1. Antecedentes do desenvolvimento: a indústria de impressão 3D orientada por políticas fortalece a inovação tecnológica
Olhando para a escala global da indústria de impressão 3D, a China ocupa o segundo lugar na estrutura regional da indústria global de impressão 3D, respondendo por 17% devido a estar nos estágios iniciais de crescimento e carecer de tecnologias essenciais e talentos de ponta. A China implementou uma série de medidas para promover o desenvolvimento da indústria de impressão 3D. As “Opiniões Orientadoras sobre a Promoção da Redução de Perdas e Melhoria da Eficiência no Processamento de Produtos Agrícolas em 2021” propõe o uso de novas tecnologias, como manufatura inteligente, síntese de biotecnologia e impressão 3D para integrar e montar um lote de conteúdo de alta tecnologia, amplamente aplicável, e técnicas de processamento de produtos agrícolas que economizam recursos e equipamentos de apoio para reduzir o consumo de material e energia. Os “Pontos Chave do Trabalho Agrícola, Rural, Científico, Educacional, Ambiental e Energético em 2019”, lançado em 2019, propõem acelerar a pesquisa e o desenvolvimento de tecnologias agrícolas inteligentes, como big data, computação em nuvem e impressão 3D para formar vantagens da inovação em campos emergentes.
2. Status atual do desenvolvimento: os campos de aplicação downstream são amplos e a escala do mercado da indústria continua a crescer
O enriquecimento contínuo de matérias-primas a montante promoveu muito a expansão dos campos de aplicação da indústria de impressão 3D e promoveu a expansão da indústria do mercado consumidor para o mercado de fabricação de ponta. Atualmente, os campos de aplicação da indústria de impressão 3D da China incluem principalmente maquinário de engenharia, aeroespacial, automotivo, consumo e eletrônicos, médico e odontológico, instituições acadêmicas, governamentais e militares, construção e outros. Em máquinas de engenharia, a escala de mercado foi expandida ainda mais. As estatísticas mostram uma clara tendência ascendente na escala de mercado da indústria de impressão 3D da China. A escala do mercado foi de apenas 9.8 bilhões de RMB em 2017 e, até 2021, a escala do mercado de impressão 3D atingiu 26.5 bilhões de RMB, um aumento de 16.7 bilhões de RMB. Espera-se que mantenha uma tendência de crescimento em 2022, com a escala de mercado atingindo 34.45 bilhões de RMB.
3. Cenário empresarial: a receita empresarial está aumentando e o investimento em P&D está se fortalecendo
Olhando para a distribuição dos níveis de competição empresarial, a Bright Laser Technologies e a Shining 3D Tech estão no segundo nível, com receita operacional superior a 500 milhões de RMB. Nos três primeiros trimestres de 2022, a receita operacional total da Bright foi de 520 milhões de RMB, e a principal receita comercial da Shining 3D atingiu 548 milhões de RMB. A Bright é uma empresa de alta tecnologia especializada em manufatura aditiva de metal industrial. Sua principal receita operacional está nos produtos da indústria 3D, e seu investimento em P&D também mostra uma tendência crescente. Até 2021, o investimento em P&D da empresa atingiu 114 milhões de RMB, representando 20.69% da receita operacional total. A Shining 3D é uma empresa de inovação tecnológica especializada em software digital 3D de alta precisão e tecnologia de hardware baseada em visão computacional. A impressão 3D é um de seus produtos e, em 2021, a receita operacional do produto de impressão 3D representou cerca de 8% da receita operacional total. O investimento em P&D da empresa foi de 144 milhões de RMB, respondendo por 25.37% da receita operacional total.
