市场空间可观。

空军先进战斗机方面。我国现役军用飞机总数位列全球第三，但规模仅为美国的1/4。结构上，美国四代机（F-15、F-16、F-18等）占比60%、五代机（F-22、F-35）占比21%，而我国仍以三代机为主，四代及五代机列装比例偏低，升级换代需求迫切。

B、运输机

长期以来，我国空中投送力量不足，主力运输机以运-7、运-8、运-9及俄制伊尔系列为主，战略投送能力明显薄弱。2016年国产运-20列装后，战略运输能力显著改善，但相较美俄仍有较大差距。同时，运-20作为我国重要平台机型，已衍生出空警-3000、运油-20等型号，未来仍有较大增长空间。此外，我国尚未列装类似美国C-5的400吨级超大型运输机，该级别机型对超大型一体化结构要求更高，为增材制造提供了广阔应用空间。

C、无人机

近年来，无人作战力量在现代战争中的重要性日益凸显，各国加速布局无人作战体系建设。预测，全球军用无人机研发与采购规模将从2026年的131亿美元增至2035年的297亿美元，复合增长率达9.6%，市场呈高速增长态势。

我国无人机发展势头强劲，已形成谱系完整、技术自主、实战与出口并重的领先格局，型号种类涵盖无人伴飞、无人运输、无人侦察等多个领域。

无人机受机体空间限制，对轻量化与结构一体化要求较载人机更高，为增材制造提供了较大的应用空间。

D、航天领域

增材制造在商业航天应用前景广阔。2025年全球商业航天市场规模5169.6亿美元左右，2015—2025年复合增长约7.7%。可重复使用火箭需求驱动增材制造，因其可实现复杂结构一体化制造、减少连接件，已被SpaceX等验证。SpaceX从猎鹰9号关键部件拓展至星舰核心部件，星舰2/3中增材制造核心部件占比超70%，燃烧室成本较传统降低约60%，成为降本关键路径。中国商业航天2015年至2025年复合增长率约为22.5%，发展迅速。

2020-2025年我国商业航天市场规模

资料来源：普华有策

（2）核能装备领域

核能装备是增材制造应用的重要新兴领域。随着我国用电需求急速上升，2025年全社会用电量达10.37万亿千瓦时，而核电装机容量占比仅1.61%，远低于其他清洁能源。核电发展已纳入国家中长期战略，“十五五”规划进一步强调加快新型能源体系建设。目前，我国核电格局可概括为存量运维主导、增量建设拉动、国产化加速推进，技术焦点集中于第四代核能系统和小型模块化反应堆。

增材制造凭借高性能、高精密度、轻量化等优势，正逐步打开核能装备市场。在核反应堆领域，增材制造可直接制造复杂几何形状部件，减少组装焊接工序，提升生产效率与性能。2021年，中国核动力研究设计院展示了3D打印模块化高效换热器，验证了该技术在核能领域的可行性。2025年，国家能源局等四部门联合发文，明确在核能装备领域开展增材制造等先进制造技术攻关。

A、存量运维

截至2024年底，我国在运核电机组58台，居全球第二位。核电机组运行寿命超30年，燃料组件、泵阀等需按期更换，核级产品订货周期长（关键设备可达三年），部分高端核级件仍依赖进口，替代需求迫切。以泵阀为例，核级阀芯阀座更换周期3-5年，非核级整阀更换周期8-10年，年均市场规模约50亿元，年增速8%-10%。增材制造可有效解决老旧备件停产、复杂结构难加工、长周期高成本三大痛点，已成为核电备品备件的刚需技术。

B、新建核电

核能技术正从第三代向第四代过渡，第四代反应堆可将核燃料利用率从不足1%提升至60%以上。目前主流第四代堆型中，钠冷快堆和熔盐堆发展较快。核电站设备购置费约占总体造价35%，其中核岛设备占比约60%，单台华龙一号机组核岛设备价值超35亿元。增材制造在反应堆压力壳支撑环、核燃料棒包壳等大型结构件领域具备应用前景。

C、小型模块化反应堆

小型模块化反应堆因安全性高、成本低、部署灵活，受到市场青睐。伍德麦肯兹预计，到2050年全球核电装机有望增长两倍以上，其中小型模块堆装机占比将达30%。2025年，全球首个陆上商用模块式小型堆“玲龙一号”冷态功能试验成功。小型模块化反应堆是未来核能装备发展的重要方向，也是增材制造应用的主力市场。

4、行业未来发展趋势

（1）金属增材制造行业市场规模持续高速增长

全球金属增材制造市场将大幅扩张，从2024年的47亿美元增长到2034年的近600亿美元。2024年，金属增材制造也表现出稳步增长态势，为市场贡献了15亿美元，增长16.7%。金属增材产品凭借其高精度、强定制化能力及材料利用率优势，已成为航空航天与国防、能源工业、汽车等高端制造领域轻量化、复杂结构件生产的关键支撑。

（2）在民用领域加速渗透

随着增材设备和打印材料技术成熟及成本降低，金属增材制造向价格敏感的医疗、鞋模以及消费电子等民用领域快速渗透，市场空间逐步释放。近年来在消费电子领域中，3D打印钛合金成本已低于传统数控机床制造，解决了无法大规模量产的瓶颈问题，市场有望取得快速突破。

