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一、现场制气产业概述

工业气体行业的供应模式可以分为两大类：零售供应和现场供应。零售供应模式下，供应商通过采购、提纯、分装等工艺加工后向客户配送销售瓶装供气和储槽气；现场供应模式下，气体供应商一般在客户生产工厂附近修建气体工厂，通过管道供气，供应商拥有并为客户运营该工厂。由于生产成本、运输成本的差异，液态气的销售单价通常比瓶装气低50%-60%，管道气的销售单价则比液态气低50%-60%。

不同供气模式分类对比

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

二、现场制气产业链

加氢站的布局方式可分为两种，外供氢加氢站和站内制氢加氢站。外供氢加氢站没有制氢装置，所用的氢气由站外的集中式制氢基地制备；站内制氢加氢站建有制氢系统，属于分布式制氢。制氢技术包括天然气重整制氢、电解水制氢、可再生能源制氢等。从我国加氢站的建设情况来看，当前加氢站供氢能力多在500-2000kg/d，固定式加氢站居多，且有部分加氢站采取油氢合建或油氢电合建等方式。

2017-2022年中国加氢站数量走势

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

以现场制氢为例，不同于在外供氢加氢站中，压缩机、储氢瓶及加氢系统是最核心的成本构成部分，约占加氢站建设成本的6成左右，现场制氢加氢站中，制氢装置成本的占比很大，都在3成以上，设备成本在40-50%左右。由于甲醇重整制氢技术所需反应温度较低，故其制氢装置成本在包括电解水制氢和天然气制氢等三种种制氢技术中最低。

甲醇重整现场制氢加氢站建设成本走势

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

2014-2021年中国气体压缩机产量走势

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

三、现场制气产业现状

1、现场制气产业现状

随着整体工业在国家政策推动，外资引入，高新技术发展等因素的影响下发展迅速，我国工业气体市场规模持续走高，数据显示，2020年我国工业气体整体市场规模达1562亿元，其中现场制气约占中国工业气体生产市场总量的65.5%。

2015-2025年中国工业气体市场规模及现场制气占比走势

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

2、市场规模

由于现场制气基于客户的特定需求提供一对一或一对多的客户服务，生产商和客户之间的业务关系相对稳定，此类合同往往是15年以上的长期协议，因此是我国目前工业气体最大细分组成。数据显示，中国现场制气2020年的市场规模约1010亿元，占中国工业气体生产市场总量的65.5%，且预计到2025年将进一步增至1395亿元，年复合增长率约为6.7%。

2015-2025年中国现场工业气体市场规模

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

3、市场结构

我国工业气体种类众多，应用广泛，按照终端需求分为传统与新兴两大市场，分别对应大宗气体与特种气体，覆盖钢铁、石化、电子、环保等领域，其中钢铁、石化仍是主要应用，电子特气和氢气等需求市场广阔。氧气和氮气是工业气体中规模突出、耗量最大的代表。液氧主要应用在冶金行业；液氮主要应用在电子、医疗等领域。氢气是重要的化工原料和工业保护气体，广泛应用于化工、电子、冶金、油脂、轻工业、新能源等领域。

2021年中国大宗气体市场份额占比

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

中国工业气体终端结构分布

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年中国现场制气行业市场深度研究及投资战略咨询报告》；

五、现场制气主要企业

现场制气大型项目寡头垄断，中小型项目集中度较低。现场制气业务有着较高的进入壁垒，对于参与者的资金实力、运营经验和品牌认知度要求较高，在大型和高端现场制气项目市场呈现寡头垄断的竞争格局，中小型制气项目（20000Nm³/h 以下）的市场集中度相对较低，也是新进入公司主要的目标市场。

现场制气主要厂商

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

五、政策背景

由于氢气以分子形式携带能量，燃烧后不涉及污染物排放，并可部署于难以电气化的场景中，氢能可能成为能源领域最大的投资主题之一。自2014年国家正式将“氢能与燃料电池”作为能源科技创新战略方向以来，氢气布局已得到政府和政策的大力支持，《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出2030碳达峰及2060年碳中和的目标，预计氢气应用和加氢站规模将持续增长，叠加半导体电子特气和其他工业气体领域相关环保和发展政策推进，我国现场制气规模将健康稳步发展。

“十四五”以来国家层面部分氢能政策

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

六、工业气体整体发展趋势

工业气体市场长期增长情况与GDP增长具有一定的相关性，工业气体市场增长率约为国内GDP增长率的1.5-2倍。3．工业气体的发展速度与规模是整个区域工业发展速度和规模的缩影，因此，作为全球经济发展主要发动机的中国，工业仍保持快速发展。预计工业气体行业将依然保持年均8%-10%的增长速率高速发展，并将持续相当长的一段时间。

华经产业研究院通过对中国现场制气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典型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《2023-2029年中国现场制气行业市场深度研究及投资战略咨询报告》。

