国金大化工陈屹｜消费级需求方兴未艾，重点关注高性价比PLA耗材

摘要：市场规模：根据创想三维招股书与灼识咨询数据，2020-2024年全球消费级3D打印行业市场规模（按GMV计）由15亿美元增长至41亿美元，年均复合增长率约为28%；预计2025-2029年市场规模将由49亿美元增长至169亿美元，24-29年年均复合增长率约为

作者：陈屹

摘要

■ 核心观点

消费级3D打印市场规模快速增长，“价格下降+AI赋能”或为主要驱动因素。

市场规模：根据创想三维招股书与灼识咨询数据，2020-2024年全球消费级3D打印行业市场规模（按GMV计）由15亿美元增长至41亿美元，年均复合增长率约为28%；预计2025-2029年市场规模将由49亿美元增长至169亿美元，24-29年年均复合增长率约为33%。从设备端来看，2020-2023年全球消费级打印机年出货量基本维持在300万台左右，2024年突破400万台，年均复合增长率约为10.2%，预计到2029年有望达到1340万台，24-29年年均复合增长率约为26.6%。

竞争格局：根据深圳商报报道，创想三维、拓竹科技、纵维立方、智能派四家深圳企业合计掌握全球入门级3D打印机九成市场份额。根据3D打印资源库和市场研究机构CONTEXT的报告显示，2024年入门级（售价≤2500美元）3D打印机是唯一实现增长的领域，出货量增长了26%，主要得益于拓竹和创想三维等品牌的强劲表现。

催化因素：价格层面，根据央广网与北京青年报报道，目前消费级3D打印机价格较三年前下降了60%，主流品牌开始重点生产价格在2000至3000元区间的产品，据我们统计部分入门级产品（例如创想三维Ender 3 V3 KE）价格低于千元，相对高端的部分产品线价格也不到5000元，价格基本与目前部分中高端智能手机接近，设备端价格的大幅降低为消费级3D打印机的快速普及提供了市场条件与硬件基础。AI层面，以Hitem3D为代表的AI工具大幅降低创作门槛，为消费级3D打印的普及提供了软件条件。

消费级3D打印普及拉动耗材需求增长，重点关注高性价比PLA耗材。

PLA是3D打印领域最常见的耗材之一，主要以玉米淀粉或糖类植物为原材料，具有环保无毒的特点。由于其打印过程中的热变形较小，PLA非常适合初学者使用。PLA的打印温度较低，通常在190℃至220℃之间，这使得使用PLA耗材能够减少打印机部件的损耗。此外，PLA的表面光泽度较高，适合打印展示模型或艺术品，但PLA因耐热性和强度较低，不适合应用于高温环境或承重结构。

根据联泓新科公司公告，2024年PLA国内需求约12万吨，同比增长48.1%。其中，3D打印为PLA目前最大的应用领域，2024年占比约35%。以PLA为基材的3D打印材料凭借其环保性、易用性、良好的机械性能、安全性以及成本优势，广泛用于文创产品、智能设备所需复杂结构零部件、轻量化组件等领域。

从价格角度进行比较，根据3DSourced数据，PLA在FDM路线主流打印耗材中平均成本相对较低，考虑到打印耗材具备高频复购的特性，PLA具备较高的性价比，有望充分受益于消费级3D打印需求增长。

投资建议

PLA作为现阶段消费级3D打印机的主流耗材之一有望充分受益于下游需求提升，建议关注具备PLA产能或PLA耗材生产加工能力布局且相关产品已涉及3D打印领域的相关企业。