4. Tendências de desenvolvimento: os campos de aplicação da indústria 3D continuam a se expandir e o desenvolvimento sustentável é uma prioridade para a indústria
No futuro, a indústria global de impressão 3D ainda estará em alto crescimento. À medida que a China continua a romper barreiras tecnológicas, a indústria continuará a crescer e entrará em um período de industrialização em larga escala. Há uma forte demanda por impressão 3D de metal nas indústrias aeroespacial, automotiva, naval, nuclear e de equipamentos médicos, e o final da aplicação está mostrando uma tendência de rápida expansão. À medida que o país atribui gradualmente importância à proteção ambiental, o desenvolvimento da indústria está mudando gradualmente para atender às tendências políticas. Engenheiros e projetistas irão repensar o projeto ao longo de todo o ciclo de vida do produto para alcançar a integração da estrutura das peças, reduzir o consumo de material e o desperdício produzindo peças leves com formas geométricas complexas, reduzir ainda mais o peso de veículos e aeronaves, melhorar eficiência de combustível e reduzir as emissões de gases de efeito estufa e o consumo de energia. Além disso, à medida que mais e mais fabricantes transferem arquivos digitais para produção local, em vez de entregar mercadorias por meio de transporte de lugares distantes, o transporte será bastante reduzido, reduzindo ainda mais os custos, o consumo de energia, o desperdício e as emissões.
Palavras-chave: impressão 3D; Campos de aplicação; Cenário empresarial; tendências de desenvolvimento
1. Antecedentes do desenvolvimento: a indústria de impressão 3D orientada por políticas fortalece a inovação tecnológica
Olhando para a escala global da indústria de impressão 3D, a escala global do mercado de impressão 3D atingiu 15.244 bilhões de dólares em 2021. Os Estados Unidos representaram 40% da participação global, tornando-se a principal área de concentração para as atuais empresas de impressão 3D. A indústria de impressão 3D da China está nos estágios iniciais de crescimento, e a falta de tecnologias básicas relacionadas e talentos de ponta restringe severamente o desenvolvimento da atual indústria de impressão 3D da China. A China ocupa o segundo lugar na estrutura regional da indústria global de impressão 3D em termos de participação de mercado, respondendo por 17%.
Sob a onda de fabricação digital global, robôs inteligentes, inteligência artificial e tecnologia de impressão 3D estão em desenvolvimento contínuo. Embora a tecnologia de impressão 3D da China tenha algumas deficiências e a indústria ainda seja imatura, ela demonstrou suas vantagens únicas em design de produtos, produção de produtos complexos e especiais e serviços personalizados. Portanto, a China reconhece plenamente o profundo impacto da manufatura inteligente e da manufatura digital no país, acelera o desenvolvimento da indústria de impressão 3D e promove a transformação da China de uma “potência de manufatura” para uma “potência de manufatura”. As “Opiniões Orientadoras sobre a Promoção da Redução de Perdas e Melhoria da Eficiência no Processamento de Produtos Agrícolas em 2021” propuseram o uso de novas tecnologias como manufatura inteligente, síntese de biotecnologia e impressão 3D para integrar e montar um lote de conteúdo de alta tecnologia, amplamente aplicável, e técnicas de processamento de produtos agrícolas que economizam recursos e equipamentos de apoio para reduzir o consumo de material e energia. No “Plano Geral para o Programa Piloto Abrangente de Xangai para Expansão da Abertura da Indústria de Serviços”, o governo chinês fortalece a função das bases nacionais de exportação de serviços digitais. Incentiva o desenvolvimento de indústrias líderes, como circuitos integrados, cultura digital, inteligência artificial e segurança da informação. Também estabelece ativamente campos emergentes, como impressão 3D e big data, e acelera a concentração de um grupo de empresas de serviços digitais com influência global. Os “Pontos Chave do Trabalho Agrícola, Rural, Científico, Educacional, Ambiental e Energético em 2019”, lançado em 2019, propõem acelerar a pesquisa e o desenvolvimento de tecnologias agrícolas inteligentes, como big data, computação em nuvem e impressão 3D para formar vantagens da inovação em campos emergentes.
2. Status atual do desenvolvimento: os campos de aplicação downstream são amplos e a escala do mercado da indústria continua a crescer
A impressão 3D, também conhecida como manufatura aditiva, é um tipo de tecnologia de prototipagem rápida que usa arquivos de modelo digital para construir objetos por meio da impressão camada por camada usando materiais que podem ser colados, como pó de metal ou plástico. Olhando para a cadeia industrial da indústria de impressão 3D, a indústria upstream inclui principalmente matérias-primas, hardware principal, ferramentas auxiliares e assim por diante; a indústria intermediária inclui principalmente fabricantes de equipamentos e provedores de serviços de impressão 3D; a indústria downstream é aplicada principalmente na fabricação de máquinas, aeroespacial, automotiva, médica, educacional, militar, cultural e assim por diante, com aplicações especiais incluindo biotecnologia, alimentos, arquitetura e impressão de retratos, entre outras.