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一、焊接机器人产业

焊接机器人是集机械、计算机、电子、传感器等于一体的自动化设备，主要由工业机器人和焊接设备两大部分构成。机器人由机器人本体和控制系统组成，焊接设备以点焊为例，则由焊接电源、专用焊枪、传感器、修磨器等部分组成。在汽车制造业，焊接机器人的应用最为广泛。由于点焊和弧焊是焊接的两大类，因此点焊机器人和弧焊机器人比较常见。

焊接机器人分类及应用情况

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

二、焊接机器人发展背景

1、工业机器人现状

我国工业机器人温和复苏，销量持续走高。根据世界机器人协会划分，工业机器人按照用途划分可分为搬运机器人、焊接机器人、装配机器人等，随着各领域机器人需求持续提升同时技术逐步成熟，我国工业机器人产业持续向好，数据显示，2022年我国工业机器人销量已超30万台，较2014年5.68万台增长超5倍，技术发展同时带动国产份额提升，2022年达42.5%。

2014-2022年中国工业机器人销量走势

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

2021-2022年中国工业机器人本题销量份额国产走势

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

2、渗透率

随着自动化和智能化在整体工业领域持续渗透，整体焊接机器人需求持续走高，以3D视觉领域为例，数据显示，2021年搭载3D视觉的工业机器人数量7100套左右，其中焊接机器人渗透率为13.38%;预计到2025年3D视觉+工业机器人数量有望达至6万套，届时3D视觉在焊接机器人的渗透率有望达到16.7%

2016-2021年中国3D视觉领域焊接机器人渗透率

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

三、焊接机器人产业现状

1、销量

随着国内自动化、智能化趋势持续推进和发展，根据数据显示，2016年我国焊接机器人的销量为2.3万台，到2021年增长至4.16万台，预计未来五年焊接机器人的销量将以超过15%的增长速度快速增长，2026年销量达到10.3万台。

2016-2021年中国焊接机器人销量走势

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

2、市场规模

作为制造业发展热点，采用焊接机器人能够大幅提高焊接智能装备及信息系统集成的自动化水平和柔性化程度，因此市场对焊接机器人的需求日益旺盛。市场规模变动而言，我国焊接机器人系统集成市场规模持续提升，数据显示，2021年我国焊接机器人系统集成市场规模达210.4亿元，较2020年同比增长22.7%。

2020-2021年中国焊接机器人系统集成市场规模走势

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年中国焊接机器人行业市场发展监测及投资战略咨询报告》；

3、焊接机器人出口金额

就我国焊接机器人出口金额变动而言，随着国内整体焊接机器人产量持续增长带动技术成熟并发展，国产焊接机器人国际竞争力持续提升，带动我国焊接机器人出口金额持续增长，数据显示，2022年达到近年来出口规模最大值，为5284万美元，同比2021年增长55.8%，出口仍主要以弧焊机器人为主，随着激光焊接发展，激光焊接占比有所提升。

2015-2023年Q1中国焊接机器人出口金额走势

资料来源：海关总署，华经产业研究院整理

2022年中国焊接机器人出口金额结构占比

资料来源：海关总署，华经产业研究院整理

4、出口目的地

就我国焊接机器人出口情况而言，目前国内焊接机器人出口目的较为广泛，主要有欧洲、美洲等地数据显示，以电弧焊机器人为例，前三出口地分别为墨西哥、塞尔维亚和美国，2022年出口金额分别为495.7万美元、389.1万美元和345.7万美元，分别占比我国电弧焊机器人的16.2%、12.7%和11.3%。

2022年中国电弧焊接机器人出口目的地

资料来源：海关总署，华经产业研究院整理

四、焊接机器人国产化现状

就我国弧焊机器人国产份额变动而言，随着国内焊接机器人发展，国产技术逐步发展国际竞争力持续提升，国产份额持续提升，数据显示，2020年我国弧焊机器人国产份额为29.4%，2021年明显提升达36.4%，预计随着国内2022年整体规模和需求提升，渗透率可达38.5%。

2020-2022年中国弧焊机器人国产份额走势

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

五、焊接机器人发展趋势

在工程机械工业中，在各种工程机械零件中，焊接机器人的使用日益广泛。该系统具有稳定可靠的特点，具有电弧跟踪、接触传感、焊接专家数据库等智能化特点，有效地解决了焊接过程中工件尺寸大、焊脚尺寸大、焊坡口加工和工件组对精度差等问题。随着焊接机器人的使用越来越广泛，它的自动化、智能化程度也越来越高。近年来，随着机器人焊接技术的发展，其应用范围不断扩大，从生产效率、精度要求、可操作性和适应性等方面都显示出了未来的发展趋势。

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一、己二酸生产工艺

己二酸又名肥酸（AA），常温下为白色单斜晶体，是脂肪族二元酸中最具应用价值的二元酸。工业上生产己二酸的主要方法包括环己烷法、环己烯法、丁二烯法以及生物氧化法。环己烷法和环己烯法是目前生产己二酸最主要的两种方法。

