總結(jié)篇：回顧2021年的3D打印行業(yè)趨勢(shì)

轉(zhuǎn)眼已是歲末,，又是一年倏忽而逝,。在增材制造領(lǐng)域,，2021年無疑是有趣的一年,，其中最重要的原因是當(dāng)涉及到正在進(jìn)行的全球大流行疫情時(shí),，我們開始看到了隧道盡頭的曙光,。這一年,，活動(dòng)開始回歸，并取得了巨大的成功,。在今年的Formnext展會(huì)上,，有來自75個(gè)國(guó)家的17859名與會(huì)者，以及來自36個(gè)國(guó)家的600多家參展商,。

然而,，與此同時(shí)，我們也看到了COVID-19對(duì)行業(yè)的真正影響,。例如,，在《2021年Wohlers報(bào)告》中顯示，盡管該行業(yè)甚至比2020年仍有增長(zhǎng),，但明顯低于前幾年,，為7.5%，而平均為27.4%,。此外,，關(guān)于3D打印機(jī)出貨量增長(zhǎng)的調(diào)查顯示,，雖然它已經(jīng)增加，特別是工業(yè)3D打印機(jī),，但2021年的銷售甚至比2019年還滯后,，盡管它們比去年有所恢復(fù)。

這是可以理解的,，因?yàn)?D打印所服務(wù)的許多垂直行業(yè)也受到了大流行病的影響,。航天領(lǐng)域，特別是商業(yè)航空受到重創(chuàng)是可以理解的,，因?yàn)楹娇章眯斜魂P(guān)閉了,。這反過來又對(duì)金屬增材制造市場(chǎng)產(chǎn)生了影響，它比聚合物受到的沖擊更大,。今年,，隨著旅行的恢復(fù)，這些行業(yè)已經(jīng)開始復(fù)蘇,，金屬增材制造也是如此,。盡管正如我們將看到的那樣，它開始采取稍微不同的形式,。但2021年的3D打印趨勢(shì)究竟是什么,？增材制造又是如何變化（或保持不變）的？我們決定仔細(xì)研究一下定義2021年行業(yè)的一些趨勢(shì),，包括隨著整合和公司上市而逐漸成熟的商業(yè)環(huán)境,，更多關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，增加非聚合物材料的FDM解決方案,，以及建筑業(yè)3D打印市場(chǎng)的增長(zhǎng),。

△3D打印行業(yè)展會(huì)的回歸標(biāo)志著恢復(fù)正常的開始（圖片來源：3Dnatives）。

增材制造的商業(yè)環(huán)境更加成熟

整個(gè)2021年,，一個(gè)明顯的趨勢(shì)是3D打印制造商的整合以及更多的公司上市,。與技術(shù)的日益工業(yè)化相對(duì)應(yīng)的是，今年增材制造領(lǐng)域的業(yè)務(wù)無疑是在蓬勃發(fā)展的,。最顯著的例子可能是Desktop Metal,，他們從幾年前的初創(chuàng)公司變成了今天增材制造市場(chǎng)上的主要參與者之一。從2月份開始,，他們收購(gòu)了領(lǐng)先的DLP 3D打印技術(shù)公司EnvisionTEC,，顯示了他們進(jìn)軍聚合物市場(chǎng)和金屬市場(chǎng)的決心。他們?cè)谶@一年里繼續(xù)進(jìn)行收購(gòu),，包括7月的Aerosint,，表明他們也打算進(jìn)入多材料市場(chǎng),，因?yàn)锳erosint的粉末床融合技術(shù)是為了以合理的成本和最小的材料浪費(fèi)提供多材料工藝,。他們?cè)?月宣布了一項(xiàng)令人驚訝的消息,，他們達(dá)成了一項(xiàng)最終協(xié)議，收購(gòu)他們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,，市場(chǎng)上占據(jù)領(lǐng)先地位的粘合劑噴射3D打印機(jī)制造商ExOne,。

不過，Desktop Metal并不是唯一有大動(dòng)作的公司,。在這一年中,，還有其他重大的收購(gòu)，如Protolabs在年初以2.8億美元的交易收購(gòu)了3D Hubs,，Materialise在11月以3350萬美元的交易收購(gòu)了Link3D,。此外，我們看到多家公司宣布他們打算上市,，包括VELO3D,、Markforged、Xometry,、Shapeways和Essentium等,。從諸多企業(yè)并購(gòu)的高潮可以窺見，增材制造市場(chǎng)似乎更加成熟,，因?yàn)樗�意味著初�?chuàng)公司要慢慢開始轉(zhuǎn)變成具有更多大規(guī)模生產(chǎn)的大公司了,。

