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2022年全球及中国乳腺癌新发患者人数、乳腺癌用药市场规模分析「图」-不锈钢3D打印工厂

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一、乳腺癌用药行业概况

乳腺癌是乳腺上皮细胞在多种致癌因子的作用下,发生增殖失控的现象。疾病早期常表现为乳房肿块、乳头溢液、腋窝淋巴结肿大等症状,晚期可因癌细胞发生远处转移,出现多器官病变,直接威胁患者的生命。按照发病原因的不同,乳腺癌可分为散发性乳腺癌、家族聚集性乳腺癌和遗传学乳腺癌三类。

乳腺癌按发病原因分类

2022年全球及中国乳腺癌新发患者人数、乳腺癌用药市场规模分析「图」

资料来源:华经产业研究院整理

二、全球及中国乳腺癌用药行业现状

1、新发患者人数

乳腺癌在全球和中国范围内都是一个重大的公共卫生问题,对于居民的生命健康造成很大影响。数据显示,2021年全球乳腺癌新发患者人数达到230.1万人,同比增长1.77%;中国乳腺癌新发患者人数达到33.6万人,同比增长1.2%。

2017-2021年全球及中国乳腺癌新发患者人数

2022年全球及中国乳腺癌新发患者人数、乳腺癌用药市场规模分析「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、市场规模

乳腺癌是目前女性最常见的肿瘤,乳腺癌新发病例人数的增加带动乳腺癌药物市场规模的不断增长,2021年全球乳腺癌药物市场规模约为337亿美元,同比增长5.97%,预计2022年将达到369亿美元。

2017-2022年全球乳腺癌药物市场规模及增速

2022年全球及中国乳腺癌新发患者人数、乳腺癌用药市场规模分析「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

中国居民的癌症发病率在近十几年总体呈现上升趋势,乳腺癌发病率位居中国女性首位。据统计,我国乳腺癌药物市场规模自2017年的346亿元增长至2021年的542亿元,年均复合增速为11.87%,2022年将持续增长至617亿元。

2017-2022年中国乳腺癌药物市场规模及增速

2022年全球及中国乳腺癌新发患者人数、乳腺癌用药市场规模分析「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2028年中国乳腺癌用药行业市场深度评估及投资策略咨询报告》

三、乳腺癌用药上市情况

截至2022年10月,目前FDA共批准了3款针对乳腺癌的CDK4/6抑制剂,分别为辉瑞的哌柏西利、诺华的瑞柏西利及礼来的阿贝西利。中国NMPA共批准了3款CDK4/6抑制剂,分别为辉瑞的哌柏西利、礼来的阿贝西利和恒瑞的达尔西利,其中礼来的阿贝西利进入《国家基本医疗保险、工伤保险和生育保险药品目录(2021年)》,适应症为联合AI或氟维司群治疗HR+/HER2-局部晚期或转移性乳腺癌,为首个且唯一被列入国家医保目录的CDK4/6抑制剂,进医保后降价幅度约为70%。具体批准信息及销售情况如下表所示:

中国已上市CDK4/6抑制剂(截至2022年10月)

2022年全球及中国乳腺癌新发患者人数、乳腺癌用药市场规模分析「图」

资料来源:NMPA,华经产业研究院整理

四、乳腺癌用药行业展

2022年,中国临床工作者在乳腺癌治疗领域取得了丰硕的成果:DS-8201在HER2低表达的乳腺癌中取得突破性的成果,低表达的HER2受体可能成为乳腺癌新的治疗靶点;达尔西利联合氟维司群或芳香化酶抑制剂在激素受体阳性/HER2阴性晚期乳腺癌患者的临床试验中都取得了良好的效果,达尔西利有望成为此类晚期患者一线治疗的选择;三阴性乳腺癌的化疗、靶向治疗、免疫治疗联合化疗等治疗方法均有了新的进展。相信随着新药物、新方法的不断涌现,对乳腺癌机制的不断探究,乳腺癌患者能够得到更多的临床获益。

华经产业研究院通过对中国乳腺癌用药行业海量数据的搜集、整理、加工,全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业重点企业的产销运营分析,并根据行业发展轨迹及影响因素,对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向,把握市场机会,做出正确投资决策。更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2023-2028年中国乳腺癌用药行业市场深度评估及投资策略咨询报告》。

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2022年中国毫米波雷达行业现状与竞争格局分析,国产替代是大势所趋「图」-不锈钢3D打印工厂

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一、毫米波雷达行业概况

毫米波雷达是工作在毫米波波段探测的雷达。于20世纪40年代在国外产生,经过数十年的发展,在2013年进入中国,随后在我国进入快速发展阶段。

毫米波雷达行业发展历程

2022年中国毫米波雷达行业现状与竞争格局分析,国产替代是大势所趋「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

与传统的雷达传感器相比,4D毫米波雷达配有纵向天线,且天线数量更多,除能测量俯仰角度外,角度分辨率、速度分辨率及距离分辨率都更高,能够测量空间距离,还能够计算水平和俯仰方向的到达角。此外,它的角度分辨率达到亚度(<1度)级别,而使用传统汽车雷达只能达到5至8度的分辨率。4D毫米波雷达还增加了多模工作的独特功能,也就是在从近处到最远300米处的所有距离上同时检测目标。

4D毫米波雷达与传统毫米波雷达对比情况

2022年中国毫米波雷达行业现状与竞争格局分析,国产替代是大势所趋「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

二、毫米波雷达行业现状分析

1、市场规模

伴随着汽车智能化转型的推进,中国ADAS市场进入了高速增长期。作为ADAS系统中不可或缺的智能传感器,毫米波雷达市场迎来快速发展。据统计,2021年我国毫米波雷达市场规模达到112.58亿元,2014年以来CAGR为17.88%。

2014-2021年中国毫米波雷达市场规模及增速

2022年中国毫米波雷达行业现状与竞争格局分析,国产替代是大势所趋「图」

资料来源:华经产业研究院整理

2、企业区域结构

我国毫米波雷达企业主要分布于技术密集型及高附加值产业地区,2022年广东省规模位居全国首位,占比达23.3%,其次是江苏省和上海市,前三大省市的合计占比超过50%。

2022年中国毫米波雷达企业区域分布情况

2022年中国毫米波雷达行业现状与竞争格局分析,国产替代是大势所趋「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

3、下游应用

受益于中国新能源汽车产业集群需求旺盛,车载毫米波雷达成为第一大应用领域,2022年的市场占比达26%;交通领域毫米波雷达技术应用趋势明显,占比约为21%。

2022年中国毫米波雷达下游应用领域分布情况

2022年中国毫米波雷达行业现状与竞争格局分析,国产替代是大势所趋「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2028年中国毫米波雷达行业发展监测及投资前景展望报告》

三、毫米波雷达市场竞争格局

在高级辅助驾驶系统(ADAS)渗透率不断提升的同时,越来越多的中国企业开始布局毫米波雷达领域。目前毫米波雷达市场依然由国外供应商主导,从传统毫米波雷达的竞争格局来看,截至2022年底,前三大厂商分别为博世、大陆、安波福,CR3达67.1%。随着国产替代加速,国产毫米波雷达厂商有望依靠本地优势占据市场制高点。

毫米波雷达市场竞争格局(截至2022年)

2022年中国毫米波雷达行业现状与竞争格局分析,国产替代是大势所趋「图」

资料来源:感知芯视界,华经产业研究院整理

四、毫米波雷达行业展望

传统毫米波雷达市场受海外Tier1巨头垄断,国内初创企业有望在4D毫米波雷达变革中破局。由于我国汽车产业链起步较慢,海外Tier1先行抢占我国传统车载毫米波雷达市场,竞争格局固化。而4D毫米波雷达产品的升级为我国初创企业打开了机会窗口,有望实现弯道超车。国内4D毫米波雷达厂商在海外第一代4D毫米波雷达方案基础上进行了大量硬件成本优化,产品具备价格优势;同时相比海外Tier1的“黑盒交付”,国内厂商配合度更高,愿意根据整车厂要求进行定制化交付,产品具备适配优势。产业链保持稳定,国内零部件厂商凭借产品价格和响应速度优势有望获得更大市场份额。

华经产业研究院对中国毫米波雷达行业的发展现状、产业链发展格局及市场供需形势进行了具体分析,并从行业的政策环境、经济环境、社会环境及技术环境等方面分析行业面临的机遇及挑战。还重点分析了重点企业的经营现状及发展格局,并对未来几年行业的发展趋向进行了专业的预判。为企业、科研、投资机构等单位了解行业最新发展动态及竞争格局,把握行业未来发展方向提供了专业的指导和建议。更多详细内容,请关注华经产业研究院研究出版的《2023-2028年中国毫米波雷达行业市场深度分析及投资潜力预测报告》。

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2022年中国逻辑芯片行业产业链、发展现状及趋势分析,行业技术正逐步稳定提升,产业链上有望形成数万亿元的“大蓝海”市场「图」-不锈钢3D打印工厂

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一、行业综述

1、定义及分类

逻辑芯片是集成电路行业中较为重要的芯片类型,指包含逻辑关系、以二进制为原理、实现数字离散信号的传递、逻辑运算和操作的芯片。逻辑芯片中最基本的逻辑电路是常见的门电路,而最简单的门电路为与电路、或电路和非电路。逻辑电路根据其设计方法可以分为定制、半定制与可编程设计方法,不同的设计方法应用于不用领域的逻辑电路。

逻辑芯片分类

2022年中国逻辑芯片行业产业链、发展现状及趋势分析,行业技术正逐步稳定提升,产业链上有望形成数万亿元的“大蓝海”市场「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、行业特征