Os materiais de impressão 3D são um componente intermediário que suporta a indústria de impressão 3D. Segundo as estatísticas, os materiais de impressão 3D são divididos principalmente em materiais metálicos e não metálicos. Os materiais metálicos são principalmente em pó, enquanto as aplicações não metálicas são relativamente extensas, incluindo plásticos de engenharia, resinas fotossensíveis, borracha sintética, cerâmica e outros materiais não metálicos. Os plásticos de engenharia são os materiais de impressão 3D mais amplamente utilizados com recursos como resistência ao impacto, resistência ao calor e resistência ao envelhecimento. A resina fotossensível líquida tem uma taxa de cura rápida, resistência a altas temperaturas e fotossensibilidade, tornando-a amplamente utilizada para produzir peças de alta precisão. A borracha sintética tem boa resistência à tração e é adequada principalmente para equipamentos médicos, interiores automotivos e outros campos. As cerâmicas têm boa estabilidade química e forte resistência à corrosão e são amplamente utilizadas nas indústrias aeroespacial e de biotecnologia.
Com o enriquecimento contínuo de matérias-primas upstream, a indústria de impressão 3D expandiu muito suas áreas de aplicação, promovendo sua expansão do consumidor para os mercados de fabricação de ponta. Atualmente, as áreas de aplicação da indústria de impressão 3D da China incluem principalmente maquinário de engenharia, aeroespacial, automotivo, eletrônicos de consumo, médicos e odontológicos, instituições acadêmicas, governamentais e militares, construção e outros. Em máquinas de engenharia, a aplicação da tecnologia de impressão 3D inclui principalmente tecnologia de fabricação aditiva, integração com tecnologia CNC e alteração do padrão de fabricação de máquinas, que desempenha um papel importante na melhoria da eficiência geral da produção e na redução dos custos de produção. No setor aeroespacial, a tecnologia de impressão 3D pode fabricar rapidamente peças complexas e reparar as existentes. A tecnologia de impressão 3D pode ser aplicada ao desenvolvimento de design exterior automotivo no campo automotivo. Ele pode imprimir modelos rapidamente e produzir rapidamente peças de formato complexo e componentes personalizados em pequenos lotes.
O desenvolvimento da tecnologia de impressão 3D foi aprimorado continuamente sob a influência de políticas, juntamente com o rápido desenvolvimento das indústrias downstream, resultando em um aumento na demanda por equipamentos de impressão 3D e expandindo ainda mais o tamanho do mercado da indústria. Segundo as estatísticas, o tamanho do mercado da indústria de impressão 3D da China mostrou uma clara tendência ascendente. Em 2017, o tamanho do mercado era de apenas 9.8 bilhões de RMB, mas até 2021, o tamanho do mercado de impressão 3D atingiu 26.5 bilhões de RMB, um aumento de 16.7 bilhões de RMB. Espera-se que cresça em 2022, e o tamanho do mercado deve atingir 34.45 bilhões de RMB. Em termos de receita nos campos subdivididos em 2021, a receita dos equipamentos de impressão 3D representou mais de 50%, ocupando o primeiro lugar. Pode-se ver que o equipamento é a parte principal da indústria de impressão 3D. Em segundo lugar, a receita de serviços de impressão 3D representou 21% e a receita de materiais representou 16%.
Com a contínua promoção e popularização da tecnologia de impressão 3D, as vendas de dispositivos de impressão 3D para consumo pessoal estão crescendo rapidamente. De acordo com dados da Alfândega da China, o número de impressoras 3D exportadas da China em 2021 foi de 2.873 milhões de unidades, um aumento de 13% em relação a 2020; o volume de exportação nos três primeiros trimestres de 2022 foi de 1.452 milhão de unidades, um aumento de 25% em relação ao mesmo período de 2021. Olhando para os dados dos últimos anos, o número de impressoras 3D exportadas da China tem aumentado continuamente. De 2017 a 2020, o volume de exportação aumentou de 656,000 mil unidades para 2.539 milhões de unidades. À medida que a base continua a crescer, a taxa de crescimento diminuiu de 85% em 2017 para 42% em 2019, depois aumentou para 77% em 2020.