己二酸生产路径

资料来源：CNKI，华经产业研究院整理

环己烷法工艺较成熟，操作条件温和，原料为石油化工中常用的苯，方便易得，经济合理，是世界上大多数生产己二酸厂家采用的主要工艺方法；但由于原料除精苯外还涉及氢气、硝酸等，工艺流程长，一次性资金投入大，副产物较多，并存在工业“三废”污染，产品收率不高等缺点；环己烯法工艺以原子经济为特征，碳资源利用率较高，氢气的消耗大为降低，副产物较少，生产的产品纯度较高，“三废”排放也在大幅度下降，同时能耗低，生产成本低，具有广阔的发展前景。据统计，2021年中国己二酸生产工艺中环己烷法占比39.4%，环己烯法占比60.6%。

2021年中国己二酸生产工艺占比情况（单位：%）

资料来源：中国石油和化工大数据，华经产业研究院整理

二、己二酸下游需求分布

己二酸应用广泛，主要应用于尼龙和聚氨酯两大领域。尼龙领域主要是己二酸和己二胺发生缩合反应生成尼龙66盐，尼龙66盐再进一步生成尼龙66树脂。聚氨酯领域是己二酸和多元醇发生酯化反应生成聚醚多元醇，进而生成各种聚氨酯产品，如鞋底原液、PU浆料、热塑性弹性体（TPU）等。

具体来看，2021年全球己二酸消费中，PA66应用占比约50.8%，聚氨酯应用占比约34%，其他应用占比约15.2%。国内方面，己二酸下游应用结构为PU浆料（38%）、鞋底原液（21%）、PA66（17%）、其他类弹性体（15%）、PBAT（5%）、其他（4%）。

2021年全球及中国己二酸行业下游需求占比情况

资料来源：中国石油和化工大数据，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年中国己二酸行业市场发展监测及市场深度研究报告》

三、己二酸行业现状分析

1、供需情况

从国内己二酸供给方面来看，国内己二酸产能持续增长。据统计，2022年国内己二酸产能达到294万吨，2018-2022年平均每年增加约20万吨，行业整体开工率在60%左右，供给整体过剩。

2017-2022年中国己二酸行业产能及产量情况

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

需求方面，国内己二酸消费整体变化不大，2018-2020年在120万吨左右，2021年传统下游PU浆料、鞋底原液等需求恢复，表观消费同比增长30.7%至150.7万吨，2022年受疫情反复的影响需求同比有所下滑。

2017-2022年中国己二酸行业表观消费量及增速情况

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

2、进出口

随着产能产量的增加，己二酸市场竞争激烈程度有所上升，国内供应充足与价格优势促进了进口替代和出口，目前我国已成为全球己二酸重要的生产国和出口国，2022年我国己二酸出口数量达40.2万吨，出口金额完成64897.0万美元；进口数量为0.9万吨，进口金额为2419.6万美元。

2015-2022年中国己二酸行业进出口数量情况

资料来源：中国海关，华经产业研究院整理

从出口目的地来看，2022年我国己二酸主要出口至土耳其、印度、新加坡、中国台湾、意大利、韩国、荷兰、巴基斯坦、以色列、阿联酋等地，出口额占比分别为16.3%、11.1%、11.1%、8.5%、7.5%、7.2%、6.9%、4.7%、2.7%、2.7%。

2022年中国己二酸行业出口金额地区分布情况

资料来源：中国海关，华经产业研究院整理

四、己二酸行业竞争格局

从行业竞争格局来看，截至2022年，己二酸产能前四分别为华峰化学（95.5）、神马股份（47.5）、华鲁恒升（32.66）、山东海力（52.5，江苏+山东），CR4为76%。在行业整体开工在60%左右背景下，龙头企业保持高开工率水平，主要源于下游的配套，如华峰化学己二酸自用于鞋底原液、尼龙66、浆料PU，神马股份可自用于PA66。

2021年中国己二酸行业市场竞争格局情况（按产能）

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

从行业扩产情况来看，己二酸行业主要企业扩产主要来源于下游配套建设。预计2023年华峰化学40吨新增，华鲁恒升20吨新增，恒力集团30新增，河南峡光30吨新增产能时间待定。

2023年中国己二酸行业主要企业扩产情况

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

五、己二酸行业发展趋势

1、国内己二酸传统应用领域需求较为稳定，未来需求主要来源于尼龙66与PBAT的大量投产。1）PA66：当前国内多个己二腈项目进入投产期，己二腈国产化将带来尼龙66的产能与需求的释放，国内PA66产能规划超过800万吨，2023年开始将逐渐投放。2）PBAT：随着全球禁塑令推广与国内限塑的发展，国内企业大规模上马PBAT产能，2023年将开始逐步释放。随着PA66与PBAT的释放，己二酸的需求也将迎来爆发。

2、己二酸价格方面，2022年国内受疫情影响，内贸需求表现低迷，海外受地缘政治因素及国际经济大环境影响，下游成本压力传导困难，生产积极性不高，内外需求均不佳，价格价差持续下跌，并于三季度触底，后企业主动降负，四季度以来整体价格价差逐步回暖。