逻辑芯片行业产品技术研发较难,进入壁垒较高,因此先发优势明显,先进入者能快速抢占市场份额。中国的逻辑芯片市场参与者较多,竞争较为激烈,但单个厂商市场份额较低行业集中度不高,未来行业下游需求的旺盛将给逻辑行业带来巨大的发展空间,促进国产替代加速。

逻辑芯片行业特征

2022年中国逻辑芯片行业产业链、发展现状及趋势分析,行业技术正逐步稳定提升,产业链上有望形成数万亿元的“大蓝海”市场「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

3、发展历程

FPGA芯片又称为现场可编程逻辑阵列芯片,1985年起源于Xilinx公司。FPGA芯片基于PAL、 GAL、CPLD等可编程器件发展而来,既解决传统可编程器件门阵列数有限的缺点,具备更大的规模容量进而提高性能;同时现场可编程的特点帮助其克服了定制电路(例如ASIC芯片)灵活性不足的缺陷。

逻辑芯片行业发展历程

2022年中国逻辑芯片行业产业链、发展现状及趋势分析,行业技术正逐步稳定提升,产业链上有望形成数万亿元的“大蓝海”市场「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

二、行业背景

1、政策环境

中国在半导体芯片起步较晚,落后于世界发展水平。为了追赶半导体芯片的发展,政府出台了一系列相关政策,旨在鼓励和支持芯片行业的发展,避免卡脖子的情况。这一系列政策通过减免半导体企业税率、提供资金支持力度等措施极大地促进和规范了半导体行业的健康发展。

中国逻辑芯片行业相关政策梳理

2022年中国逻辑芯片行业产业链、发展现状及趋势分析,行业技术正逐步稳定提升,产业链上有望形成数万亿元的“大蓝海”市场「图」

资料来源:政府公开报告,华经产业研究院整理

2、技术环境

随着国家政策的倾斜和5G等相关基础技术的发展,中国人工智能产业在各方的共同推动下进入爆发式增长阶段,市场发展潜力巨大。数据显示,2020年中国人工智能核心产业规模就已达1500亿元,预计在2025年将达到4000亿元,未来有望发展为全球最大的人工智能市场。而AIGC的存在,将会极大的提高对逻辑芯片的需求,掀起芯片需求的高潮。

2019-2030年中国人工智能核心产业规模及预测情况

2022年中国逻辑芯片行业产业链、发展现状及趋势分析,行业技术正逐步稳定提升,产业链上有望形成数万亿元的“大蓝海”市场「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2029年中国逻辑芯片行业市场全景评估及投资战略研究报告》

三、产业链

1、产业链分析

逻辑芯片产业链分为三个环节,上游环节为原材料的制造和底层逻辑的书写,包括EDA设计和晶圆制造。主要的企业有EDA设计的华大九天,晶圆制造厂的中芯国际和联华电子;中游环节为逻辑芯片的制造,主要企业有英特尔、苹果和三星等;下游环节为终端应用包括通信、汽车、工业、消费等大类。

逻辑芯片产业链

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资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、下游环节分析

从需求端来分析,逻辑芯片下游应用领域较为分散,主要包括通信、汽车、工业、消费等大类,2020年市场规模占比分别为25.4%、20.1%、29.1%、15.4%。

2021年中国逻辑芯片行业下游应用领域分布情况

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资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

四、行业发展现状

1、全球逻辑芯片市场规模

随着AI的迅猛发展和相关领域的快速增长,全球对逻辑芯片的需求也越来越高。据统计,全球逻辑芯片行业市场规模由2016年的915亿美元增长至2022年的1277亿美元,增长幅度为39.6%,复合增长率为5.7%,2022年同比增长5.1%,预计截至2023年市场规模将达到1340亿美元。

2016-2023年全球逻辑芯片行业市场规模及增速情况

2022年中国逻辑芯片行业产业链、发展现状及趋势分析,行业技术正逐步稳定提升,产业链上有望形成数万亿元的“大蓝海”市场「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、全球FPGA芯片行业市场规模

2021年,全球FPGA芯片产业规模约为68.6亿美元,同比增长12.8%。随着全球新一代通信设备部署以及人工智能与自动驾驶技术等新兴市场领域需求的不断增长,FPGA市场规模预计将持续提高,预计到2025年市场规模将达到79.4亿美元。

2017-2022年全球FPGA芯片行业市场规模及增速情况

2022年中国逻辑芯片行业产业链、发展现状及趋势分析,行业技术正逐步稳定提升,产业链上有望形成数万亿元的“大蓝海”市场「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

3、中国FPGA芯片行业市场规

FPGA的应用场景较多,被广泛用于5G通信、人工智能、工业、数据中心等领域。受市场需求影响,中国FPGA市场规模快速增长,由2017年的80亿元快速增长至2021年约175亿元,年均复合增长率达21.61%,预计2022年将达190亿元。

2017-2022年中国FPGA芯片行业市场规模及增速情况

2022年中国逻辑芯片行业产业链、发展现状及趋势分析,行业技术正逐步稳定提升,产业链上有望形成数万亿元的“大蓝海”市场「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

五、竞争格局

以销售额口径统计,2019年,市场份额排名前三的供应商合计占据了96.3%的市场份额。其中,赛灵思、英特尔(Altera)和莱迪思分别以71.4亿元、46.7亿元和6.7亿元的销售额位列市场前三位,市场占有率达到55.1%、36.0%和5.2%。此外,中国企业安路科技的销售额排名第四占据0.9%市场份额,在国产FPGA芯片厂商中排名第一。2019年,以出货量统计,赛灵思、英特尔(Altera)、莱迪思和安路科技分别占据了中国FPGA市场36.6%、25.3%、23.2%和6.0%的份额。

2019年中国FPGA芯片行业市场份额占比情况

2022年中国逻辑芯片行业产业链、发展现状及趋势分析,行业技术正逐步稳定提升,产业链上有望形成数万亿元的“大蓝海”市场「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

六、行业发展趋势

当前我国逻辑芯片产业,一方面具备比较优势的中游制造环节已出现了较好的发展态势,另一方面国内芯片产业依然还是处于发展初期,关键领域芯片的自给率仍然较低。根据《中国制造2025》中提出,到2020年,我国芯片自给率将达到40%,2025年将达到50%。以目前的7%自产率为基点,年复合增长率将超20%。未来10年我国将是全球半导体行业发展最快的地区,也将有望成为以芯片制造为首的半导体产业领域全球引领者,产业链上有望将形成数万亿元的“大蓝海”市场。至2030年左右,随着全球集成电路厂商在中国建厂,我国成为全球半导体生产和应用中心将是大概率事件。

逻辑芯片设计位于半导体产业的最上游,是半导体产业最核心的基础,拥有极高的技术壁垒,需要大量的人力、物力投入,需要较长时间的技术积累和经验沉淀。目前,国内企业在关键领域与国外企业仍有较大的技术差距,短时间内实现赶超具有很大难度。但从近几年的产业发展来看,技术差距正在逐步缩小。同时,在国家大力倡导发展半导体的背景下,逐步实现逻辑芯片国产化可期。

华经产业研究院对中国逻辑芯片行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析,对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2023-2029年中国逻辑芯片行业市场全景评估及投资战略研究报告》。

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2022年中国通信卫星行业发展现状及趋势分析,低轨通信卫星将是未来发展的主流「图」-不锈钢3D打印工厂

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一、行业综述

1、定义及分类

卫星按技术领域和服务方式可以分为通信卫星、遥感卫星和导航卫星。卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波,从而实现多个地球站、航天器、空间站之间的单向或双向通信。

卫星分类

2022年中国通信卫星行业发展现状及趋势分析,低轨通信卫星将是未来发展的主流「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、发展历程

中国在通信卫星领域起步较晚,在上个世纪70年代,面对紧张的国际形势和一穷二白的环境,中国咬牙坚持研发出了“东方红一号”卫星,标志着中国进入太空时代。后来随着经济实力的增强和技术的积累,中国的通信卫星持续稳定发展,在21世纪初,中国达到国际间先进水平,现在我们从追赶阶段来到了超越阶段,在不久的将来,将进入全面领先水平。

通信卫星发展历程

2022年中国通信卫星行业发展现状及趋势分析,低轨通信卫星将是未来发展的主流「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

二、行业背

通信卫星作为一项系统工程,需要大量的人力物力财力,为了实现中华民族伟大复兴,高新技术的门槛一定需要迈过去。为此,政府出台了一系列相关政策,旨在鼓励和支持通信卫星行业的发展,为行业的发展提供政策便利和动力,同时规范行业有序健康发展,制定行业标准。对应用领域进行顶层设计,使得技术的发展能够更好的用之于民,提高人民的生活水平。

中国通信卫星行业相关政策梳理

2022年中国通信卫星行业发展现状及趋势分析,低轨通信卫星将是未来发展的主流「图」

资料来源:政府公开报告,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2028年中国通信卫星行业市场深度分析及投资潜力预测报告》

三、产业链

通信卫星产业链分为三个环节,上游环节为原材料和电子元器件的提供以及加工服务;中游环节为通信卫星的制造、发生和地面设备制造;下游环节为终端应用,包括卫星电视、卫星广播、气象监测、航空航天等。

通信卫星产业链

2022年中国通信卫星行业发展现状及趋势分析,低轨通信卫星将是未来发展的主流「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

