VoxelMatters分析報(bào)告：金屬增材制造市場(chǎng)將持續(xù)增長(zhǎng)

根據(jù)來(lái)自業(yè)內(nèi)多數(shù)分析機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè),，金屬制造業(yè)約占 12 萬(wàn)億美元的全球制造業(yè)市場(chǎng)的 25% 至 30%,。盡管這些數(shù)字非常寬泛,，但它們確實(shí)清楚地表明了金屬增材制造面臨的潛在機(jī)遇,。如今,，金屬增材制造市場(chǎng)估計(jì)僅占整個(gè)金屬制造市場(chǎng)的一小部分，具體取決于我們?cè)诙�義中包含的內(nèi)容,。根據(jù)VoxelMatters Research在2023年發(fā)布的關(guān)于金屬增材制造的報(bào)告數(shù)據(jù),，未來(lái)十年內(nèi)從今天的 28 億美元增長(zhǎng)到 403 億美元是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的目標(biāo),，將給所有涉足這一工業(yè)領(lǐng)域的公司帶來(lái)巨大收益，并且仍然為2032年之后的進(jìn)一步增長(zhǎng)留下了巨大潛力,。

金屬增材制造（Metal AM）自上世紀(jì)90年代中期起就已經(jīng)作為一種商業(yè)可用技術(shù)存在,。然而，在過(guò)去的25年里,，其主要應(yīng)用范圍一直局限于原型制作和先進(jìn)零部件及工具的實(shí)驗(yàn)性生產(chǎn),。如今，我們正在從小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)向中批量甚至大批量（連續(xù)）終端零件生產(chǎn),，因?yàn)榇蠖鄶?shù)主要技術(shù)開(kāi)始展現(xiàn)和探索其可擴(kuò)展性的潛力,。每種主要金屬增材制造技術(shù)都提出了不同的方法，以及數(shù)字化連續(xù)和大規(guī)模生產(chǎn)所面臨的不同利益和挑戰(zhàn),。然而,，這些技術(shù)共同的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一種能夠生產(chǎn)更優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的新型生產(chǎn)方式，潛在地更加高效和更具環(huán)境可持續(xù)性,。

正如大多數(shù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商和利益相關(guān)者所預(yù)期的那樣,，如果成功實(shí)現(xiàn)可持續(xù)過(guò)渡，金屬增材制造市場(chǎng)將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng),，遠(yuǎn)超以前我們所見(jiàn)過(guò)的任何市場(chǎng)規(guī)模。這些機(jī)會(huì)將出現(xiàn)在開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)硬件的公司,，尤其是針對(duì)那些生產(chǎn)金屬增材制造材料和零部件的公司,。

盡管這聽(tīng)起來(lái)像是陳詞濫調(diào)，但金屬增材制造多被認(rèn)為是金屬制造的未來(lái),。金屬增材制造不會(huì)取代現(xiàn)有技術(shù),，但它將繼續(xù)比任何其他現(xiàn)有制造技術(shù)更快地發(fā)展，因?yàn)樗鼮楣こ處�,、制造商和零件供�?yīng)商提供了新的,、真正獨(dú)特的可能性。我們現(xiàn)在才剛剛開(kāi)始觸及可能性的表面,，但新的應(yīng)用程序每天都會(huì)出現(xiàn),。增材制造具有直接從 CAD 生產(chǎn)零件的獨(dú)特能力，幾乎沒(méi)有與流程相關(guān)的設(shè)計(jì)限制,，這意味著這些應(yīng)用可以更快地實(shí)現(xiàn),，從而更快地采用一些有史以來(lái)最復(fù)雜的制造技術(shù)。

不斷發(fā)展的金屬增材制造市場(chǎng)

金屬增材制造硬件的發(fā)展一直是推動(dòng)最初市場(chǎng)增長(zhǎng)的關(guān)鍵部分,。隨著該領(lǐng)域向更高吞吐量的生產(chǎn)過(guò)渡,，硬件系統(tǒng)的價(jià)格預(yù)計(jì)將會(huì)下降，并且該行業(yè)將越來(lái)越受到增值應(yīng)用的推動(dòng),。正在進(jìn)行的過(guò)程要經(jīng)過(guò)幾個(gè)步驟,。在第一步中,，高資本支出硬件投資加上相對(duì)較小的材料投資，帶來(lái)了增材制造服務(wù)的第一個(gè)增值機(jī)會(huì),。這就是過(guò)去二十年發(fā)生的事情,。

如上圖所示，在中短期內(nèi),，硬件,、材料和服務(wù)預(yù)計(jì)仍將是金屬增材制造市場(chǎng)的核心。最終,，對(duì)增材制造,、流程自動(dòng)化和工業(yè)化設(shè)計(jì)優(yōu)化的更多投資將為各個(gè)工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)最高附加值的機(jī)會(huì)。

金屬增材制造硬件可以根據(jù)其技術(shù)增材制造系列和相關(guān)子細(xì)分定義的五個(gè)主要類(lèi)別進(jìn)行映射,。當(dāng)今商業(yè)上可行的技術(shù)包括：

• 粉末床熔融（L-PBF,、EB-PBF）
• 定向能量沉積（L-DED、EBAM,、WAAM）
• 噴射技術(shù)（包括金屬粘合劑噴射和材料噴射）*
• 金屬粘結(jié)打�,。ㄩL(zhǎng)絲、立體光刻和 PBF）*
• 固結(jié)工藝（冷噴涂,、超聲波,、攪拌摩擦）
  

*所有噴射技術(shù)和粘合金屬打印技術(shù)都屬于“基于燒結(jié)的技術(shù)”這一類(lèi)別的一部分，因?yàn)樗鼈冃枰獰�結(jié)作為后處理的一部分,。