风险提示

下游需求不及预期；行业竞争加剧风险、技术迭代风险、原材料价格波动风险、相关数据统计存在误差。

+目录

一、3D打印：市场规模持续增长，技术路线多样化

1.1、增材制造在复杂异型构件制造方面优势显著，航空航天、医疗健康等领域应用较快

1.2、3D打印技术路线多样，工业级和消费级存在较大差异

1.3、全球市场规模持续增长，年均复合增速有望达到18%

二、为何需要重视消费级3D打印？——打印设备普及打开市场空间，AI应用持续降低创作门槛

2.1、消费级3D打印市场规模快速增长，行业竞争格局高度集中

2.2、入门级3D打印设备具备普及基础，AI技术大幅降低创作与使用门槛

三、消费级3D打印普及拉动耗材需求增长，重点关注高性价比PLA耗材

3.1、PLA：消费级3D打印主流耗材，作为性价比之选需求有望持续提升

3.2、PLA供需：部分国内企业已实现产业链一体化布局，供需矛盾问题仍存

四、风险提示

正文

一、3D打印：市场规模持续增长，技术路线多样化

1.1、增材制造在复杂异型构件制造方面优势显著，航空航天、医疗健康等领域应用较快

根据易加增材招股说明书，增材制造（Additive Manufacturing，AM），又称“3D打印”，通过使用计算机辅助设计三维模型数据，将离散材料（液体、粉末、丝、片、板等）以分层制造、逐层堆叠的方法创建物理对象的技术。增材制造从原理上突破了复杂异型构件的技术瓶颈，实现材料微观组织与宏观结构的可控一体化成型，将复杂的零部件结构离散为简单的二维平面加工，解决同类型零部件加工难题，可用于部件的设计与优化、批量化、整体化全流程生产。

根据铂力特公司公告，以金属3D打印技术为例，相较于传统精密加工技术而言，3D打印技术在缩短新产品研发及实现周期以及材料利用率方面具备明显优势，同时可高效成形更为复杂的结构，便于实现一体化和轻量化设计，但是适用场合、零件尺寸精度等方面仍存在一定劣势。

基于3D打印技术的特性，根据易加增材招股说明书和Wohlers Associates相关数据和信息，2024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%。

航空航天领域：航空航天设备往往具有“多品种、小批量”的特点，尤其在试制阶段许多零部件都需要单件定制，同时出于减重与强度要求，航空航天设备中复杂结构件或大型异构件的比例较高且多采用价格昂贵且难以加工的材料，如钛合金、镍基、高温合金等，因此3D打印技术在航空航天领域相较于传统加工方式具备不可比拟的优势。2024年8月，SpaceX首次展示了其第三代猛禽发动机（Raptor 3），大量使用金属增材制造技术，帮助实现大量零件整合、优化和轻量化，得益于增材制造在复杂结构制造、快速制造方面的优势，猛禽发动机自2016年推出以来，不到十年时间实现三代更迭，实现了成本的极致压缩，和性能的极致提升。

医疗健康领域：增材制造技术可用于快速实现各种个体化医学模型、辅助器械、植入体等产品的制造，有助于实现临床个体化、精准化治疗。在个性化假体、矫形器等环节，增材制造可用在骨科、齿科、整形外科等；对于复杂结构以及难以加工的医疗器械制品，增材制造可以用于个性化植入体制造、体外器官模型、仿生模型制造等。

1.2、3D打印技术路线多样，工业级和消费级存在较大差异

根据《3D 打印用聚乳酸材料研究》，3D打印按照工作原理的不同可以分为立体光固化（SLA）、分层实体制造（LOM）、熔融沉积模型（FDM）等多种技术路线，不同3D打印技术基于加工方式的不同最主要的区别在于打印所使用的原材料。按照应用场景的不同，3D打印又可以分为工业级3D打印和消费级3D打印，两者使用的技术路线也存在一定差异：