四、行业发展现状

1、全球高通量通信卫星市场规模

高通量卫星由于其高容量、低带宽成本的特点,为通信卫星行业带来了更多的应用可能,未来将飞速发展。2021年全球高通量卫星市场收入约为164亿美元,同比增长33.33%,在2023年将达到约266亿美元的市场规模,其中最主要的收入来源于公众宽带接入和移动通信。

2018-2023年全球高通量通信卫星市场规模情况

2022年中国通信卫星行业发展现状及趋势分析,低轨通信卫星将是未来发展的主流「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、卫星通信市场规模

近年来,我国卫星通信行业快速发展,卫星通信关键技术不断进步,如光开关、光信息处理、智能化星上网控、超导、新的发射工具和新的轨道技术的实现,使卫星通信产生革命性的变化。卫星通信对我国的国民经济发展,对产业信息化产生巨大的促进作用。2021年我国卫星通信市场规模达到797亿元,预计2022年我国卫星通信市场规模将超过800亿元。

2018-2023年中国卫星通信行业市场规模及增速情况

2022年中国通信卫星行业发展现状及趋势分析,低轨通信卫星将是未来发展的主流「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

3、在轨卫星数量情况

据统计,2021年全球各国在轨卫星数量中,美国发射的卫星数量最多,占比达到63%,其次是中国,在轨卫星数量占比达10%,其次是俄罗斯,数量占比为3%。

2021年各国在轨卫星数量占比情况

2022年中国通信卫星行业发展现状及趋势分析,低轨通信卫星将是未来发展的主流「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

4、中国通信卫星用途占比

据统计,中国通信卫星用途中,利用占比最大的为商用通信卫星,占比为55,其次是政府通用卫星,占比为31%。民用通信卫星占比为9,军用通用卫星占比5%。

2022年中国通信卫星按用途分类及占比

2022年中国通信卫星行业发展现状及趋势分析,低轨通信卫星将是未来发展的主流「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

五、竞争格局

中国通信卫星主要企业分为三类,卫星制造相关企业主要有中国航天、九天微星、长光卫星等;卫星发射相关企业主要有航天科技、航天科工、蓝箭航天等;地面设备相关企业为中国卫星、北斗星通、国腾电子等;卫星运营及服务相关企业有中国电信、亚光科技等。

中国通信卫星主要企业

2022年中国通信卫星行业发展现状及趋势分析,低轨通信卫星将是未来发展的主流「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

六、行业发展趋势

目前低轨空间是全球航天发展的焦点。当前在互联网蓬勃发展以及网络连接需求大幅上涨背景下,通信卫星市场得以快速发展。伴随着卫星成本逐步下降以及低轨卫星优势作用不断凸显,目前通信卫星行业正呈现出由高轨向中轨、低轨发展趋势。

具体来看,在生产方面,当前在国内制造业转型升级步伐不断加快背景下,卫星设计已从定制化迈向标准化,生产已从小批量手工生产方式转变为高度自动化生产,规模化生产水平得以大幅提升;在优势方面,低轨卫星距离地面更近、绕地运动路径更短、重量更轻,能够实现降低卫星路径损耗、提高信号质量、降低延迟、减少生产成本等作用,对车联网、物联网、智能物流、智慧交通等领域发展具有积极促进作用。由此,通过增大低轨卫星覆盖密度来提升卫星互联网能力成为通信卫星行业发展主要技术手段,目前世界各国正在积极布局低轨通信星座,低轨星座部署迈入高峰期。

华经产业研究院通过对中国通信卫星行业海量数据的搜集、整理、加工,全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业重点企业的产销运营分析,并根据行业发展轨迹及影响因素,对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向,把握市场机会,做出正确投资决策。更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2023-2028年中国通信卫星行业市场深度分析及投资潜力预测报告》。

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2023年中国生物可降解材料行业发展现状及趋势分析,政策和技术的双驱动力促使行业稳定健康发展「图」-不锈钢3D打印工厂

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一、行业综述

1、定义及分类

生物可降解材料是指在一定条件下,能被土壤微生物(如细菌、霉菌、藻类等)或其分泌物在酶或化学分解作用下降解的材料。这些材料通常由天然有机物制成,例如木质素、淀粉和纤维素等,通过微生物和酵素等生物过程进行分解,最终转化成二氧化碳和水等天然物质。

生物可降解材料分类情况

2023年中国生物可降解材料行业发展现状及趋势分析,政策和技术的双驱动力促使行业稳定健康发展「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、发展历程

中国生物可降解材料行业的萌芽期可以追溯到20世纪90年代,此时一些企业开始涉足该领域、开始大规模研究和开发。中国生物可降解材料行业的启动期可以大约定为从2006年到2014年,这个时间段是中国生物可降解材料行业的初步规模化发展阶段,其中包括技术不断成熟。从2015年到2020年,此时随着人们对环境问题的日益关注,生物可降解材料逐渐得到广泛应用,行业迎来了快速增长的阶段。2018年中国对塑料污染治理发出了“最严措施”,要求2020年底前全国餐饮单位停止使用不可降解塑料餐具,这对于生物可降解材料行业的发展起到了积极推动作用。从2020年底至今,随着环保意识的不断提高和市场的日益竞争,行业进入了一个不断变化的阶段。在未来,生物可降解材料行业有望讲入成熟期,随着技术的不断提高和市场的逐渐稳定,该行业有望实现更加健康和可持续的发展。

中国生物可降解材料行业发展历程

2023年中国生物可降解材料行业发展现状及趋势分析,政策和技术的双驱动力促使行业稳定健康发展「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

二、行业背景

1、政策环境

经济的快速发展也导致资源的快速开发和环境的污染加重,为了使得环境可持续发展,政府出台了一系列保护环境的措施,生物可降解材料可以得到高效利用的同时也能减轻对环境污染和资源消耗的压力。这一系列政策鼓励生产、销售和使用生物可降解材料,提高固体废物的可降解性,降低对环境造成的污染和损害。促进塑料制品替代,进—步推动生物可降解材料的发展和应用。

中国生物可降解材料行业相关政策梳理

2023年中国生物可降解材料行业发展现状及趋势分析,政策和技术的双驱动力促使行业稳定健康发展「图」

资料来源:政府公开报告,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2029年中国生物可降解材料行业市场全景评估及投资规划建议报告》

三、产业链

生物可降解材料行业产业链可分为三个环节,上游环节为原材料供应和相关的制造加工技术;中游环节为对原材料进行加工制造的生产厂商,为市场提供生物可降解材料;下游环节主要为材料的应用场景,如包装材料、吸管、农业覆盖膜等。依靠其环保可降解等特性可以大量减轻环境污染和资源消耗的压力。

生物可降解材料行业产业链

2023年中国生物可降解材料行业发展现状及趋势分析,政策和技术的双驱动力促使行业稳定健康发展「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

四、发展现状

1、市场规模

近年来政府特别强调对生物可降解材料的应用,减少资源消耗大且对环境污染严重的材料,极大的推动了行业的发展。据统计,2022年中国生物可降解材料市场规模将达到160.49.亿元,同比增长79.37%,市场增长空间巨大,预计截至2023年市场规模将达到230.72亿元。

2018-2023年中国生物可降解材料市场规模情况

2023年中国生物可降解材料行业发展现状及趋势分析,政策和技术的双驱动力促使行业稳定健康发展「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、产量分布

中国可降解材料产能正在进入快速扩张期。根据我们对于52家企业在建或拟建产能进行统计,我国可降解材料产能将会在未来3-5年间达到459万吨(拟建),尤其是PLA的拟建产能大约可达300万吨,可以覆盖目前可降解材料在餐饮市场、农业地膜应用及医用场景下的需求。

2021年中国PLA、PBAT可降解材料产能对比

2023年中国生物可降解材料行业发展现状及趋势分析,政策和技术的双驱动力促使行业稳定健康发展「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

4、应用领域

2021年1月,全国范围内的不可降解一次性塑料吸管已被全面取代,随着国家政策的渐进推动和可降解材料行业的不断发展,餐饮外卖行业的包装袋、包装盒采用可降解材料是必然之势。得益于国家产业聚集需求,可降解材料的产能提升,2022可降解外卖包装盒市场规模可达56亿元,预计截至2023年市场规模将达到137亿元。

2019-2025年中国可降解外卖包装盒市场规模

2023年中国生物可降解材料行业发展现状及趋势分析,政策和技术的双驱动力促使行业稳定健康发展「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

五、行业发展趋势

环境污染和资源消耗逐渐成为社会重点关注的问题,为了坚持可持续发展战略,国家出台了一系列相关政策,旨在提供资源利用率和减轻环境污染的压力。政策的驱动使得生物可降解材料行业得到快速的发展。另外,随着技术的创新和产业链的升级,生物可降解材料也得到了升级,对环境的污染和消耗得到了极大的改善,同时材料质量也得到了相应的保证,让人们越来越认可生物可降解材料制造的物品。在将来,环境保护仍然是社会发展的重要目标,生物可降解材料将会发挥更重要的作用,同时技术的创新发展为行业的发展提供源源不断的动力。

华经产业研究院对中国生物可降解材料行业的发展现状、产业链发展格局及市场供需形势进行了具体分析,并从行业的政策环境、经济环境、社会环境及技术环境等方面分析行业面临的机遇及挑战。还重点分析了重点企业的经营现状及发展格局,并对未来几年行业的发展趋向进行了专业的预判。为企业、科研、投资机构等单位了解行业最新发展动态及竞争格局,把握行业未来发展方向提供了专业的指导和建议。更多详细内容,请关注华经产业研究院研究出版的《2023-2029年中国生物可降解材料行业市场全景评估及投资规划建议报告》。