金屬增材制造領(lǐng)域的主要參與者

金屬增材制造市場(chǎng)由幾個(gè)不同的運(yùn)營(yíng)商和利益相關(guān)者組成,。領(lǐng)先的金屬增材制造硬件制造商幫助建立了金屬增材制造市場(chǎng)，并且在很大程度上繼續(xù)推動(dòng)其今天的增長(zhǎng)——盡管他們現(xiàn)在加入了新一代參與者并受到越來(lái)越多的挑戰(zhàn),。傳統(tǒng)行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者 EOS,、SLMSolutions、GE Additive,、3DSystems 和雷尼紹都活躍在金屬粉末床熔融領(lǐng)域,，該領(lǐng)域由德國(guó)公司主導(dǎo)。美國(guó)Velo3D,、法國(guó)AddUp等新進(jìn)入者以及BLT,、華曙高科、EPlus3D等中國(guó)公司正在擴(kuò)大市場(chǎng)份額,。

EOS和SLM Solutions（最近被尼康收購(gòu)）均位于德國(guó),，而美國(guó)公司GE Additive和3D Systems通過(guò)收購(gòu)歐洲公司進(jìn)入該領(lǐng)域：GE Additive于2016年收購(gòu)了德國(guó)公司Concept Laser和瑞典公司Arcam AB， 3D Systems 于 2013 年收購(gòu)了法國(guó)公司 Phoenix（并于 2014 年收購(gòu)了比利時(shí)醫(yī)療 3D 打印服務(wù)提供商 Layerwise）,。

上述新一代挑戰(zhàn)者已進(jìn)入金屬增材制造市場(chǎng),，目標(biāo)是提高產(chǎn)量。此外,，一些公司一直在大力推動(dòng)金屬粘合劑噴射技術(shù)的工業(yè)化,，并將其推向市場(chǎng),，作為金屬 PBF 的高通量替代品。其中包括HP 和 GE 等巨頭,，以及 Desktop Metal（正在開(kāi)發(fā)自己的技術(shù),，還收購(gòu)了金屬粘合劑噴射先驅(qū) ExOne）和 Markforged（從 Hoganas 收購(gòu)了瑞典公司 Digital Metal）等較小公司。

金屬增材制造材料制造商一直在開(kāi)發(fā)或優(yōu)化用于增材制造的金屬合金材料,，同時(shí)搭建用于金屬粉末生產(chǎn)的基礎(chǔ)霧化設(shè)施,。如今，由約 20 家公司組成的集團(tuán)（其中包括Carpenter Technologies,、GKN,、Oerlikon、Sandvik,、ATI,、Linde (Praxair) 等大型國(guó)際專(zhuān)業(yè)公司）已在該領(lǐng)域建立了顯著的領(lǐng)導(dǎo)地位。然而,，還有數(shù)十家大型材料集團(tuán)已將增材制造指定為下一個(gè)相關(guān)增長(zhǎng)領(lǐng)域,，并且目前正在進(jìn)入該市場(chǎng)，從而帶來(lái)可用材料的快速擴(kuò)張,。話雖如此,，從數(shù)量上看，對(duì)材料的需求仍然很低,，因此其中一些公司也開(kāi)始提供金屬增材制造服務(wù),，作為利用增材制造材料的機(jī)會(huì)。

金屬增材制造服務(wù)提供商將其金屬增材制造能力出售給需要增材制造零件但尚未準(zhǔn)備好在硬件成本和人力資本,、勞動(dòng)力和經(jīng)驗(yàn)方面進(jìn)行大量初始投資以將增材制造生產(chǎn)能力引入內(nèi)部的公司。主要的國(guó)際增材制造服務(wù)提供商包括 Protolabs,、Toolcraft 和 Materialise,，以及專(zhuān)業(yè)金屬增材制造服務(wù)提供商，如 BEAMIT,、Poly-Shape（現(xiàn)為 AddUp 的一部分）,、Siemens Materials Solutions、Sintavia 以及多家中國(guó)公司（主要在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)）和幾十家較小的公司,。金屬增材制造服務(wù)提供商通常負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā),、實(shí)施新的增材制造集成端到端生產(chǎn)工作流程，有時(shí)還負(fù)責(zé)申請(qǐng)專(zhuān)利,。

這些公司與增材制造采用者（第四大類(lèi)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商）不同,，因?yàn)樗麄兺ǔｄN(xiāo)售與應(yīng)用無(wú)關(guān)的 3D打印服務(wù)（可以滿足多種工業(yè)要求），而不是使用該技術(shù)生產(chǎn)零件來(lái)銷(xiāo)售或自己使用,。與增材制造服務(wù)提供商一樣,，增材制造采用者也通過(guò)增材制造生產(chǎn)零件,，并在增材制造集成工作流程中開(kāi)發(fā)特定于細(xì)分市場(chǎng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。他們要么充當(dāng) OEM 3D 打印零件的 1 級(jí)或 2級(jí)供應(yīng)商,，要么充當(dāng)內(nèi)部生產(chǎn)的 3D 打印零件的最終用戶(hù),。

此類(lèi)在金屬增材制造工業(yè)化方面投入巨資的典型增材制造采用者包括航空航天、汽車(chē),、醫(yī)療,、海事和能源等領(lǐng)域的主要一級(jí)和二級(jí)供應(yīng)商，包括空客和波音（航空航天）,、寶馬,、戴姆勒奔馳大眾汽車(chē)（汽車(chē)）、Stryker 和 Zimmer Biomet（醫(yī)療）,、蒂森克虜伯和 Wilhelmsen（海事）,。