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 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。
四、相关公司与投资建议
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。
4.1、海正生材：国内聚乳酸领先企业，3D 打印领域快速放量
公司拥有具备自主知识产权的聚乳酸全流程商业化生产线，涵盖了“乳酸—丙交酯—聚乳酸”全工艺产业化流程，完整掌握了“两步法”工艺全套产业化技术。同时，公司通过在乳酸脱水酯化、环化、丙交酯纯化精制、增链生成聚乳酸等各个生产环节的核心技术，能够实现产品的高光学纯度以及制造过程的高收率。公司的产品在熔点、分子量分布、色度等性能指标方面已达到国际先进水平，具备较强的国际竞争力。
4.2、金发科技：改性塑料龙头企业，具备 PLA 产能布局
根据公司 2025 年半年报，公司是全球化工新材料行业产品种类最为齐全的企业之一，同时是全球规模最大、产品种类最为齐全的改性塑料生产企业。在生物降解塑料、特种工程塑料、碳纤维及复合材料领域，公司的产品技术及产品质量已达到国际先进水平。公司围绕高分子材料，已打通产业链上下游，产业协同优势逐步凸显，实现了从单一改性塑料到多品种化工新材料的升级，产品结构不断向产业高端和高附加值的方向延伸。
4.3、家联科技：深耕餐饮具及家居日用品，积极布局聚乳酸 3D 打印线材
公司主要从事塑料制品、生物全降解材料及制品以及植物纤维制品的研发、生产与销售的高新技术企业，覆盖家居、快消、餐饮、新茶饮、咖啡等领域，以及大型企业或机构、航空、家庭日用消费等各类消费场景。公司拥有降解材料的改性、模具设计制造以及后端各类制品的生产技术工艺，产业链较长，能够根据客户和市场的需求快速反应并进行调整。公司拥有完整的全降解产品大规模研发、制造、销售及服务体系，目前拥有十大工艺产线，涵盖植物纤维、新材料、注塑、吸塑等多个数字化车间，拥有高精度模具制造工厂、专业的研发团队，独立的实验室，是国内领先的大体量、全品类生产企业。