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2022年中国方便食品行业产业链、发展现状及趋势分析,人们生活水平的提高和消费观念的转变,将推动行业持续扩容「图」-不锈钢3D打印工厂

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一、行业综述

1、定义及分类

方便食品是以米、面、杂粮等粮食为主要原料加工制成的初级加工产成品,方便食品只需简单烹制即可,食用简便、携带方便、易于储藏。根据《2017国民经济行方便食品业分类注释》的规定,方便食品主要分为方便面、速冻食品、米面制品和其他方便食品。

方便食品分类

2022年中国方便食品行业产业链、发展现状及趋势分析,人们生活水平的提高和消费观念的转变,将推动行业持续扩容「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、发展历程

经济的快速发展,人们的空闲时间越来越少,方便食品因其简单便利,味道不错等特性,很好的适应了当今的发展,行业得到快速的成长。早期方便食品种类单一、工艺技术不成熟导致的质量较低,受到众多人的偏见,但随着产业链的升级以及大众对方便食品的认知发生改观,如今方便食品已得到大多人的青睐,行业进入高质量快速发展时期。

方便食品行业发展历程

2022年中国方便食品行业产业链、发展现状及趋势分析,人们生活水平的提高和消费观念的转变,将推动行业持续扩容「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

二、行业背景

1、政策环境

方便食品行业是我国重要的民生产业和传统优势产业,近年来方便食品行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了《关于培育传统优势食品产区和地方特色食品产业的指导意见》《食品安全标准与监测评估“十四五”规划》《“十四五”推进农业农村现代化规划》等多项政策,鼓励方便食品行业发展与创新。

中国方便食品行业相关政策梳理

2022年中国方便食品行业产业链、发展现状及趋势分析,人们生活水平的提高和消费观念的转变,将推动行业持续扩容「图」

资料来源:政府公开报告,华经产业研究院整理

2、社会环

改革开放后,国家快速发展,经济实力得到长足的进步,人民的生活水平逐渐提高。据统计,人均可支出从2016年的23821元增长至2021年的35128元,增长幅度35.13%。人均消费支出从2016年的17111增长至2021年的24100元,增长幅度40.85%。消费的支出增加对于方便食品行业的增长提供了坚实的基础。

2016-2021年中国人均可支出和消费支出情况

2022年中国方便食品行业产业链、发展现状及趋势分析,人们生活水平的提高和消费观念的转变,将推动行业持续扩容「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2029年中国方便食品行业市场发展监测及投资战略咨询报告》

三、产业链

方便食品上游行业是农副产品业及加工业、调味料和包装材料业,因此,上游行业对方便食品产品的价格、品质和稳定性等具有重要影响。中游环节主要为产品的研发和生产,提供方便食品。行业下游为销售渠道环节,大体可分成线上和线下两种渠道。其中,线下主要为经销商渠道、商超渠道,线上主要为电商渠道。电商渠道主要是通过在第三方大型电商平台设立自营店铺,或通过电商自营平台进行销售。

方便食品产业链

2022年中国方便食品行业产业链、发展现状及趋势分析,人们生活水平的提高和消费观念的转变,将推动行业持续扩容「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

四、发展现状

1、市场规模

随着近年来中国食品制造业向好以及“懒人经济”的火热发展,方便食品凭借方便快捷的优势,近年来中国食品制造业向好发展,方便食品市场也不断扩大。2021年中国方便食品的市场规模大约为5065亿元,同比增长5.24%,预计2022年将进一步增长至5311亿元。

2017-2022年中国方便食品市场规模及增速情况

2022年中国方便食品行业产业链、发展现状及趋势分析,人们生活水平的提高和消费观念的转变,将推动行业持续扩容「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、细分市场

近年来康师傅、统一、今麦郎、白象、日清等企业推出多价格带、多口味、多规格的方便面产品,并在消费场景、面品营养属性、非油炸单品等诸多方面发力推新,中国方便面行业整体规模不断扩大。数据显示,2018-2022年中国方便面市场规模从1039.1亿元增长至1459亿元,年均复合增长率约8%,预计2023年国内方便面市场规模将达到1584.3亿元。

2017-2022年中国方便面行业市场规模及增速情况

2022年中国方便食品行业产业链、发展现状及趋势分析,人们生活水平的提高和消费观念的转变,将推动行业持续扩容「图」

资料来源:iiMedia Research,华经产业研究院整理

五、竞争格局

1、企业介绍

方便食品的品牌日益增多。除了传统品牌(康师傅、统一、白象)以外,也涌现出许多网红品牌(自嗨锅、莫小仙、阿宽、零食品牌(百草味、三只松鼠)、餐饮品牌(海底捞、小龙坎)、新锐品牌、进口品牌。虽然传统品牌的市场份额很大,但网红品牌、零食品牌、新锐品牌产品增速更高,加大了方便食品行业的竞争。

方便速食企业对比情况

2022年中国方便食品行业产业链、发展现状及趋势分析,人们生活水平的提高和消费观念的转变,将推动行业持续扩容「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、主要企业分析

随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,消费者对食物品种的多样性、烹饪便利性和品质提出了更高的要求。阿宽食品正是抓住了这一时机,2018-2020年,总营业收入和净利润快速增长,2020年受疫情影响公司营业总收入同比增长76%,净利润同比增长222%。2018-2021年,公司方便面、方便粉丝、方便米线、自热食品等主营业务产品的销售收入占比均在95%以上,其他业务收入主要为销售调味包、原材料等产生的收入,主营业务十分突出。

2018-2021年阿宽企业营收及净利润情况

2022年中国方便食品行业产业链、发展现状及趋势分析,人们生活水平的提高和消费观念的转变,将推动行业持续扩容「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

六、行业发展趋势

1、居民收入水平的提升推动消费需求升级

生活水平的提升让消费者的消费意愿和习惯更加积极,消费者对食品品质提出了更高的要求。早期方便食品往往被定义为“不新鲜、不健康、不营养”,但随着方便食品生产工艺的升级及供应链体系的成熟,其营养价值和健康程度的越来越高,消费者对方便食品的认知发生改变,也加快提升对方便食品的需求升级,更多、更新的产品品类得到市场认可。因此,未来多元化、中高端化、营养化、健康化方便食品的市场需求将稳步增长,为行业发展带来新的机遇。

2、日趋严格的食品安全制度促进行业健康发展

随着生活水平提高,消费者对食品安全的关注度越来越高,社会舆论对食品质量安全的监督作用越来越强。国家为了促进食品行业的健康发展,不断完善食品安全法律法规体系,制定了相应的准入标准,并出台了一系列监管政策。日趋严格的食品安全监管体系提高了行业门槛,促进了方便食品行业的优胜劣汰,方便食品行业的整体水平得到提升,有利于行业持续稳定健康发展。

3、多元化的流通业态可拓宽销售渠道

方便食品行业的流通业态一直处于不断更迭过程之中,除传统的经销商、商超等线下渠道,线上渠道也在发挥愈发不可替代的作用。线上渠道打破了原有的模式,直接连接了厂商和消费者,减少了中间环节,有利于消费者可以更加便利地获得产品信息。特别是新近崛起的短视频、直播等新业态,天然适合方便食品厂商的品牌宣传和产品推广。线上线下多元化渠道并存,有利于行业拓宽销售渠道,为食品企业带来了更多的商业机会。

华经产业研究院采用先进的数据分析工具,对方便食品行业的数据进行挖掘、整理、加工、分析和展示,为客户传递行业最新的发展动态。并对行业未来的发展前景及趋势进行专业的预判,为客户的经营决策提供专业的指导和建议,最大限度地降低客户投资风险与经营成本,把握投资机遇,提高企业竞争力。欲了解行业具体详情可以关注华经产业研究院出版的研究报告《2023-2028年中国方便食品行业市场深度分析及投资潜力预测报告》。

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2022年中国欧拉操作系统(openEuler)发展现状及趋势分析,开源社区已成为国产化的关键发力点「图」-不锈钢3D打印工厂

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一、行业综述

1、定义

欧拉操作系统(openEuler,简称“欧拉”)是面向数字基础设施的操作系统,支持服务器、云计算、边缘计算、嵌入式等应用场景,支持多样性计算,致力于提供安全、稳定、易用的操作系统。通过为应用提供确定性保障能力,支持OT领域应用及OT与ICT的融合。

欧拉操作系统介绍

2022年中国欧拉操作系统(openEuler)发展现状及趋势分析,开源社区已成为国产化的关键发力点「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、发展历程

openEuler作为一个操作系统发行版平台,每两年推出一个LTS版本。该版本为企业级用户提供一个安全稳定可靠的操作系统。openEuler也是一个技术孵化器。通过每半年发布一次的创新版,快速集成openEuler以及其他社区的最新技术成果,将社区验证成熟的特性逐步回合到发行版中。这些新特性以单个开源项目的方式存在于社区,方便开发者获得源代码,也方便其他开源社区使用。

欧拉操作系统发展历程

2022年中国欧拉操作系统(openEuler)发展现状及趋势分析,开源社区已成为国产化的关键发力点「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

二、行业背景

引导政策不断出台,推动了产业的持续壮大,服务器操作系统作为核心基础软件是其中的战略要塞。随着服务器操作系统产业在国家政策的引导下快速成长,服务器操作系统迎来了良好的政策发展环境。