华经产业研究院对中国己二酸行业发展现状、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《2023-2028年中国己二酸行业市场发展监测及市场深度研究报告》。

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一、锑产品及产业链

锑元素符号为Sb，属于VA族，原子序数51，为银白色固体，有鳞片状晶体结构，常制成棒、块、粉等形状。物理特性方面，锑质坚而脆，容易粉碎。自然界存在120多种含锑矿物，具有工业价值且含锑量在20%以上的仅10种。

锑产业链可分为四个阶段：原料阶段，通过采选加工多种含锑矿物得到高品质的锑精矿；深加工阶段，锑精矿经过挥发焙烧、熔炼、电解精炼、反射炉熔析等生产工艺被加工为三氧化二锑、三硫化二锑、锑合金、高纯锑等化合物或金属，目前工业领域锑化合物的耗锑量已超过锑合金的耗锑量；应用产品阶段，是指将锑化合物与含锑金属生产为阻燃剂、玻璃澄清剂、催化剂、弹药和蓄电池栅板等终端产品；应用领域阶段，是指含锑终端产品最终在医药、玻璃陶瓷、化工、防火阻燃、军工、半导体等多个领域的应用。

锑产品及其产业链

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

阻燃剂是锑消费结构中的压舱石，锑的下游消费结构为：阻燃剂占55%，主要用于塑料、电子电气设备、橡胶、纺织品、涂料、家具和纸张等产品端；铅酸电池占15%；化工催化剂占15%；玻璃陶瓷占10%左右，主要应用于光伏玻璃；其余则应用于合金领域等。

全球锑资源下游消费结构情况（单位：%）

资料来源：Roskill，华经产业研究院整理

二、国内锑资源相关保护政策

纵观1991年起国内锑产业政策历史沿革，主要基调是先紧后松再紧，近几年来开始国家关于锑资源的保护再次趋严，锑本来是国内优势的资源品种，但过度开采和出口贱卖导致现存矿山的储量和品位大幅下滑，因此国家通过限制新批采矿证的方式对国内锑资源进行保护。

中国锑资源保护相关政策梳理

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年中国锑矿行业市场发展现状及投资策略咨询报告》

三、锑行业现状分析

1、储量

全球锑矿资源主要集中于中国、俄罗斯、玻利维亚、吉尔吉斯斯坦、缅甸等国。根据USGS数据，2022年全球锑矿石储量180万吨，其中，中国和俄罗斯锑矿储量分别占比19.4%，达到35万吨，全球排名居前；其次为玻利维亚锑矿储量共计31万吨，占全球锑矿总储量的17.2%；吉尔吉斯斯坦锑矿储量共计5万吨，占全球锑矿总储量的2.8%。

2022年全球锑资源储量国家分布情况（单位：%）

资料来源：USGS，华经产业研究院整理

我国锑矿分布可初步分为12个成锑带，其中以湘中－桂中北成锑带为储量丰富的核心产区。该成锑带贯穿湖南和广西两省，坐拥全球最大锑矿床湖南锡矿山和广西大厂等超大型锑矿，以及湖南沃溪、湖南龙山、湖南渣宰溪、广西茶山和广西箭猪坡等大型锑矿。根据中国选矿技术网的数据，湖南和广西两省合计拥有国内约一半的锑矿储量。

中国锑资源储量省份分布情况（单位：%）

资料来源：中国选矿技术网，华经产业研究院整理

2、产量

全球存量矿山品位下滑，锑矿产量持续走低。根据USGS数据，2020-2022年，全球锑矿产量11-11.2万吨，较2010年16.7万吨有较大回落。其中，中国锑矿产量最大，其次为俄罗斯和塔吉克斯坦。

2010-2022年全球锑矿产量及增速情况

资料来源：USGS，华经产业研究院整理

从国内产量来看，中国自2009年开始，原国土资源部开始逐步加大对锑资源生产的监管力度，每年下达锑矿总量控制指标，管理锑产量规模，产量呈下降趋势，根据中国有色金属工业协会锑业分会统计数据，2022年中国锑矿产量为3.9万吨（USGS数据中显示2022年中国锑矿产量为6万吨，与2021年产量基本保持一致），较2018年下降6.0%。

2018-2022年中国锑矿产量及增速情况

资料来源：中国有色金属工业协会锑业分会，华经产业研究院整理

3、进出口

进出口方面，中国锑矿进口连续下降，金属锑冶炼开工率同步走低。中国进口锑矿自2018年开始连续下降，2022年进口2.91万吨，同比下降14.2%，较2018年下降67.4%。分国家来看，俄罗斯是中国主要进口来源国，降幅最为明显，主要受双边贸易结算系统和矿山品位下降影响，以极地黄金浮选精矿为例，锑含量从2018年20.27%降至2022年14.43%；塔吉克斯坦因安佐布汞锑矿冶炼能力增加，可供出口量下降。