Com o apoio contínuo de políticas nacionais, a indústria de impressão 3D alcançou um desenvolvimento sustentado, o que promoveu o aumento de pedidos de patente na indústria de impressão 3D. Olhando para o número de pedidos de patentes de impressão 3D de 2017 a 2020, o número de pedidos de patentes de impressão 3D na China continuou a aumentar, de 5,718 em 2017 para 7,501 em 2020. No entanto, o número de pedidos de patentes diminuiu gradualmente em 2021, atingindo 6,618 , uma queda de 12% em relação a 2020. Em 2022, o número de pedidos de patentes também apresentou tendência de queda, com um total de 3,597, uma queda de 3,021 em relação a todo o ano de 2021.
Nota: Os dados de 2022 são até 7 de dezembro de 2022.
3. Cenário empresarial: a receita empresarial está aumentando e o investimento em P&D está se fortalecendo
Em 2021, havia 50 empresas na indústria chinesa de impressão 3D com receita anual superior a 100 milhões de RMB. A receita anual total dessas 50 empresas foi de cerca de 11 bilhões de RMB, em comparação com apenas 32 empresas com receita superior a 100 milhões de RMB em 2020, um aumento de 56% em relação ao ano anterior. Em relação à distribuição dos níveis de competição entre as empresas, a Creality 3D Technology e a Anycubic Technology estão no primeiro nível, com receitas anuais superiores a 1 bilhão de RMB. O segundo nível inclui Bright Laser Technologies, Shining 3D Tech e UnionTech 3D, com receitas anuais superiores a 500 milhões de RMB. O terceiro nível inclui Esun Industrial e Goldstone 3D Printing Technology, com receitas anuais superiores a 200 milhões de RMB. Pode-se observar que a diferença de receita entre as empresas de ponta e as de segundo e terceiro níveis não é significativa. Vilory Advanced Materials Technology e Aurora Technology estão no quarto nível, com receitas anuais superiores a 50 milhões de RMB.
A Bright é uma empresa de alta tecnologia focada na fabricação de aditivos de metal de nível industrial e está na vanguarda do campo de fabricação de aditivos de metal tanto nacional quanto internacionalmente. A empresa realiza pesquisa e desenvolvimento, produção e vendas de equipamentos de impressão 3D de metal, produtos personalizados e matérias-primas de impressão 3D de metal em toda a cadeia da indústria de manufatura aditiva de metal. Também fornece aos clientes design e desenvolvimento de processo de impressão 3D de metal e serviços técnicos relacionados. Olhando para a receita total da empresa de 2017 a 2021, a receita da Bright aumentou de 220 milhões de RMB em 2017 para 552 milhões de RMB em 2021. Nos primeiros três trimestres de 2022, a receita total da empresa foi de 520 milhões de RMB. A Shining 3D Tech é uma empresa de inovação tecnológica com foco em software digital 3D de alta precisão e tecnologia de hardware baseada em visão computacional. Ela pesquisa, desenvolve, produz e vende principalmente digitalização odontológica e equipamentos e software profissionais de digitalização 3D. A receita total da Shining 3D Tech apresentou uma tendência ascendente de 2017 a 2021. No entanto, devido ao impacto da pandemia de COVID-19, a principal receita comercial caiu em 2020, mas aumentou gradualmente para 567 milhões de RMB em 2021. No primeiro três trimestres de 2022, a principal receita comercial da empresa atingiu 548 milhões de RMB. Em termos de impressão 3D, as impressoras 3D odontológicas são produtos digitais desenvolvidos independentemente pela empresa e sua receita caiu de 190 milhões de RMB em 2019 para 46 milhões de RMB em 2021.
Olhando para a margem de lucro bruto das empresas, Bright e Shining 3D mostraram uma tendência geral ascendente na margem de lucro bruto. Entre eles, a margem de lucro bruto da Bright aumentou de 2017 a 2020, atingindo seu ponto mais alto nos últimos anos em 52.72% em 2020, antes de cair gradualmente para 48.23% em 2021. A margem de lucro bruto da Shining 3D diminuiu de 51.98% em 2018 para 49.17% em 2019 e aumentou gradativamente. Em 2021, a margem de lucro bruto da Shining 3D aumentou para 59.87%, um aumento de 10.20% em relação a 2020.