中国服务器操作系统行业相关政策梳理

2022年中国欧拉操作系统(openEuler)发展现状及趋势分析,开源社区已成为国产化的关键发力点「图」

资料来源:政府公开报告,华经产业研究院整理

2、社会环境

经济是当前中国经济发展的主题,各政府部门也为推动其发展不断出台多项政策,进入“十四五”规划发展阶段中国数字经济体系的建设也在持续深化,同步推动产业数字化、数字产业化的进程不断加快。据统计中国数字经济规模逐年攀升,截至2021年,产业数字化已达37.2万亿元,数字产业化达8.4万亿元,数字经济规模占GDP比重39.8%。

2016-2021年中国数字经济规模及占GDP比重情况

2022年中国欧拉操作系统(openEuler)发展现状及趋势分析,开源社区已成为国产化的关键发力点「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2029年中国欧拉操作系统行业市场全景评估及投资策略咨询报告》

三、产业链

欧拉操作系统上游环节主要为软件提供和运行准备,包括处理商、操作系统厂商、ISV厂商和召集社区合作伙伴;中游环节为开源社区,各大厂商都可以在开源软件进行自定义操作;下游环节为厂商依靠开源的系统开发出适应自身情况的操作系统进行使用。

欧拉操作系统产业链

2022年中国欧拉操作系统(openEuler)发展现状及趋势分析,开源社区已成为国产化的关键发力点「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

四、发展现状

1、openEuler系操作系统装机量

openEuler是目前中国本土发展势头最好的开源服务器操作系统社区,据统计,在2021年openEuler系服务器操作系统装机量达到55.3万套,预计2022年装机量将达到103.3万。

2019-2022年中国openEuler系操作系统装机量情况

2022年中国欧拉操作系统(openEuler)发展现状及趋势分析,开源社区已成为国产化的关键发力点「图」

资料来源:沙利文,华经产业研究院整理

2、各领域装机量

政府领域是openEuler系操作系统装机量最好的一个领域,依靠其安全较高,运行软件时相互隔离,发现和修复漏洞能力强等特性在政府领域受到青睐。据统计,2022年政府领域openEuler系操作系统装机量为32.7万套,其次是互联网领域为27.3万台。

2021-2022年中国各领域openEuler系操作系统装机量

2022年中国欧拉操作系统(openEuler)发展现状及趋势分析,开源社区已成为国产化的关键发力点「图」

资料来源:沙利文,华经产业研究院整理

3、各领域内装机份额

在中国各领域内openEuler系操作系统装机份额中占比最大的为政府领域,占比为50.3%;其次是电信领域,占比40.6%;金融领域占到30.6%。可见在安全性要求相对较高的行业,openEuler系操作系统装机份额占比较大。

2022年中国各领域内openEuler系操作系统装机份额

2022年中国欧拉操作系统(openEuler)发展现状及趋势分析,开源社区已成为国产化的关键发力点「图」

资料来源:沙利文,华经产业研究院整理

4、商业版装机份额

在中国openEuler系商业版操作系统装机份额中,占比最大的为政府领域,商业版装机份额为66.5%,金融领域为30.6%,能源领域为26%。

2022年中国openEuler系商业版操作系统装机份额

2022年中国欧拉操作系统(openEuler)发展现状及趋势分析,开源社区已成为国产化的关键发力点「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

五、竞争格局

政府、电信、金融三大领域是openEuler系产品的主要装配来源。openEuler系操作系统装机量中,政府领域占比最高,为31.7%,其次是电信类主体装机量占比10.2%;金融类主体装机量占比11.1%。三大领域关键基础设施领域总装机量可占openEuler系产品212年中国市场总装机量的6.2%,其他领域中则包含互联网、能源、医疗、教育、制造等。

2022年中国openEuler系操作系统装机量份额占比

2022年中国欧拉操作系统(openEuler)发展现状及趋势分析,开源社区已成为国产化的关键发力点「图」

资料来源:公开资料,华经产业研究院整理

六、行业发展趋势

开源社区和多样化计算已成为国产化的关键发力点。国产厂商紧跟蓬勃发展的开源路线,顺势而为,随着产业格局的变化不断扩大影响力,而多样性计算的新时代需求也意味着国产厂商深度参与的新一轮竞争已经打响。随着服务器的快速发展以及开源软件影响力的不断提升,服务器操作系统市场将越来越向开源倾斜。国产操作系统基本都在Linux内核的基础上,进一步开发形成自主的操作系统版本,通过采用开源内核,省去了重复造轮子的过程,缩短开发周期、节约开发成本,操作系统厂商可以把精力集中于提升用户体验和生态推广方面。另外,中国数字经济转型升级推动信息产业持续增长,新兴技术领域也在迅速发展,为中国开源操作系统社区发展提供了坚实的基础。目前主流的国产服务器操作系统均是基于基础软件技术自主可控Linux开源架构开发,openEuler系操作系统有望随着产业格局的变化扩大影响力。

华经产业研究院对中国欧拉操作系统行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析,对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2023-2029年中国欧拉操作系统行业市场全景评估及投资策略咨询报告》。

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2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」-不锈钢3D打印工厂

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一、行业重点企业基本概况

1、行业定义

钢丝绳,是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束,钢丝绳由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股,再以绳芯为中心,由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。在物料搬运机械中,供提升、牵引、拉紧和承载之用。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断,工作可靠。

2、行业重点企业基本情况对比

通过相关资料查询及数据比较,选取了钢丝绳行业内的两家上市企业:贵州钢绳股份有限公司(以下简称“贵绳股份”)和江苏赛福天钢索股份有限公司(以下简称“赛福天”)来做关于钢丝绳行业发展情况的对比分析。

钢丝绳行业重点企业基本情况对比

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

资料来源:公司官网,华经产业研究院整理

二、行业重点企业发展历程对比

贵绳股份于2004年5月14日在上交所挂牌上市(股票代码:600992);是一家专业从事钢丝绳、钢丝、钢绞线及相关产品设备、材料的技术研究、生产、加工、销售和进出口业务的重点企业。贵绳股份的“巨龙”牌钢丝绳先后用于中国葛洲坝水利枢纽工程、三峡电站、神华集团、新加坡集装箱码头、振华30号世界最大打捞起重船、港珠澳大桥、981钻井平台、伶仃洋深中通道沉箱吊装等国家重要工程,并出口到美国、英国、加拿大、丹麦、荷兰、新加坡等50多个国家(地区)。

赛福天于2016年3月31日在上交所成功上市(股票代码:603028);是高新技术企业、国家知识产权优势企业、江苏省服务型制造企业和江苏省民营科技企业。在电梯钢丝绳领域,产品配套三菱电梯、迅达电梯、富士达电梯、奥的斯电梯、通力电梯等国际知名品牌电梯;在起重钢丝绳领域,与中联重科、徐工集团、三一重工等具有全球影响力的工程机械制造企业保持长期良好的合作关系。

钢丝绳行业重点企业发展历程

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

资料来源:公司官网,华经产业研究院整理

三、行业重点企业经营情况对比

1、企业总资产和净资产

对比而言,贵绳股份的企业总资产更为雄厚。贵绳股份2022年的总资产(33.4亿元)与上年同期相比增长1.1%;赛福天的2022年企业总资产则是12.1亿元,同比下降7.7%。

2017-2022年钢丝绳行业重点企业总资产统计图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

从2022年净资产规模来看,贵绳股份(14.8亿元)高于赛福天(6.8亿元),同比变化率分别是1.0%、-15.6%。

2017-2022年钢丝绳行业重点企业净资产统计图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

2、企业营业收入和营业成

2022年,贵绳股份的总营业收入为23.9亿元,同比下降5.6%;赛福天的总营收(8.0亿元)较上年下降13.1%。此外,贵绳股份(24.0亿元)的2022年企业总营业成本高于赛福天(7.7亿元),同比变化率分别为-4.6%、-8.9%。

2017-2022年钢丝绳行业重点企业营业收入与营业成本对比图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

3、企业营收结构

2022年,贵绳股份的钢丝绳营收在企业总收入中的占比为25.52%;赛福天的轮胎钢丝绳营收占了企业总收入比例的76.93%。

2022年钢丝绳行业重点企业分产品营业收入占比图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

4、企业净利润

2022年,贵绳股份归属母公司净利润(0.23亿元)高于赛福天(-0.79亿元),二者之间相差了1.02亿元。

2017-2022年钢丝绳行业重点企业归属母公司净利润对比图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2028年中国钢丝绳行业市场深度分析及投资策略咨询报告》

5、企业ROE

2022年,贵绳股份的加权平均净资产收益率(1.56%)高于赛福天(-10.72%),盈利能力也较赛福天而言更为优秀。

2017-2022年钢丝绳行业重点企业净资产收益率对比图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

6、企业研发投入对比

2022年,贵绳股份的研发投入金额为1.03亿元,较上年增加了0.05亿元;赛福天的研发投入金额为0.28亿元,同比减少了0.01亿元。从研发投入总额占营业收入比例来看,贵绳股份(4.32%)的2022年投入占比率高于赛福天(3.48%)。

2021-2022年钢丝绳行业重点企业研发投入金额统计图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

四、重点企业钢丝绳产品经营对比分析

1、钢丝绳营业收入和营业成本

分企业来看,贵绳股份的2022年钢丝绳行业营收10.0亿元,同比增长1.4%;赛福天则是营收6.1亿元,较上年下降12.4%。

2017-2022年贵绳股份VS赛福天钢丝绳营业收入统计图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

2022年,贵绳股份的钢丝绳营业成本为8.69亿元,同比增长5.94%。赛福天的钢丝绳营业成本(5.25亿元)较上年下降11.99%。

2017-2022年贵绳股份VS赛福天钢丝绳营业成本对比图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