2012-2022年中国锑矿行业进口数量及增速情况

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

四、锑行业相关生产企业情况

国内湖南黄金、闪星锑业、华钰矿业和华锡集团为四大主力锑供应商，其中湖南黄金是国内锑资源绝对龙头。据湖南黄金公司公告，截至到2021年底，公司已探明锑金属储量29.3万吨，具备2.5万吨/年精锑冶炼生产线；华钰矿业旗下的国内矿山均地处西藏，矿石锑品位较低，目前正积极推进柯月采矿权证办理工作；湖南有色旗下闪星锑业拥有全球最大锑矿锡矿山矿床，但经过多年开采面临着矿石品位下降的问题；南化股份于2023年2月完成对华锡矿业的收购，旗下拥有铜坑矿和高峰矿两座含锑矿床，保有储量达21.7万吨。

国内锑矿山项目情况梳理

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

五、梯行业发展趋势

1、光伏玻璃打开锑市场空间，扩大供需缺口。2021年中国锑矿消费约8万吨，占全球锑消费比重57.6%。其中，光伏玻璃将成为锑消费主要驱动力，2022年中国光伏玻璃产量1606万吨，焦锑酸钠添加量0.2-0.4%，对应锑需求达到2.4万吨，预计2023年将达到3.5万吨，同比增加46%。

2、供需缺口难解，锑价格预计将持续上涨。需求扩大，而国内供给增量有限，尤其2020年后因疫情和地缘政治冲突，锑矿产量和进口双降，库存持续消耗，锑资源供需不足的问题日益凸显，后市锑价格预计将持续上涨。

华经产业研究院对中国锑矿行业发展现状、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《2023-2028年中国锑矿行业市场全景评估及投资战略规划研究报告》。

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一、稀土下游需求情况

稀土是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称，包含轻稀土和重稀土。稀土产业链包括：原矿开采/废料回收—精矿/初级氧化物—萃取分离成盐类—焙烧为氧化物—电解成金属—各种材料—相关产品—最终应用。

从下游来看，稀土产品广泛应用于汽车、3C、箱包玩具、陶瓷、音响、汽车及EV、电动自行车、风电等领域。根数据显示，2022年中国稀土消费结构中永磁材料占比达到42%，冶炼与机械、石油化工、玻璃陶瓷、储氢材料、发光材料、农业轻纺、抛光材料和催化材料分别占比13%、9%、8%、7%、6%、6%、5%和5%。

2022年中国稀土行业下游需求分布情况（单位：%）

资料来源：公开资料，华经产业研究院整理

二、稀土行业现状分析

1、储量

全球稀土资源分布集中度较高，中国储量世界第一占全球储量比约33.8%。根据美国地质调查局（USGS）公布数据显示，2022年全球稀土资源总储量约为1.3亿吨，其中中国储量为4400万吨，占比约33.8%，越南储量2200万吨，占比约为16.9%，巴西和俄罗斯储量均为2100万吨，占比16.2%，前四大稀土资源持有国资源储量合计超过全球总储量的83%，资源分布集中度较高。

2022年全球稀土储量国家分布情况（单位：万吨）

资料来源：USGS，华经产业研究院整理

中国稀土资源分布总体上表现出“北轻南重”的特征，轻稀土储量过占比超过90%。根据稀土协会数据公开数据显示，中国稀土资源量约为1.12亿吨，其中轻稀土0.82亿吨，占73.21%；重稀土0.29亿吨，占25.89%。中国稀土储量3157万吨，其中轻稀土2853万吨，占90.37%；重稀土305万吨，占9.66%。轻稀土主要分布在内蒙古、四川、山东和湖南，分别占总储量的67.78%、8.8%、12.67%和1.1%。重稀土主要分布在江西、广东、福建、广西和湖南，分别占总储量的2.41%、1.68%、0.06%、3.48%和2.03%。

中国稀土资源主要省份分布情况（单位：%）

资料来源：中国稀土协会，华经产业研究院整理

2、产量

产量方面，根据美国USGS数据，2022年全年稀土矿产量为30万吨，中国产量随着稀土开采和分离指标提升增加至21万吨，占比70%；美国产量为4.3万吨，占比超过14%；澳大利亚产量为6%，占比为6%，美国和澳大利亚是除中国外的主要稀土生产国。

2018-2022年全球稀土行业产量及增速情况

资料来源：USGS，华经产业研究院整理

中国稀土开采和分离需要严格按照国土资源部和工信部下达的稀土开采、冶炼分离总量控制指标，任何单位和个人不得无指标和超指标生产。2022年中国岩矿型稀土（轻稀土）指标为190850吨，离子型稀土（中重稀土）指标为19150吨，合计达到21万吨，同比增加25%；冶炼分离指标合计达到20.2万吨，同比增加24.69%。

2013-2022年中国稀土开采总量控制指标情况

资料来源：自然资源部，华经产业研究院整理

3、进出口

从进出口方面来看，据中国海关数据，2022年中国稀土及其制品出口数量再创新高，达到11.3万吨，同比增长4.8%，出口金额为57.09亿美元，同比增长51.4%。