工业级3D打印：根据华曙高科招股说明书和Stratasys官网相关信息，工业级3D打印设备是指面向工业应用，销售价格高于5000美元的3D打印设备。工业级3D打印设备能够打印复杂的几何结构、高强度的功能性部件，且适用于大规模生产和高端制造领域，如航空航天、医疗器械和汽车制造等。根据易加增材招股说明书，粉末床熔融技术为工业级增材制造的主流技术路径，是金属与非金属打印共同的技术基础，也是国内外主流厂商的选择，更能满足工业级领域对产品精度、强度、大尺寸、打印效率和可靠性的要求。其中，选区激光熔融（SLM）和选区激光烧结（SLS）是最主流的方向，绝大部分国内厂商和国际厂商均布局粉末床熔融技术路线。

消费级（桌面级）3D打印：根据Stratasys官网相关信息，消费级3D打印机通常定位于个人用户、小型企业或教育机构，主要关注易用性和经济性。这类设备的价格相对亲民，操作简单，打印精度能够满足原型制作、教学模型和一些家庭DIY需求。根据中国青年报报道，不同于工业级设备，消费级3D打印机专为个人用户和小型企业设计，一般采用FDM（熔融沉积成型）、LCD光固化成型等技术，操作简便、成本相对较低，也被称为桌面级或入门级3D打印机。

1.3、全球市场规模持续增长，年均复合增速有望达到18%

根据南极熊3D打印网以及Wohlers Report数据，2024 年全球3D打印行业总收入达 219 亿美元（约1588亿人民币），较 2023 年的200亿美元增长 9.1%。从收入构成来看，材料销售为44亿美元，占比约为20%；打印机销售及服务收入60亿美元，占比约为27%；打印服务收入101亿美元，占比约为46%；软件销售收入14亿美元，占比约为6%。

与此同时，根据南极熊3D打印网以及Wohlers Report预测，到2034年全球3D打印市场规模有望达到1145亿美元，10年年均复合增长率约为18%，其中材料生产商的复合年增长率预计达 21.7%，增长势头强劲。

二、为何需要重视消费级3D打印？——打印设备普及打开市场空间，AI应用持续降低创作门槛

2.1、消费级3D打印市场规模快速增长，行业竞争格局高度集中

根据创想三维招股书与灼识咨询数据，2020-2024年全球消费级3D打印行业市场规模（按GMV计）由15亿美元增长至41亿美元，年均复合增长率约为28%；预计2025-2029年市场规模将由49亿美元增长至169亿美元，24-29年年均复合增长率约为33%。

从设备端来看，2020-2023年全球消费级打印机年出货量基本维持在300万台左右，2024年突破400万台，2020-2024年年均复合增长率约为10.2%，预计到2029年有望达到1340万台，24-29年年均复合增长率约为26.6%。

国产消费级3D打印机生产商崛起，市场格局高度集中。根据深圳商报报道，创想三维、拓竹科技、纵维立方、智能派四家深圳企业合计掌握全球入门级3D打印机九成市场份额。根据3D打印资源库和市场研究机构CONTEXT的报告显示，2024年入门级（售价≤2500美元）3D打印机是唯一实现增长的领域，出货量增长了26%，主要得益于拓竹和创想三维等品牌的强劲表现。相比之下，专业级（2500美元～2万美元）、中端（售价2万美元～10万美元）和工业级（售价≥10万美元）出货量同比分别下降15%、11%、17%。根据深圳商报和CONTEXT，2025年第一季度，全球入门级3D打印机出货量突破100万台，同比增长15%，中国供应商贡献了其中95%的份额：创想三维以39%的市场份额居首，拓竹科技出货量同比增长64%，纵维立方和智能派同样保持强劲增长。

2.2、入门级3D打印设备具备普及基础，AI技术大幅降低创作与使用门槛

消费级3D打印机价格大幅降低，普及性有望明显提升。根据央广网与北京青年报报道，目前消费级3D打印机价格较三年前下降了60%，主流品牌开始重点生产价格在2000至3000元区间的产品。由此我们对于主要四家入门级3D打印机品牌创想三维、拓竹科技、纵维立方、智能派的主要产品型号与售价进行了统计，主要型号产品价格主要集中于2000-4000元之间，部分入门级产品（例如创想三维Ender 3 V3 KE）价格低于千元，相对高端的部分产品线价格也不到5000元，价格基本与目前部分中高端智能手机接近。从技术端来看，现阶段采用FDM技术的消费级3D打印机相对较多。设备端价格的大幅降低为消费级3D打印机的快速普及提供了市场条件与硬件基础。