2、钢丝绳毛利率

2022年,贵绳股份的钢丝绳行业毛利率为13.3%,较上年减少了3.7个百分点;赛福天的钢丝绳行业毛利率为14.3%,同比减少了0.4个百分点。

2017-2022年贵绳股份VS赛福天钢丝绳毛利率对比图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

3、钢丝绳产销及存量

2022年,贵绳股份的钢丝绳生产量为10.58万吨,同比下降0.95%;钢丝绳的销售量(11.01万吨)则是较上年增长4.32%;库存量是1.83万吨,同比下降18.82%。

2017-2022年贵绳股份钢丝绳产销存量图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

2022年,赛福天的钢丝绳及其配套索具生产量为5.93万吨,同比下降15.29%;销售量是5.76万吨,同比下降15.41%;库存量(1.25万吨)则是较上年增长15.85%。

2021-2022年赛福天钢丝绳及其配套索具产销存量图

2022年中国钢丝绳行业重点企业洞析:贵绳股份VS赛福天「图」

数据来源:公司年报,华经产业研究院整理

华经产业研究院对中国钢丝绳行业的发展现状、产业链发展格局及市场供需形势进行了具体分析,并从行业的政策环境、经济环境、社会环境及技术环境等方面分析行业面临的机遇及挑战。还重点分析了重点企业的经营现状及发展格局,并对未来几年行业的发展趋向进行了专业的预判。为企业、科研、投资机构等单位了解行业最新发展动态及竞争格局,把握行业未来发展方向提供了专业的指导和建议。更多详细内容,请关注华经产业研究院研究出版的《2023-2028年中国钢丝绳行业市场全景评估及投资前景展望报告》。

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(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造-金属3D打印工厂

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(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

| 3DScienceValley · 2022/10/02

以下文章来源于江苏激光产业技术创新战略联盟 ,作者激光红

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

激光粉末床熔融(LPBF)增材制造-3D打印技术在制造具有复杂结构和精细材料布局的金属多材料结构方面取得了进展。华南理工大学等科研机构的研究人员对激光粉末床熔融多材料结构增材制造的最新发展进展进行了全面回顾,包括:界面特性和强化方法,关键技术问题和潜在应用等,并对该领域未来研究方向进行了展望。

相关论文以“Recent progress on additive manufacturing of multi-material structures with laser powder bed fusion”为题,发表在Virtual and Physical Prototyping 期刊。本期谷.专栏将结合该论文,对于LPBF 多材料增材制造发展概况以及界面特征和强化方法进行解读。

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

原文链接:https://doi.org/10.1080/17452759.2022.2028343

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

 多材料LPBF增材制造发展概况

多材料零件由零件内物理分布的多种材料组成,可以集成各种材料的结构和功能,以在零件的预定位置实现可定制的性能(局部耐磨性、高导热性、隔热性、耐化学腐蚀性等)。

多个材料在一个零件中的特定分布可以实现比单个材料零件更好的性能。特别是,一些产品在需要多功能和多环境适应性的恶劣工作条件下使用。例如,IN718/316L多材料结构可以实现高耐热性和高温抗氧化性,以及足够的低温机械强度和韧性,因此在航空航天领域具有巨大潜力;NiTi/Ti6Al4V多材料结构可能适用于生物医学骨科植入物,具有个性化、与人体骨骼相当的刚度以及优异的耐磨性和耐腐蚀性。因此,多材料结构可以为采用创新结构和多材料布局的最终用途零件整体制造铺平道路,并满足航空航天、生物医学、汽车和模具行业日益增长的需求。

使用传统的制造技术,如粉末冶金、轧制、焊接、化学气相沉积和扩散连接,很难制造具有复杂几何形状和不同材料类型或成分可控分布的多材料结构。增材制造(AM)可以基于逐层原理提供高设计自由度和制造复杂零件的灵活性,能够精确控制材料的空间分布,因此在多材料结构的设计和制造中具有很大的潜力。与传统制造技术相比,增材制造-3D打印技术为几何形状复杂的多材料零件制造提供了一种更加可靠的方法,降低了制造成本。特别是,这一过程引入了更高层次的设计自由,能够控制复杂的三维空间内材料分布的方向性和多样性。因此,多材料增材制造可以实现“在正确的位置打印正确的材料”和“为独特的功能打印独特的结构”。

金属多材料结构的典型AM技术是激光粉末床熔融(LPBF)和激光定向能量沉积(L-DED)。

LPBF是AM家族的关键成员,它使用高能强度激光束在粉末床上选择性熔化金属粉末。与L-DED工艺相比,LPBF工艺由于其较小的激光光斑和较薄的层厚度,可以制造具有更复杂和更精细结构的多材料结构。该工艺已越来越多地应用于制造尺寸误差小于100μm的复杂多材料结构,在热交换器、电气设备、HIP植入物、珠宝、燃烧室、耐磨部件、刀具等制造方面显示出巨大潜力。

LPBF 增材制造多材料结构的机械性能(拉伸强度、弯曲强度等)取决于界面结合,界面结合由界面处的微观结构和缺陷决定。孔隙和裂纹等缺陷会削弱多材料结构的结合强度,而界面处细化的微观结构会增强界面结合。

LPBF的多材料结构主要由离散多材料复合材料制成。然而,使用复合材料在多材料零件内的预定位置控制不同成分的变化具有挑战性。在离散多材料的打印策略上已经进行了大量的努力。目前,使用LPBF打印多材料结构有三种主要策略:(i)LPBF过程直接在基板上进行,多材料部分由基板和打印层组成;(ii)通过在单个打印过程中手动更换另一种粉末来打印多材料零件;以及(iii)可以修改LPBF机器的粉末供给系统以打印多材料零件。特别是,第三种策略最有希望通过编程实现在一个可打印层内和不同层之间精确打印不同材料。

图1显示了多材料结构的LPBF增材制造概况,包括其配置、材料类型和关键技术问题。根据不同材料的分布,LPBF打印多材料结构可分为层间和层内打印结构。典型的多种材料类型有金属/金属、金属/陶瓷、金属/玻璃和金属/聚合物。对于这些多种材料类型,实现无孔隙和无裂纹的界面并实现强结合是最关键的。多材料LPBF工艺中的关键技术问题包括粉末输送系统的开发、打印前多材料结构的数据准备、热力学计算和工艺模拟以及粉末交叉污染和回收。

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

图1 多材料结构的LPBF制造概述,涉及其配置、材料类型和关键技术问题。

鉴于在多材料LPBF中日益重要的作用,对于界面微观结构和缺陷的形成机理以及界面结合的强化方法仍然缺乏讨论。此外,需要全面解决多材料LPBF及其潜在应用中的技术挑战(包括设备、数据、工艺、材料)。

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

 界面特征和强化方法

l LPBF的多材料类型

最近,大量研究证明了LPBF工艺用于多材料结构的可行性。在这些多材料类型中,金属/金属多材料结构在LPBF打印中最受欢迎。用于多材料LPBF的金属粉末材料包括铁基合金、钛合金、铝合金、铜合金、镍基合金等。316L不锈钢(SS)和Ti6Al4 V广泛用于LPBF打印金属/金属多材料结构。

对于金属/陶瓷多材料结构,陶瓷材料通常用于提高金属材料的硬度和耐磨性,陶瓷的绝缘性能可用于制造金属/陶瓷集成电路和传感器。然而,由于使用粉末床AM技术制造金属/陶瓷多材料结构具有不同的原子键、热膨胀系数和金属与陶瓷之间的较差润湿性,因此LPBF 工艺制造金属/陶瓷多材料结构很有挑战性,金属/玻璃和金属/聚合物多材料结构的打印也面临同样的挑战。

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

图2 通过LPBF进行层间打印的金属/金属多材料结构:(a)AlSi10Mg/C18400,(b)316L/C1840,(c)316/CuSn10/18Ni300/CoCrMo,和(d)316L/CuSn10。BD是指构建方向。

目前,大多数研究报告了具有层间打印的多材料结构(图2)。这些多材料结构的特点是材料分布在构建方向上的变化。在层间LPBF打印多材料结构中,界面的形成及其特性仍然是有待研究的重点。Sing等人(2015年)在al/Cu层压板的界面处获得了良好的冶金结合(图2(a)),并在界面处发现了金属间化合物Al2Cu。Liu等人(2014年)通过LPBF生产了316L/C18400多材料样品(图2(b)),并在316L/C1 8400界面观察到大量铁和铜元素扩散。316L/CuSn10/18Ni300/CoCrMo多材料结构是用LPBF制造的(图2(c)),其沿着构造方向表现出高度自由的材料分布。具体而言,通过在界面层中采用岛扫描和层间交错扫描策略,实现了具有良好接头强度的316L/CuSn10双金属结构(图2(d))。在该研究中,316L和CuSn10之间获得了良好的结合界面,熔合区宽度为∼550 μm。316L/CuSn10界面的微观结构表明,CuSn10区域存在球形富铁颗粒,一些较细的富铜颗粒嵌入球形富铁粒子中。在界面处观察到晶粒跨越熔体池边界的外延生长。LPBF打印316L/CuSn10多材料结构的极限强度为423.3 MPa , 优于通过常规工艺制造的钢/铜多材料结构(150-300 MPa)。

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

图3 通过LPBF进行层内打印的金属/金属多材料结构:(a)CuSn10/4340块部件,(b)CUSN110/4340齿轮部件,(c)狮身人面像的多色多材料雕像,以及(d)CuSn10/316L涡轮盘。