我国稀土及其制品出口品种中，以稀土化合物为主，稀土金属相对较少。2022年中国稀土出口数量为4.9万吨，同比下降0.4%，出口金额为10.64亿美元，同比增长62.8%。

2014-2022年中国稀土及其制品行业出口数量情况

资料来源：中国海关，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年中国稀土行业市场深度研究及投资前景展望报告》

三、稀土行业竞争格局情况

2022年稀土配额指标分配给中国稀土、北方稀土、厦门钨业及广东稀土，轻稀土方面，北方稀土占据大部分份额，分配份额达到14.165万吨，占比74.22%；其他三家合计配额总计达到4.92万吨，占比25.78%。中重稀土方面，分配份额呈现以中国稀土为主，厦门钨业及广东稀土为辅的分配格局，其中中国稀土离子型稀土配额达到1.3万吨，占全部离子型稀土指标近70%。

2022年中国稀土开采及冶炼分离各企业指标情况

资料来源：自然资源部，华经产业研究院整理

四、稀土行业发展趋势

永磁材料比在稀土消费结构中占比42%，而稀土永磁材料中，钕铁硼永磁材料应用最为广泛。稀土永磁材料是通过将钐、钕等混合稀土金属与过渡金属组合形成合金，再经磁场充磁后制得的一种磁性材料。稀土永磁材料分为钐钴永磁体和钕铁硼永磁体，钕铁硼永磁材料是第三代材料，在永磁材料中磁性最高、应用最为广泛，其主要原料为氧化镨钕。

同时在钕铁硼下游结构中，传统汽车占比38%；除汽车外，主要应用领域为新能源汽车、工业应用和风电，占比分别为12%、11%、10%，高性能钕铁硼永磁材料主要应用于风力发电机和新能源汽车等。目前国家高度重视节能环保建设，钕铁硼所应用的风电、新能源汽车、永磁工业电机对于节能环保意义重大，未来随下游高速发展，钕铁硼永磁材料需求有望快速提升，同时带动稀土资源消费需求。

华经产业研究院对中国稀土行业发展现状、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《2023-2028年中国稀土行业市场深度研究及投资前景展望报告》。

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定制鞋垫通常用于糖尿病患者，以重新分配足底压力，降低产生溃疡的风险。3D打印技术的进步使3D打印个性化超材料的制造成为可能，这些材料的性能不仅来自基材，还来自超材料内部的晶格微结构。使用个性化超材料制造的鞋垫具有患者特定的几何形状和刚度，结合3D打印工艺的使用，为快速制造符合患者生理需求的定制鞋垫提供了可行性。

近日，据了解，华盛顿大学机械工程系的Yuri F Hudak等研究者通过熔融沉积成型(Fused deposition modeling, FDM)技术，使用EPU41材料，采用定制的晶格结构，基于患者的足型和足底压力，为患者设计和制造了全鞋垫和混合3D打印鞋垫(图1)，并与非3D打印的标准护理鞋垫进行对照，测试了不同鞋垫的抗剪刚度和抗压刚度，并研究了穿戴这3种鞋垫时最大足底压力峰值和压力时间积分在卸载区域的降低情况。证实了3D打印制造个性化超材料定制鞋垫的可行性，并证明了它们降低足底压力的能力

图1不同制造方式的定制鞋垫

该研究提出了一种新的定制鞋垫的生产流程，这种流程实现了完全定制的鞋垫，符合患者的脚型和鞋子，并结合患者特定的足底压力，通过设计卸载区域的鞋垫刚度降低来缓解足底压力。首先由矫形师使用高精度3D可见光扫描仪扫描患者足部印模生成数字文件。然后， 使用扫描后处理软件对扫描数据进行处理，并将印模导出为stl文件，用于以后针对患者的鞋垫设计。同时，研究者使用鞋内足底压力传感器在实验室环境下的平地上行走时收集患者特定的足底压力。使用定制的MATLAB算法计算足底压力数据，并使用200 kPa的阈值定义卸载区域。在鞋垫模型设计软件中，手动标记足部的解剖标志，包括脚跟和第一和、五跖骨头，以辅助设计合适的鞋垫形状与尺寸，鞋垫建模以匹配患者足部扫描的几何形状。然后，根据之前使用CAD软件定义的足底压力图，导出得到的一体式鞋垫模型，并进一步划分为正常压力区域和卸载区域。在鞋垫内部结构的晶格优化阶段，研究者对晶格单元尺寸和厚度参数进行调整，直到打印出的鞋垫的刚度符合预期效果。最后，使用FDM工艺对设计好的鞋垫模型进行打印。

图2鞋垫制造流程

在该研究中，研究者对图1中3种鞋垫进行了耐久性和抗压刚度测试，并测量了其剪切刚度。

图3耐久性和抗压刚度测试

图4鞋垫样品的剪切刚度

在耐久性和抗压刚度测试中，混合3D打印鞋垫样品与标准护理鞋垫样品的耐久性曲线非常接近，而全3D打印鞋垫样品在100万次循环过程中显示出较低的刚度增长(图3)。

在1 K、10 K、100 K和1 M循环时，全3D打印鞋垫的原始厚度变形率分别为3.88%、4.30%、5.45%和9.49%。在相同循环次数下，混合3D打印鞋垫对原始厚度的变形分别为9.91%、20.58%、24.13%和25.20%。最后，在相同循环次数下，标准护理鞋垫样品对原始厚度的变形分别为10.74%、21.08%、23.59%和25.42%。