Olhando para o investimento em P&D das empresas, a Bright segue a direção estratégica de integração da indústria, academia e pesquisa e atualmente tem vantagens significativas em múltiplas áreas de competição. De 2017 a 2021, o investimento em P&D da Bright esteve em estado de crescimento contínuo. Em 2021, o investimento em P&D da empresa atingiu 114 milhões de RMB, representando 20.69% de sua receita total. O Shining 3D pode melhorar a extensibilidade e a estabilidade do equipamento de impressão 3D por meio de pesquisa e desenvolvimento independentes, o que conduz à melhoria das capacidades subsequentes de P&D e facilita o acoplamento de matérias-primas upstream e downstream e software como software e atualizações de produtos. Seu investimento em P&D diminuiu em 2020 devido ao impacto da pandemia, mas aumentou para 144 milhões de RMB em 2021, respondendo por 25.37% de sua receita total.
4. Tendências de desenvolvimento: os campos de aplicação da indústria 3D continuam a se expandir e o desenvolvimento sustentável é uma prioridade para a indústria
4.1 A demanda continua a se expandir e o potencial de desenvolvimento futuro da indústria de impressão 3D é enorme
Como todos sabemos, a inovação tecnológica é vital no desenvolvimento de várias indústrias, incluindo a indústria de impressão 3D. Com o desenvolvimento global e a promoção da tecnologia 3D, a demanda por materiais de impressão 3D continua a aumentar. A natureza única da tecnologia de impressão 3D e sua dependência de materiais levou a um número crescente de participantes do mercado na indústria de materiais de impressão 3D e aumentou os lucros da indústria. Espera-se que as barreiras tecnológicas aos materiais de impressão 3D aumentem ainda mais, indicando que a indústria ainda precisa aumentar o investimento em pesquisa e desenvolvimento para expandir as áreas de aplicação da impressão 3D. Espera-se que a indústria global de impressão 3D continue a crescer rapidamente na próxima década, e a indústria da China continuará a crescer e entrará em uma fase de industrialização em larga escala à medida que rompe continuamente as barreiras tecnológicas. Há uma forte demanda por impressão 3D de metal em setores como aeroespacial, automotivo, marítimo, nuclear e de equipamentos médicos, e o final da aplicação está mostrando uma tendência de rápida expansão. No futuro, a aplicação da tecnologia de impressão 3D passará de modelos conceituais simples para fabricação direta de peças funcionais, e o potencial de desenvolvimento da indústria é enorme.
4.2 A produção sustentável é uma importante direção de desenvolvimento para a indústria de impressão 3D
O país gradualmente atribuiu grande importância à proteção ambiental nos últimos anos, e a indústria mudou gradualmente para atender à tendência política. Anteriormente, os processos de fabricação tradicionais raramente consideravam questões ambientais durante o projeto, e cerca de um terço das emissões de carbono estavam relacionadas à produção e logística do produto. No entanto, a impressão 3D pode efetivamente reduzir o desperdício, o dióxido de carbono e outras emissões que a indústria de manufatura produz. Juntamente com o lançamento atual de peso leve, é benéfico para a aplicação da indústria 3D em áreas como automóveis e aeronaves. Engenheiros e designers irão repensar o projeto durante todo o ciclo de vida do produto para alcançar a integração estrutural das peças. Ao produzir peças leves com geometrias complexas, eles podem reduzir o consumo e desperdício de material, reduzir o peso de veículos e aeronaves, melhorar a eficiência de combustível e reduzir as emissões de gases de efeito estufa e o consumo de energia. Além disso, à medida que mais e mais fabricantes transmitem arquivos digitais para produção local, em vez de entregar mercadorias por meio de transporte de longa distância, o transporte será bastante reduzido, reduzindo ainda mais os custos, o consumo de energia, o desperdício e as emissões.
Retirado de Grupo de Pesquisa de Inteligência (chyxx.com)