图3(a)和(b)显示了具有LPBF层内打印的CuSn10/4340钢多材料结构。CuSn10和4340钢粉末不仅可以在不同的层中铺粉和打印,而且可以在单层的不同区域中铺粉和打印。材料分布的尺寸误差小于0.1 mm,表明CuSn10/4340钢多材料结构的高打印精度(图3(a))。图3(b)显示了3D打印的CuSn10/4340齿轮零件,其中外轮廓(宽度为0.5 mm)和内部分别打印有CuSn10和4340钢。图3(c)显示了由CuSn10和316L不锈钢打印的雕像。图3(d)显示了由CuSn10环和316L叶片组成的涡轮盘。在叶片根部,材料逐渐从316L变为CuSn10。

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

图4 由LPBF打印的金属/类金属多材料结构:(a) 1.2367钢模/ ZrO2 + Al2O3, (b) CuSn10/PA11,和(c, d) CuSn10/钠钙玻璃。

图4显示了LPBF打印的金属/陶瓷、金属/聚合物和金属/玻璃多材料结构。对于金属/陶瓷多材料结构,研究了1.2367型钢/ZrO2/Al2O3三明治状结构的可打印性。该结构包括顶部和底部的工具钢多孔结构和块体,以及中间的ZrO2 + Al2O3中间层(图4(a))。结果表明,1.2367工具钢多孔结构与ZrO2+ Al2O3中间层的粘附强度为22 MPa。对于金属/聚合物多材料结构,Chueh、Zhang等人(2020)研究了通过一种专有的多材料LPBF系统打印CuSn10/PA11杂化部件(图4(b))。结果表明,CuSn10和PA11之间保持了适当的距离,减少了CuSn10表面上的碳渣引起的“球化”。对于金属/玻璃多材料结构,Zhang等人(2020)使用专有的喷嘴基多材料LPBF系统打印了一个成分变化的功能分级材料(FGM)部件,从铜合金到钠钙玻璃,其中包括玻璃、陶瓷基复合材料(CMC)、过渡、金属基复合材料(MMC)和铜区(图4(c)和(d))。在CMC侧和MMC侧观察到一个离散界面,其间没有氧化过渡层,FGM部分从金属侧的延性逐渐过渡到玻璃侧的脆性。

l 界面微观结构

不同材料之间的界面微观结构对LPBF 3D打印多材料结构的界面力学性能有重要影响。不同的复合材料类型可以形成不同的界面微观结构。至于金属/金属多材料结构,材料表现出类似的原子键以及物理和化学性质(熔化温度、热膨胀系数、热导率、元素组成等)。因此,在存在成分梯度变化的多材料界面处通常会产生熔合区,这有助于异种材料之间的强冶金结合。

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

图5 不同多种材料类型的各种组合的界面微观结构:(a)316L/CuSn10,(b)316L/C52400,(c)300马氏体时效钢/304不锈钢,(d)316L/钠钙玻璃,(e)1.2367工具钢/ ZrO2 + Al2O3,和(f,g)CuSn10/PA11。

如图5(a)所示,在316L/CuSn10多材料结构的界面处产生了宽度为550μm的熔合区,熔合区中Fe和Cu元素的数量逐渐变化。图5(b)显示了316L/C52400多材料结构界面处具有明显暗特征的类似熔合区。图5(c)显示了LPBF打印300马氏体时效钢/304不锈钢多材料结构界面处厚度高达120μm的互扩散区域。拉伸结果表明,300马氏体时效钢与304不锈钢紧密结合,因为所有断裂均位于304不锈钢一侧,远离界面。在界面处的熔体池中可以观察到由密集的Marangoni对流引起的环形流动特征,表明在界面处发生了异种材料的强烈元素扩散。

然而,如果材料表现出显著不同的原子键,以及物理和化学性质,如金属/陶瓷、金属/聚合物和金属/玻璃,则可能在其界面处产生明显的边界,而不是熔合区(图5(d–g))。它们的结合强度主要取决于机械联锁结构。图5(e)和(f)分别显示了钢/陶瓷、铜/聚合物多材料结构的不规则界面,这可以通过机械联锁结构提高异种材料之间的粘合强度。LPBF打印件的粗糙表面通常是由于粉末粘附或不规则形状的熔体轨迹而获得的,这有助于在界面处形成机械联锁结构

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

图6 沿构建方向的多材料结构的独特微观结构特征:(a-d)300级马氏体时效钢/T2铜和(e)316L/C52400铜。

在金属/金属多材料零件中,其独特的微观结构特征(针状凝固组织、细化晶粒等)有助于加强界面结合。Tan等人发现,由于Marangoni效应和界面处熔体池的表面张力梯度,300级马氏体时效钢/T2铜多材料结构的界面沿Z轴方向容易形成元素扩散区(图6(a)和(b))。如图6(c)所示,可以观察到由Marangoni效应引起的熔体池中的循环流动。固液界面的温度梯度G和生长速率R可以确定凝固过程中微观结构的形态和尺寸。微结构的生长方向与最大温度梯度平行。凝固后,一些针状钢颗粒渗透到铜中,在界面处充当“加强肋”,加强界面结合(图6(d))。此外,Bai等人(2020年)观察到,界面区域的晶粒小于316L/C52400铜多材料零件中每种材料的晶粒,这可能有助于界面硬化和裂纹抑制,如图6(e)所示。

l 界面缺陷

在使用异种材料通过LPBF制造多材料结构时,实现无气孔和无裂纹的界面以及强结合是最关键的。界面缺陷是多材料LPBF的关键挑战。这些缺陷包括裂纹、气孔、分层和未熔化的粉末颗粒。由于不同材料之间的热性能(热膨胀系数、热导率等)不匹配,熔合区可能出现裂纹。

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

图7 各种多材料结构中的界面缺陷:(a)316L/C18400,(b)316L/CuSn10,(c,d)316L/钠钙玻璃,(e)AlSi10Mg/C1840,(f)1.2367工具钢/ZrO2+Al2O3。

Liu等人(2014年)用LPBF制备了316L/C18400多材料结构,发现尽管钢和铜之间形成了良好的冶金结合,但在界面处产生了裂纹和孔隙(图7(a))。Chen、Yang等人(2019年)在316L/CuSn10界面发现了大量树枝状裂纹(图7(b))。由于316L的热膨胀系数低于CuSn10,LPBF中高温梯度引起的残余应力可能集中在316L侧。图7(c)和(d)显示了316L/钠钙玻璃多材料结构的热影响区(HAZ)中存在裂纹,这是由于热膨胀系数的差异造成的。

由于激光能量密度不足,可能在界面处形成孔隙。由于铜的高反射率和热导率,熔合区的铜粉无法完全熔化,从而形成孔隙。Sing等人(2015年)观察到AlSi10Mg/C18400多材料结构界面处的裂纹和孔隙,其中在铜侧产生宏观孔隙(图7(e))。更高的激光能量密度可能是消除因熔融不足而导致的孔隙的有效方法。然而,过度的激光能量密度可能导致界面上出现小孔。

由于缺乏熔合,未熔融粉末颗粒通常存在于金属/类金属多材料结构的界面处,这不利于界面结合。在金属/陶瓷、金属/玻璃和金属/聚合物多材料结构中,由于材料熔化温度和激光吸收率的巨大差异,不同材料在相同激光能量输入下具有不同的熔化行为。

(一)界面特征和强化方法l 激光粉末床熔融多材料增材制造

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图8 LPBF打印的CuSn10/PA11多材料零件中的界面缺陷:(a,b)未熔化的CuSn110粉末,(c)激光熔化和再熔化CuSn10/PA11粉末混合物的图示,(d)熔化的CuSn10表面上的残余聚合物颗粒,以及(e)经激光再熔化处理的CuSn100样品表面的SEM图像。

Chueh、Zhang等人(2020年)还观察到CuSn10/PA11多材料样品中未熔融的CuSn10粉末颗粒(图8(a)和(b)),并说明CuSn10和PA11之间不同的熔融温度给激光能量输入的优化带来了困难。此外,当打印Cu10Sn/PA11混合粉末时,激光扫描期间熔融CuSn10表面上残留聚合物颗粒的热裂解导致纳米级气孔(图8(c-e))。因此,过度和不足的激光能量输入可能分别导致聚合物基板的蒸发和金属不完全熔化导致的粘合强度差。

l 界面粘结强化方法

在多材料结构的界面处形成缺陷的机制可归因于热性能与材料的失配以及LPBF工艺中未优化的打印工艺参数。全面了解LPBF工艺对于控制多材料结构的质量至关重要。

微结构、残余应力和热历史受LPBF工艺参数(例如激光功率、扫描速度、图案填充空间、层厚度和扫描策略)的深刻影响。应仔细选择多材料结构界面处采用的工艺参数,否则,将会导致缺陷并削弱界面结合强度。已经努力实现抑制界面缺陷的有效方法,包括优化工艺参数、避免材料突变和界面设计

对于具有复杂结构的异种材料或成分梯度材料,不建议通过传统的多次试错实验来优化LPBF工艺参数。由于扫描策略定义为激光在LPBF过程中的空间移动模式,因此它随不同的扫描序列、扫描方向、扫描矢量长度、扫描矢量旋转角度、填充空间等而变化。由于激光在LPBF过程中的快速移动,扫描策略会影响零件内部的热流方向、热梯度和冷却速率,这对残余应力和微观结构有重大影响。因此,可以使用适当的扫描策略来优化异种材料之间界面的热流方向、热梯度和冷却速率,从而降低残余应力并实现界面处的无缺陷微观结构。