从每个鞋垫样品的剪切刚度来看，标准护理鞋垫的最高剪切刚度为223 kPa，其次是全3D打印小晶格鞋垫(191 kPa)、混合3D打印小晶格鞋垫(160 kPa)、混合3D打印大晶格鞋垫(122 kPa)，最后是全3D打印大晶格鞋垫(109 kPa)，说明在给定剪切位移下，在测试的剪切应变范围内，标准护理鞋垫的刚度最高。

研究者还测试了穿戴不同鞋垫时足底压力的降低情况。实验表明，无卸荷区标准护理鞋垫在行走过程中足底压力峰值较普通标准鞋垫增加(平均值±标准差:268.8±7.0 kPa vs. 248.8±9.9 kPa)。混合和全3D打印鞋垫在卸载区域的最大足底压力峰值值分别为207.8±9.6kPa(与普通标准鞋垫相比减少了16.5%)和209.3±2.9kPa(与标准化鞋垫相比减少了15.9%)(图5)。

图5穿戴不同鞋垫时足底压力分布情况

该研究表明，两种使用3D打印工艺制作的鞋垫至少与标准护理鞋垫一样耐用，而且全3D打印的鞋垫在重复载荷的作用下有更低的刚度增长，表明其具有更高的耐用性能。因此，从患者的角度来看，鞋垫的舒适度可能与标准护理鞋垫相当或超过标准护理鞋垫。3D打印鞋垫制作方法和材料选择表明，其具有更低的剪切刚度，这可以减少佩戴者足底组织上的剪切应力。并且通过控制鞋垫内部晶格大小可以实现区域控制抗剪刚度和抗压刚度的能力，以满足患者的特定需求。

参考文献：

Hudak Y F, Li J-S, Cullum S, et al. “A novel workflow to fabricate a patient-specific 3D printed accommodative foot orthosis with personalized latticed metamaterial.” Medical Engineering & Physics(2022)

全国咨询热线  010-53652212

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（一）迈过自动化门槛 l 基于激光的金属增材制造过程监控和机器学习-金属3D打印工厂

Posted on 2023年5月15日 by 大唐盛世 3D打印一站式服务平台！~

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（一）迈过自动化门槛 l 基于激光的金属增材制造过程监控和机器学习

| 3DScienceValley · 2023/05/15

在过去的几十年里，金属 AM 增材制造的日益成熟正在吸引高价值行业直接用于生产制造，而金属零件生产的两个主要工艺是激光粉末床熔融 (PBF-LB/M) 和激光束定向能量沉积技术 (DED-LB/M)。 尽管这些技术取得了许多进步，但该过程的高度动态特性经常导致缺陷的形成。 《Process monitoring and machine learning for defect detection in laser-based metal additive manufacturing》这篇论文回顾了各种机器学习 (ML) 方法和现场监测技术在缺陷检测中的应用。 讨论了这些方法实现过程控制的潜力。

在《基于激光的金属增材制造过程监控和机器学习》系列文章中，3D科学谷将结合这篇论文对数据结构和 ML 算法的使用趋势进行回顾，并比较不同传感技术的能力及其在激光金属 AM 增材制造监测任务中的应用，最后讨论机器学习和过程监控在增材制造领域的未来方向。

论文链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s10845-023-02119-y

 迈过自动化门槛

由增材思维驱动的产品设计开发，例如功能梯度材料 (FGM)、多材料结构零件，这些都难以通过传统方法生产，尽管包括金属增材制造的3D打印技术带来了崭新的价值创造机遇，但其广泛的工业应用仍然存在一些障碍。L-PBF选区激光熔融3D打印技术和 L-DED激光束定向能量沉积3D打印技术都需要训练有素的技术人员来启动、监控和移除组件，这与过去几十年自动化不断提高的传统制造相反。

此外，由AM-增材制造工艺生产的零部件经常受到工艺引起的缺陷的困扰，例如孔隙、裂纹和残余应力引起的变形，从而影响部件质量和一致性。零件内的工艺缺陷会降低机械性能和疲劳性能，导致其在低于设计的操作限制时失效。

工业制造经常采用严格的质量标准来确保组件的一致性和性能。由于AM-增材制造流程通常用于制造单个或小批量零件，因此达到与传统制造流程相同的统计质量保证变得昂贵且困难。增材制造的质量控制仍然是阻碍高价值行业进一步采用这类工艺的突出问题。