（3）与传统加工制造和数字化平台深度融合

金属增材制造技术未来可在不同工序采用复合加工等方式与传统加工技术相融合，充分发挥不同加工方式的优势，达到理想加工效果。随着增材制造大规模产业化推广，原有在重点应用领域成本高昂的研制方式已不能满足产业发展要求，而结合数字孪生的一体化设计，如性能与工艺仿真数字孪生技术，可有效加速产品和工艺的开发、优化和认证流程，并减少因试错导致的时间和成本消耗，实现降本增效的目的。

4、行业竞争格局及主要企业

（1）行业竞争现状

全球增材制造市场份额主要集中在北美、欧洲和亚太地区。欧美发达国家起步早，以EOS、SLMSolutions、3DSystems为代表的企业已占据全球大量市场份额，具备全产业链供应能力和稳定客户群体。我国增材制造产业起步较晚但发展迅速，已从研发验证阶段快速迈向产业化应用阶段。

金属增材制造的主流技术路径为定向能量沉积（DED）与粉末床熔融（PBF）。近年来，随着铂力特、华曙高科、易加增材等国产品牌崛起，PBF路径下国内设备与服务商不断涌现，但受限于技术特征，主要聚焦小型精密部件、非承力构件的生产。而依托DED路线开展业务的厂商较少，主要有铂力特、鑫精合、陕西飞设航空科技、中航天地激光、北京煜鼎增材制造研究院股份有限公司等。同时，部分主机厂内部也在布局自有增材制造能力，但以PBF路径为主，DED路径较少。

此外，金属增材制造与传统铸锻造在航空航天结构件领域并非简单替代，而是有效互补。增材制造适用于复杂结构一体化制造和研发试验场景，而传统铸锻造在规模化生产中仍具成本优势。设计所常同时采用两种工艺方案并行推进，即“工艺双流水”。因此，北京煜鼎增材制造研究院股份有限公司与三角防务等传统航空锻件企业也构成一定的竞争关系。

（2）主要竞争企业有铂力特、华曙高科、鑫精合激光科技集团股份有限公司、中航天地激光科技有限公司、三角防务、北京煜鼎增材制造研究院股份有限公司等，具体如下：

主要竞争企业

资料来源：普华有策

6、行业壁垒

（1）关键技术壁垒

金属增材是高科技、高附加值、高标准要求的技术密集型产业，呈现较高的技术壁垒，生产工艺、性能指标上具有极高的技术要求，金属增材制造厂商对于原材料的理解与选择、对工艺规程的设计、对打印环境的控制、对后处理工艺的把控等多个环节无一不影响着产品质量和性能。

（2）市场竞争与客户准入壁垒

金属增材制造行业存在较高的市场壁垒，部分竞争者起步较早，已在细分领域占据市场份额和领先地位，在已有竞争格局中短期内取得突破对新的竞争者提出了较高的挑战。同时，金属增材制造主要面向军工及工业龙头类客户，需要依靠优良的产品与客户建立稳定的合作关系，并获得客户认证，客户准入的周期较长且壁垒较高，对于产品指标有着严格要求。

（3）人才壁垒

从事金属增材制造的厂商，需要在材料学、结构设计、理化检测、实操经验等方面建立完善的知识体系，专业履历和行业经验丰富的人才则是其中的关键。目前，金属增材制造对于从业者的理论知识和实操经验均提出了较高要求。

7、行业技术水平及特点

金属增材制造经过数十年发展，已形成多种技术路径，目前工业级主流为定向能量沉积（DED）与粉末床熔融（PBF）两种，二者技术成熟度高、应用场景互补。

（1）定向能量沉积（DED）

DED通过高能热源（激光、电子束或电弧）熔化同步送入的金属粉末或丝材，逐层堆积成形。核心优势在于：成形尺寸不受舱体限制，可制造米级以上构件；成形效率高，达0.1-10kg/h，为PBF的10-100倍；支持多材料或梯度材料复合制造；并可应用于高价值零件修复再制造。局限性在于：成形表面质量较低、后加工量大；大尺寸产品热影响区大、残余应力高，易变形开裂，工艺控制要求极高，导致该领域企业数量较少。后续提升方向为提高成形精度与表面质量。

（2）粉末床熔融（PBF）

PBF通过激光或电子束逐层熔化铺平金属粉末成形，主要包括SLM、SLS等工艺。优势在于：成形精度高、表面质量好，可制造内部结构极其复杂的产品；设备自动化程度高、工艺稳定、重复性好，适合小批量精密生产。局限性包括：成形效率低，一般为300-1000mm³/s；产品尺寸受设备舱体限制（主流设备成形舱小于800mm³）；支撑设计与清粉作业随复杂度增加；设备投资大，核心零部件（激光器、振镜等）仍依赖进口，整机价格远高于DED设备。后续提升方向为提高生产效率，主要途径为增加激光器及振镜数量或提高铺粉层厚。

两种技术路径为互补关系而非替代关系，综合应用两者（如PBF制造精密部件、DED完成大尺寸外围连接）是未来主流发展方向之一。

《“十五五”金属增材制造行业细分市场调研及投资战略规划报告》涵盖行业全球及中国发展概况、供需数据、市场规模，产业政策/规划、相关技术、竞争格局、上游原料情况、下游主要应用市场需求规模及前景、区域结构、市场集中度、重点企业/玩家，企业占有率、行业特征、驱动因素、市场前景预测，投资策略、主要壁垒构成、相关风险等内容。同时北京普华有策信息咨询有限公司还提供市场专项调研项目、产业研究报告、产业链咨询、项目可行性研究报告、专精特新小巨人认证、市场占有率报告、十五五规划、项目后评价报告、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、国家级制造业单项冠军企业认证、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。（PHPOLICY:MJ）