AI应用持续落地大幅降低创作门槛，助力消费级3D打印快速普及。根据北京青年报，一般而言使用3D打印需要通过专业建模软件，掌握一定的建模知识，才能设计出自己想要的产品；或者可以通过爱好者网站分享的建模数据进行打印，但是可打印的产品款式有局限性，但AI技术的推广大大降低了3D打印机的使用门槛。

根据中国日报25年8月报道，中国科技企业数美万物正式发布全球首款面向三维创作的高清模型生成工具——Hitem3D。这款产品通过上传一张图片，即可一键生成分辨率高达1536^3的高清三维模型，支持直接应用于工业设计、3D打印、数字孪生等多场景。Hitem3D背后采用数美万物自主研发的Sparc3D算法。不同于传统三维模型算法需先将数据压缩到二维，再重建为三维导致细节损失，Sparc3D基于稀疏卷积网络和3D变分自编码器（VAE）技术，实现三维数据输入与输出几乎无损。该方案将重建误差降低40%，而数美最新发布的Ultra3D方案中，将让这个高速的3D生成框架提速6.7倍，大幅减少运算量，同时保留微观结构。在全球同类产品大多仅能生成1024^3分辨率模型时，Hitem3D实现1536^3分辨率雕刻级建模，首次让AI生成模型达到工业生产级别的细腻程度。

根据中国日报网报道，北京的一家原创潮玩设计工作室负责人李然告诉记者，过去他们设计一个新形象的三维模型，需要团队建模师手动完成，复杂模型通常要耗时4-5天。很多创意因为建模时间长，生产排期就往后拖，有时想法还没打样出来就被市场替代。现在使用Hitem3D后，仅需上传一张概念图，几分钟内即可获得高清三维模型，直接对接3D打印或打样厂商。

因此随着3D打印设备价格的降低以及AI建模软件的持续升级，消费级3D打印无论在硬件端和软件端均具备了打开市场空间的基础。

三、消费级3D打印普及拉动耗材需求增长，重点关注高性价比PLA耗材

3.1、PLA：消费级3D打印主流耗材，作为性价比之选需求有望持续提升

根据Stratasys官网数据和相关信息，3D打印机常见的打印耗材大致可以分为塑料类、金属类、复合材料类等，塑料类耗材（如PLA、ABS、PETG）是最常见且最广泛使用的一类，尤其是在FDM（熔融层积成型）打印机中。它们具有较低的成本和较为丰富的应用，适合快速原型制造和低批量生产。根据前文所述，消费级3D打印机一般采用FDM（熔融沉积成型）、LCD光固化成型为主要技术路线。根据拓竹科技官网数据，目前拓竹在售的主要打印耗材包括PLA、PETG、ABS、ASA、PC等材料及其改性耗材，不同材料在韧性、强度、刚度以及层间粘接等方面存在一定差异。

根据拓竹科技、创想三维、纵维立方公司官网，我们针对部分在售主要机型所采用的耗材进行了统计，对于大部分使用FDM技术路线的机型，PLA、PETG耗材相对通用，其他耗材如TPU、PVA、ABS等对于部分机型存在使用限制。

根据Stratasys官网数据和相关信息，常见的塑料类耗材PLA、ABS和PETG具有以下特性：

PLA：环保且易打印。PLA是3D打印领域最常见的耗材之一，主要以玉米淀粉或糖类植物为原材料，具有环保无毒的特点。由于其打印过程中的热变形较小，PLA非常适合初学者使用。PLA的打印温度较低，通常在190℃至220℃之间，这使得使用PLA耗材能够减少打印机部件的损耗。此外，PLA的表面光泽度较高，适合打印展示模型或艺术品，但PLA因耐热性和强度较低，不适合应用于高温环境或承重结构。