△Aidro是通過金屬增材制造（AM）批量生產(chǎn)下一代液壓和流體動(dòng)力系統(tǒng)的先驅(qū)，是今年被Desktop Metal收購(gòu)的公司之一（圖片來源：Business Wire)

增材市場(chǎng)還受到投資的推動(dòng),，根據(jù)報(bào)告,，這些投資已經(jīng)開始得到回報(bào)。在Essentium今年早些時(shí)候的調(diào)查中,，首席執(zhí)行官Blake Teipel注意到了這種增長(zhǎng),，他說："制造公司終于破解了AM的密碼，實(shí)現(xiàn)了數(shù)十萬個(gè)零件的全面生產(chǎn),，而且不會(huì)有回頭路,。在努力超越同行的公司的執(zhí)行戰(zhàn)略中，AM投資是否值得成為核心特征,，已經(jīng)沒有任何疑問",。而在2021年，重大的投資肯定會(huì)被展示出來,。后處理解決方案制造商DyeMansion為生產(chǎn)成品零件籌集了1400萬美元,，而ICON在B輪融資中籌集了2.07億美元，F(xiàn)abric8Labs在A輪融資中籌集了1930萬美元,，還有許多其他公司和初創(chuàng)企業(yè),。看2022年商業(yè)環(huán)境如何繼續(xù)成熟和發(fā)展將是有趣的,，但我們肯定期望在這富有成效的一年之后會(huì)有大的進(jìn)展,。

2021年3D打印的可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)不斷增強(qiáng)

2021年,，3D打印也反映了世界上更大的趨勢(shì)。例如,，隨著氣候危機(jī)的不斷顯現(xiàn),，我們比以往任何時(shí)候都更多地看到公司和政府正在尋求轉(zhuǎn)向更環(huán)保的解決方案。美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）指出,，過去七年間是有記錄以來最溫暖的一段時(shí)間,，根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC），在未來20年內(nèi),，氣溫可能會(huì)上升1.5攝氏度,。由于AM技術(shù)與更傳統(tǒng)的制造方法相比能夠限制材料的浪費(fèi)，因此它一直是這一行動(dòng)的前沿技術(shù)之一,。當(dāng)然,，今年，可持續(xù)性似乎是AM界許多人的想法,。

今年,，我們看到可持續(xù)發(fā)展在AM領(lǐng)域的突出地位的一種方式是AMGTA的存在增加。AMGTA,，即增材制造綠色貿(mào)易協(xié)會(huì),，是一個(gè)全球性的貿(mào)易組織，旨在促進(jìn)增材制造的環(huán)境效益,。目前已經(jīng)有38家公司,，包括Stratasys、ExOne,、EOS,、BASF、Siemens,、3D Systems,、GE Additive等，都屬于該組織,。在今年的Formnext展會(huì)上,，他們也走在最前面，他們?cè)谝恍��?huì)議上發(fā)言,，宣傳他們的信息,，即為了使增材制造確立為一種可持續(xù)的制造方法，需要少說多做,，采取具體行動(dòng),。值得注意的是，呼吁企業(yè)解決整個(gè)增材制造價(jià)值鏈上的薄弱環(huán)節(jié),，以確定環(huán)境方面的缺陷,。AMGTA的執(zhí)行董事Sherry Handle在我們最近關(guān)于可持續(xù)性和增材制造的文章中說："我們的任務(wù)現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入第三年,，我們現(xiàn)在有了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)來推進(jìn)未竟的事業(yè)。在2023年及以后,，我們計(jì)劃繼續(xù)投資于戰(zhàn)略上嚴(yán)格的增材制造可持續(xù)性研究項(xiàng)目,，并與會(huì)員合作,，通過倡導(dǎo)增材制造行業(yè)的可持續(xù)性,，使AMGTA成為行業(yè)的關(guān)鍵"。

△增材制造綠色貿(mào)易協(xié)會(huì)