 缺陷带来的挑战

工艺引起的缺陷的形成对激光增材制造技术的工业应用提出了重大挑战。孔隙是所有增材制造工艺中的常见缺陷，尤其是那些需要粉末作为原料的工艺。PBF 工艺中最常见的小孔诱导孔是在过多的能量沉积到表面时形成的，导致熔池深入渗透到之前的层中。流体的不稳定性随后会导致型腔顶部闭合，在底部产生一个空隙，该空隙通过熔池向后和向上移动，变成球形以最小化表面能。

缺少熔合孔通常是由于传递到表面的能量密度不足而形成的，这可能导致粉末熔化不完全，这些孔隙形状不规则，将影响零件的机械和疲劳性能。这些可能会被其他孔隙消耗、逸出、溶解或被困在固化材料中。

增材工艺产生的极高热梯度和冷却速率会导致部件收缩不均匀，从而在部件内产生残余应力。这些残余应力使部件偏离其预期的几何形状，并且可能大到足以使零部件无法使用。或者，这些应力会导致3D打印的零部件断裂，或者在连续层之间断裂，如分层，或者在多层之间断裂，如开裂。

 建立相关性分析

目前检测过程引起的缺陷的做法依赖于生产后检查。这被称为异地或事后监测，可以通过破坏性和非破坏性测试方法进行。虽然破坏性测试可以为研究加工参数对微观结构和机械性能的影响提供有用的信息，但非破坏性测试方法，如 X 射线计算机断层扫描 (XCT)，可以在不影响内部缺陷的情况下绘制内部缺陷图。不过尽管无损检测具有明显的优势，但这些方法既昂贵又耗时。质量检测为零件认证和缺陷研究提供了价值，但仅提供有关最终产品的信息，因此这些数据反馈出来的缺陷实际形成的能力有限。

近年来，机器学习 (ML) 算法开始用于金属增材制造中的缺陷检测和质量预测。这些算法可以有效地查询增材工艺现场监测生成的大量数据，并有助于建立工艺特定输入参数与最终零件质量之间的相关性。

如今，我们已经习惯于看到 AI 接管越来越多的任务——不仅在我们的日常生活中，而且在医疗应用或工业生产中。人工智能的发展取得了很大进展。现在可以通过人工智能预测生产中的组件故障或从图像中提取信息以在几分之一秒内执行干涉任务。

在过去十年中，关于 AM-增材制造加工过程监测的论文和专利数量急剧增加。这是因为AM-增材制造加工过程是一个动态过程，更是个数字化的过程，在构建过程中具有改进的潜力。

根据3D科学谷的市场研究，人工智能在每个特定领域发挥着越来越重要的作用，包括：缺陷检测和纠正、在构建过程中和构建之后减少残余应力和故障、原位计量和设计精度、微结构设计、合金设计和优化。

人工智能+3D打印

© 3D科学谷白皮书

ML 是人工智能 (AI) 的一个分支，它使用算法逐步调整程序对输入数据的响应，随着计算能力和程序设计的进步，机器学习在许多不同领域取得了显著成功。特别是，深度学习 (DL) 在过去二十年中在许多分类和识别任务中取得了巨大进步。

根据训练数据的输入-输出结构，ML机器学习方法可分为四大类：监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习 (RL)。在AM-增材制造领域，大多数机器学习应用都属于监督学习范畴。

ML机器学习方法可以适应各种数据类型，从可见图像到声学信号和提取的特征向量。因此，“增材制造的原位监控”的多种原位监控方法适用于不同的 ML机器学习方法。例如，视觉和热成像产生空间分辨图像，这些图像可直接用于卷积神经网络 (CNN) 或处理以提取其他算法使用的指标。

l 实时自适应控制

根据3D科学谷的市场观察，Relativity Space专门申请了使用机器学习对增材制造过程进行实时自适应控制Real-time adaptive control of additive manufacturing processes using machine learning的专利（相关专利号为US10921782B2）。

根据Relativity Space的专利，过程模拟数据可以并入机器学习算法使用的训练数据集中，该算法能够自动分类对象缺陷、预测过程控制参数的最优组或序列、过程控制参数的调整。例如，可以使用诸如有限元分析（FEA）之类的过程模拟工具来模拟根据指定函数的过程控制。

过程表征数据可以并入机器学习算法使用的训练数据集中，该算法能够自动分类对象缺陷、预测过程控制参数的最优组或序列、实时调整过程控制参数，或其任何组合。可以将过程表征数据馈送到机器学习算法以便实时更新增材制造设备的过程控制参数。

可以将过程中或构建后检查数据并入机器学习算法使用的训练数据集中，该算法能够自动分类对象缺陷、预测过程控制参数的最优集合或序列、过程控制的调整实时参数等等。

机器学习算法可以使用过程中检查数据（例如，自动缺陷分类数据）向操作员发送警告或错误信号，或自动中止增材制造沉积过程。

原始参考文献：https://link.springer.com/article/10.1007/s10845-023-02119-y

l 谷专栏 l

欢迎高校及科研机构、企业科学家加入谷专栏，与业界分享对推动增材制造发展起关键作用的共性基础科研与应用成果，欢迎扫描下方图片二维码提交您的信息。

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