ABS：高强度与耐高温。相比PLA，ABS耗材更耐高温且坚固，适合制作功能性零件和工业产品，ABS具有较高的韧性和抗冲击性。然而，由于ABS在打印过程中会释放微量气味，需要在通风良好的环境中使用。同时，ABS对打印平台的温度要求较高，通常需要加热至90℃以上，以避免打印件翘曲或变形。

PETG：兼顾韧性与透明度。PETG结合了PLA和ABS的优点，具有较高的韧性，同时打印过程中几乎没有气味。此外，PETG的表面透明度突出，尤其适合需要美观性和实用性兼具的产品。由于PETG的黏性较强，打印时可能会导致喷头拉丝问题，因此需要调整打印机参数以优化效果。

从价格角度进行比较，根据3DSourced数据，PLA在FDM路线主流打印耗材中平均成本相对较低，考虑到打印耗材具备高频复购的特性，PLA具备较高的性价比。与此同时，尽管PLA不适用于高温环境或承重结构，但对于以打印手办、艺术品等消费级3D打印的使用场景而言已经能够满足多数需求。根据联泓新科公司公告，2024年PLA国内需求约12万吨，同比增长48.1%。其中，3D打印为PLA目前最大的应用领域，2024年占比约35%。以PLA为基材的3D打印材料凭借其环保性、易用性、良好的机械性能、安全性以及成本优势，广泛用于文创产品、智能设备所需复杂结构零部件、轻量化组件等领域。

3.2、PLA供需：部分国内企业已实现产业链一体化布局，供需矛盾问题仍存

纯聚乳酸的制造是聚乳酸产业链上最关键的一环，其产品质量直接决定了聚乳酸材料的下游应用方向和范围。根据海正新材招股说明书，目前，由乳酸单体聚合生产聚乳酸的制备方法总体上可以分为两种，即由“乳酸—丙交酯”与“丙交酯—聚乳酸”两阶段构成的“两步法”工艺（或称“间接法”），和乳酸直接缩聚成聚乳酸的“一步法”工艺（或称“直接法”）。

两步法：“两步法”工艺生产聚乳酸，第一步是将乳酸进行脱水酯化，制得乳酸低聚物，再将乳酸低聚物环化制得丙交酯，并对丙交酯进行提纯得到高纯度丙交酯；第二步是将丙交酯进行开环聚合，即可得到纯聚乳酸。

一步法：“一步法”工艺制造聚乳酸，是将乳酸直接脱水聚合制得纯聚乳酸。

目前，采用“一步法”工艺生产制成的聚乳酸分子量较低，不能满足下游产品对聚乳酸材料机械性能、耐久性等方面的需求，并且无法有效抑制生产过程中的可逆反应，产品的收率较低，因此，绝大部分聚乳酸企业均采用“两步法”工艺进行工业化生产。

采用“两步法”工艺进行生产时，中间体丙交酯的合成和纯化反应条件苛刻、工艺复杂、技术要求较高。由于必须用高纯度丙交酯才能合成分子量高、物理性能好的聚乳酸，因此，高纯度丙交酯的制造成为“两步法”工艺流程中的核心和难点。

现阶段全球PLA产能超50万吨，国内企业规划产能较多。据我们不完全统计，目前海外PLA生产商主要为NatureWorks（15万吨）和TCP（7.5万吨）两家，其中NatureWorks在建产能7.5万吨预计2025年投产。国内企业中现有产能在5万吨以上的主要包括丰原生物（10万吨）、海正新材（6万吨）、普立思（3万吨），其余企业包括金发科技、联泓新科等也具备产能布局，同时金丹科技等企业的在建产能也计划于未来几年陆续投产。