另一方面,，AM原材料方面的革新似乎正在到來,。今年，在打印原材料材料方面有許多進(jìn)步,，變得更具有可持續(xù)性,，這其中涌現(xiàn)出大量的案例。一些制造商已經(jīng)轉(zhuǎn)向用廢物或其他可回收材料制造材料,，作為實(shí)現(xiàn)更多循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一種方式,。例如，Covestro公司推出了一種用消費(fèi)后PET廢料制成的新的PET三維打印材料,，Sindoh公司制造了一種完全由回收材料制成的粉末,，Recreus公司公布了其100%回收的TPU長(zhǎng)絲。還有一些項(xiàng)目設(shè)計(jì)的材料本身也更加生態(tài)友好,。來自Materialise的NonOilen被設(shè)計(jì)為第一個(gè)100%可生物降解的3D打印長(zhǎng)絲,，完全由生物基聚合物制成。Polymaker的PolyTerra是兩者的混合體,，它將有機(jī)礦物質(zhì)與聚乳酸結(jié)合在一起,，從而大大減少了長(zhǎng)絲中的塑料含量。

我們還看到了新的研究,，強(qiáng)調(diào)了可持續(xù)發(fā)展項(xiàng)目中AM的創(chuàng)新性,。其中一個(gè)案例是，美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室致力于提高3D打印風(fēng)輪機(jī)葉片的可回收性,，從而更多的走向循環(huán)經(jīng)濟(jì),，同時(shí)也投資于更環(huán)保的能源項(xiàng)目�,；蛘咴诹硪粋�(gè)案例中,，福特公司今年宣布他們將與惠普公司合作，使用回收的3D打印材料打印汽車零件,，這個(gè)項(xiàng)目特別引人注目,，因?yàn)樗�使用了回收的粉末而不是長(zhǎng)絲。福特技術(shù)研究員Debbie Mielewski在宣布會(huì)上評(píng)論說："許多公司都在為3D打印技術(shù)找到很好的用途,，但是,，惠普為很可能會(huì)率先為那些填埋的廢粉找到高價(jià)值的應(yīng)用,，并將其轉(zhuǎn)化為功能性和耐用的汽車零件"。此外,，Aectual公司用回收的塑料制作了3D打印的植物,，在另一個(gè)項(xiàng)目中，用回收的塑料制作了3D打印的梁,，以取代鋼筋混凝土,，甚至還有更多的項(xiàng)目。

為非聚合物部件推出的擠壓項(xiàng)目

我們?cè)?021年看到的其他趨勢(shì)之一是3D打印的持續(xù)平民化,，特別是在涉及非聚合物材料時(shí),。在這一點(diǎn)上，制造商們對(duì)陶瓷和金屬等材料的擠壓項(xiàng)目（FDM）越來越重視,。金屬和陶瓷都是AM領(lǐng)域令人垂涎的材料,，因?yàn)樗鼈兛梢杂糜诓考�，包括最終使用,，在許多重要的領(lǐng)域,，如航空航天和醫(yī)療。然而,，能用這些材料進(jìn)行打印的機(jī)器往往對(duì)許多人來說過于昂貴,，而且入門級(jí)的選擇也很有限。現(xiàn)在,，隨著可以打印金屬和陶瓷的臺(tái)式FDM打印機(jī)的增加,，這項(xiàng)技術(shù)正變得越來越容易獲得，因?yàn)樗�比更�?fù)雜的激光機(jī)更便宜,，而且往往更容易使用,。

而AM市場(chǎng)已經(jīng)注意到了這種對(duì)金屬長(zhǎng)絲打印機(jī)的呼吁。當(dāng)然,，該領(lǐng)域最大的公司之一是Desktop Metal,，如上文所述，該公司在今年取得了巨大的發(fā)展,。但他們并不是唯一的公司,。今年，我們看到許多公司以幾種不同的方式發(fā)布了自己的金屬FDM解決方案,。首先是著名的聚合物FDM制造商,，包括BCN3D、Ultimaker和Makerbot,，為他們的打印機(jī)發(fā)布了金屬長(zhǎng)絲,，并配有專門的噴嘴和其他部件。這些方案將允許用戶只需添加到他們現(xiàn)有的聚合物機(jī)器上，降低成本,，同時(shí)為用戶提供一個(gè)低成本的3D打印金屬選擇,。

△2021年，我們看到了一種趨勢(shì),，即為非聚合物材料提供更多的桌面FDM解決方案,。在這里，你可以看到Markforged的金屬X解決方案（圖片來源：Markforged）