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图9 (a)基本扫描策略,(b)二维扫描策略,(c)层间扫描策略,(d)CuSn10/316L多材料结构,以及(e)层间交错扫描策略和岛状扫描策略示意图。

此外,通过扫描策略优化熔体池的搭接,可以显著减少界面处的孔隙。图9(a–c)展示了应用于LPBF工艺的各种扫描策略,包括基本扫描策略(如单向扫描、双向扫描和螺旋扫描)、二维扫描策略(例如平面扫描、条形扫描和岛状扫描)和层间扫描策略(比如层间交错扫描和正交扫描)。可以灵活地采用扫描策略的组合来打印具有减少的残余应力和所需微结构的多材料结构的界面。Chen、Yang等人(2019年)和Chen、Yeng等人(2020年)结合层间交错扫描策略和岛扫描策略打印316L/CuSn10多材料结构的界面(图9(d)和(e)),减少了孔的数量和残余应力的集中,从而在界面处获得了优异的结合强度。

重熔策略通常用于打印兼容性有限的异种材料的界面,这可以去除氧化膜,并在原子水平上产生清洁的固液界面。此外,它可以提供额外的能量输入以促进粉末的熔化。Koopmann、Voigt和Niendorf(2019)通过重熔在钢层和陶瓷层之间形成了锯齿状表面,从而显著提高了钢和陶瓷之间的结合强度(图5(e)),而分层在未重熔的情况下发生(图7(f))。在316L基板上沉积玻璃材料时,在316L表面的重熔中也获得了类似的观察结果。

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图10 块状MS/LPBF打印MS界面的四种熔化策略:(a)说明界面增强策略的示意图,(b)四种界面增强策略,(c)多材料样本,(d)策略一,(e)策略二,(f)策略三和(g)策略四。

重熔层的数量和重熔每层的频率会影响界面结合的可靠性。Tan、Wang等人(2021)研究了四种熔炼策略对块状300级马氏体时效钢(MS)/LPBF 3D打印MS界面微观结构的影响(图10(a)和(b))。在块状MS上的MS粉末进行增材制造期间,对第一至第三层实施了四种熔化策略(I至IV)。图10(c)显示了典型的块状MS/LPBF打印MS多材料结构及其拉伸样品。可以观察到,裂缝位于块状的MS材料一侧,远离LPBF 3D打印的MS界面。他们发现,在策略I样品中出现了大量孔隙(图10(d)),这被认为是由于反复熔融后熔体池温度极高导致的材料过度蒸发。随着重熔频率的降低,策略II和III中的孔隙数量和大小减少(图10(e)和(f)),策略IV中只能观察到少量亚微米孔隙(图10(g))。因此,对初始打印层进行适当的重熔有利于增强界面冶金结合,而过度重熔会导致孔隙缺陷

在多材料结构界面键合异种材料的方法包括直接键合法、成分转换法和中间键合层法。直接键合法直接熔化异种材料,当材料具有相似的热性能时,可形成强界面。不同材料之间的相容中间键合层可有效消除不同材料之间物理/化学性质的不相容性,从而形成坚固耐用的键合界面。此外,中间键合层方法通常用于避免在不同材料之间产生有害相。

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图11 一个LPBF打印的Ti6Al4V/Hovadur®K220铜/316L不锈钢多材料零件:(a)零件和拉伸样品示意图,(b)背散射电子图像和(c)Ti6Al2V/K220铜界面内的断裂路径图,(d)背散射电子图像和(e)K220铜/316L不锈钢界面的反极图。

钛/钢多材料结构具有钛合金的耐腐蚀性和相对低成本钢的各种性能(抗氧化性、优异的硬度、良好的可加工性等)的良好组合,有可能应用于核电、化工和航空航天工业。然而,在钢和钛之间的直接键合中可能形成有害的Fe-Ti金属间化合物。Tey等人(2020年)获得了Ti6Al4 V/Hovadur®K220铜/316L不锈钢多材料零件,使用LPBF,其中K220铜为中间键合层(图11(a))。虽然铜中间键合层可以避免在K220铜/316L不锈钢界面处生成Fe-Ti金属间化合物,但他们发现Ti6Al4界面处存在三种有害相 V/K220铜(图11(b)),即L21有序相、非晶相和Ti2Cu,会降低多材料零件的机械强度。图11(c)显示了Ti6Al4界面处的断裂路径 V/K220铜。 V/K220铜样品通过提高α′-Ti相的界面体积分数获得了较高的抗拉强度。

此外,中间层的引入还将对界面的微观结构产生影响,从而抑制缺陷的形成并提高界面结合强度。在K220铜/316L不锈钢界面中,富铜基体和不锈钢带中分别存在大量微米级不锈钢和铜球(图11(d)),这是由Cu-Fe系统中的混溶间隙造成的。图11(e)显示了K220铜/316L不锈钢界面处的不同微观结构,表明K220铜侧的晶粒比不锈钢侧的晶粒更细。

最近的研究表明,原位合成的中间层可以提高多材料结构的界面结合强度。

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图12 在LPBF打印4Cr13 SS/MS多材料混合工具中形成的原位合成中间层:(a)SS/MS多种材料结构的界面OM形态,(b)界面反极图,(c)熔体池中的Marangoni对流和接合界面处的微观结构演变的CFD模拟,(d)穿过SS/MS界面的纳米硬度分布,和(e)显示断裂位置的标准拉伸样品。

Tan、Zhang等人(2020年)提出了一种新方法,通过原位合成富铬中间层来增强4Cr13 SS/MS多材料部件的界面结合,如图12(a)所示。在SS/MS界面可以观察到两种不同的晶粒形态(LPBF打印MS中的细马氏体晶粒和块状SS中的粗等轴晶粒)(图12(b))。他们发现,Marangoni效应通过传质促进了界面处的元素迁移和相互扩散,有助于原位形成富Cr中间层,其中富Cr颗粒可作为MS结晶的“种子”,并促进马氏体时效钢晶粒的异质形核和随后的外延生长(图12(c))。此外,界面处凝固过程中溶质重新分布的偏析也有助于原位形成中间层。有趣的是,他们发现富含Cr的原位中间层可以在一定程度上缓解界面的应变,因为在界面处无法形成应变和变形。硬度和拉伸测试结果(包括制造和时效后样品)表明,原位合成的中间层可以提高界面结合强度(图12(d)和(e))。原位合成中间层的形成有利于避免在多材料结构中引入额外的相容中间层,从而缩短制造周期并避免粉末交叉污染。

对于成分过渡方法,可以创建具有成分梯度的不同材料之间的过渡区,这更通俗地称为功能分级材料(FGM)。该方法可实现多材料结构中成分、微观结构和性能的梯度变化,并可避免因材料和应力集中的显著突变而导致的缺陷形成。Demir和Prevital(2017)开发了一个多材料LPBF平台,用于不同元素的原位合金化和生产复合材料(图13),可以实现两种不同材料之间成分的逐渐变化。

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图13 多材料结构界面处的成分过渡区:(a)粉末进料系统的设计和工作原理,以及Fe/Al-12Si的多材料试样,和(b)多材料LPBF系统的示意图,该系统具有适用于多种材料的自适应粉末输送器和718/316L样本中打印的特征。

在图13(b)中,一种经过改造的粉末输送器不同的层中进行多次粉末沉积,用于在 IN718/316L 多材料结构中制造渐变过渡区。过渡区通过在10层内交替材料沉积来构建。均化热处理后,元素扩散增强,导致材料平稳过渡,元素浓度几乎呈线性变化。元素在单轨中的扩散结果显示,Marangoni对流导致了明显的凝固形态,表明熔体池中镍元素大量混合。这种方法的独特优点是不需要额外的粉末混合物。

界面设计是提高多材料结构结合强度的另一种有效方法。

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图14 多材料结构的特殊接头设计。

图14(a)显示了为316L/CuSn10多材料结构界面设计的“手指交叉”接头结构。界面结合的增强归因于在界面处引入机械联锁结构。此外,不同材料之间接触面积的增加也促进了材料的混合,这有助于不同材料的逐渐过渡,从而减少界面处材料变化产生的缺陷。类似地,通过设计界面的波形接头结构(图14(b)),打印出具有强冶金结合的钢/铜垫片,这可以促进不同材料的元素扩散。然而,对于金属/类金属结构,由于金属和类金属之间的原子结构不同,预先创建的表面结构可能有助于通过机械联锁提高连接强度。Chueh、Wei等人(2020年)为金属/聚合物多材料结构的界面设计了三种类型的接头结构,即互锁、锚根部和树状接触(图14(c))。首先,将316L不锈钢的宏观机械联锁结构打印在316L基板上,然后用压缩压力将熔融聚合物渗透到预打印的316L不锈钢联锁结构中,以提高界面的连接强度(图14(d))。金属/聚合物界面互锁结构显示出良好的物理锚定效应组合,导致金属和聚合物之间的高结合强度(图14(e))。

总之,在LPBF打印的多材料结构中,界面特性是优先考虑的。LPBF的多种材料类型包括金属/金属、金属/聚合物、金属/玻璃和金属/陶瓷,它们表现出不同的界面形成和键合机制。目前,界面结合的有效强化方法包括界面工艺参数的优化、中间键合层和成分过渡区的引入以及界面形状和尺寸的设计。在这些方法中,成分转换法最常用于减少界面缺陷和应力集中。

下一期,谷.专栏将分享多材料LPBF 增材制造的关键技术问题和潜在应用,敬请关注。

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