此外,，完整的解決方案也正在發(fā)布,，Raise3D和3DGence都宣布他們將在2022年推出FDM金屬打印機(jī)。在討論他們推出ELEMENT系列的決定時(shí),，3DGence的首席執(zhí)行官Sebastian Sczasny闡述道："在過去的兩年里,，金屬FFF技術(shù)作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的進(jìn)入金屬零件原型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的方式取得了重大進(jìn)展,�,？梢源蛴￠_放市場(chǎng)的金屬絲的桌面系統(tǒng)的數(shù)量已經(jīng)增加，盡管有Covid-19帶來的經(jīng)濟(jì)影響,，但目前的主要工業(yè)企業(yè)正在經(jīng)歷持續(xù)增長(zhǎng),。" 陶瓷3D打印機(jī)也在繼續(xù)普及，包括來自Nanoe的選擇,。此外,，隨著金屬和陶瓷3D打印的不斷普及，這些FDM解決方案似乎確實(shí)可以幫助進(jìn)一步將增材制造推廣到更多的行業(yè)和因素,。這是一種成本較低,、更容易使用的技術(shù)介紹方式，特別是對(duì)完全的3D打印初學(xué)者來說,。在未來的一年里,，看看這些陶瓷和金屬擠壓解決方案的反應(yīng)，以及看看是否有更多的機(jī)器進(jìn)入市場(chǎng),，將是非常有趣的,。

2021年，建筑3D打印的發(fā)展比以往更加迅猛

將3D打印用于建筑并不是一個(gè)新的想法,。今年的新鮮事是有多少不同的項(xiàng)目最終實(shí)現(xiàn),。這不再是一個(gè)想法，目前在歐洲和北美等多個(gè)大洲都有3D打印的房屋,。僅是3D初創(chuàng)公司ICON一家,，今年就在德克薩斯州宣布了多個(gè)房屋項(xiàng)目。自2018年3月他們的第一個(gè)打印房屋以來,，至今為止他們已經(jīng)設(shè)計(jì)了不少于20個(gè)建筑,。

2021年，房屋建筑3D打印也不僅是ICON一家大放異彩。3D打印也被視為一種潛在的善的力量,，作為解決人道主義問題的一種方式,，特別是與住房危機(jī)有關(guān)的問題。人類棲息地組織已經(jīng)開始在亞利桑那州建造一個(gè)3D打印的三室兩廳的獨(dú)棟別墅,，以幫助解決該州的住房危機(jī),。COBOD還被用來在印度、德國(guó),、佛羅里達(dá)等地打印房屋,。與14trees一起，他們的打印機(jī)還被用于非洲的一所學(xué)校,，目前正在迎接學(xué)生,。除此之外，越來越多的公司正在公布3D打印社區(qū)的計(jì)劃,，特別是低成本住房,。3月份的一個(gè)例子是特溫特增材制造公司（TAM）和世界住房公司在加拿大的3D打印村計(jì)劃，他們希望能結(jié)束社區(qū)內(nèi)居民無家可歸的現(xiàn)狀,。最后,，WASP的TECLA項(xiàng)目在今年完成，通過他們的混凝土3D打印住宅向我們展示了真正可持續(xù)住房的發(fā)展方向,。

△WASP新完成的TECLA是我們2021年3D打印趨勢(shì)的一部分：建筑和可持續(xù)性（圖片來源：WASP）

除了這些項(xiàng)目,，今年是我們真正看到3D打印房屋走向商業(yè)化的一年。2月,，SQ4D在長(zhǎng)島以299,999美元的價(jià)格將第一座3D打印房屋投放市場(chǎng),。還有在德國(guó)落成的第一座3D打印房屋，也是使用BOD 2打印機(jī)制造的,。TAM著名的Fibonacci House也正式成為第一個(gè)在Airbnb上掛牌的3打印房屋,，使其對(duì)那些想在這個(gè)獨(dú)特的房子里預(yù)訂一晚的旅行者和3D打印愛好者開放。在2022年,，我們期望看到更多的3D打印房屋和更多的創(chuàng)新項(xiàng)目的完成,，這些公司正在引領(lǐng)建筑領(lǐng)域的增材制造。

2021年即將過去,，我們見證了3D打印行業(yè)巨變的一年,。這其間充滿了變數(shù)，也充滿了機(jī)遇,，期待2022年3D打印會(huì)給我們帶來更多的驚喜,，南極熊約你一同見證。