2022年3D打印市場趨勢：整合、沖擊、工業(yè)化、BJ技術

隨著2022年臨近尾聲，我們也是時候再次回顧今年的3D打印市場狀況了，以便對來年增材制造行業(yè)的趨勢有一個更好的預測。今年可以肯定的是，增材制造行業(yè)依舊在延續(xù)著前幾年取得的進展。例如，它逐漸從疫情大流行中恢復過來，并繼續(xù)轉向工業(yè)化，特別是向大尺寸3D打印和更大規(guī)模的運營邁進。此外，增材制造領域的參與者也開始越來越多地關注可持續(xù)發(fā)展。

可持續(xù)發(fā)展和3D打印之間的聯(lián)系已不是一個秘密。由于能夠減少浪費，增材制造經常被譽為一個更加環(huán)保的過程。盡管一些3D打印技術并不完美，特別是塑料的使用引起了爭議，但行業(yè)內對技術開發(fā)和有關3D打印環(huán)境責任的關注度卻在增加。其中一個代表性案例就是增材制造綠色貿易協(xié)會（AMGTA）繼續(xù)擴大，其成員中有許多增材制造的領導者。目前，該協(xié)會有50家成員公司，比2021年初有了大幅增長。

△Sherri Monroe是AMGTA的執(zhí)行董事，隨著人們對3D打印在更可持續(xù)制造業(yè)中作用的探索，該協(xié)會已經迅速成長（圖片來源：3Dnatives）

話雖如此，我們也看到了主導增材制造行業(yè)的一些新趨勢。但這些趨勢究竟是什么？與前幾年相比，增材制造行業(yè)發(fā)生了哪些變化？在不久的將來增材制造又將走向何方？在這一年的結尾，南極熊就來帶領大家一起回顧2022年3D打印領域發(fā)生的主要變革。

產業(yè)整合占據了2022年3D打印的中心舞臺

在今年年初，Sona Dadhania 和 Richard Collins 博士撰寫了一篇題為《3D 打印硬件 2022-2032：技術和市場展望 / 3D Printing Hardware2022-2032: Technology and Market Outlook》的報告，該報告認為3D打印行業(yè)在不久的將來不可能進行整合。然而，這一論斷很快被證明是錯誤的。盡管2022年3D打印行業(yè)仍有很大的擴張，但我們也看到了該行業(yè)的許多整合跡象，一些是通過收購和兼并，但也有的是通過合作關系。

也許今年最大的整合案例之一是Ultimaker和Makerbot在2022年5月的合并。對于那些已經熟悉3D打印的人來說，你可能記得MakerBot是最早從RepRap運動中脫穎而出的桌面3D打印機公司之一，實際上它早在2013年首先被Stratasys收購。同時，Ultimaker在市場上不僅因其桌面解決方案而聞名，而且其Cura軟件也是3D打印愛好者中最知名的切片程序之一。

△Nadav Goshen（左）和Juergen von Hollen（右）在合并結束時握手（圖片來源：Ultimaker）

Ultimaker和Makerbot兩大巨頭的合并于今年9月結束，以UltiMaker的名義推出了一個新品牌。這兩家公司都強調，對他們來說，合并是推動全球3D打印創(chuàng)新的關鍵，即通過結合他們目前的優(yōu)勢和解決方案，以及投資于更多產品的新研發(fā)。Nadav Goshen是Makerbot的前首席執(zhí)行官，現(xiàn)在是合并后的新公司的首席執(zhí)行官，他在一份新聞稿中評論說："當我們作為UltiMaker一起開始下一個篇章時，我們將繼續(xù)專注于開發(fā)3D打印創(chuàng)新，以推進可獲得和易于使用的3D打印解決方案的可用性。通過結合我們的團隊和技術專長，我們可以努力開發(fā)和提供一個全面的產品組合，以支持專業(yè)、教育和輕工業(yè)應用。"

但這并不是唯一的例子。今年2月，3DSystems公司宣布，在2021年出售公司的各個部分一年后，它將收購Titan Robotics和Kumovis，從而在長期缺席后重返FDM市場，這是今年的開端。8月，該公司還尋求收購dp polar GmbH，這是一家來自德國的設計和制造增材制造系統(tǒng)的公司，其打印系統(tǒng)已針對定制組件的高速大規(guī)模生產進行了優(yōu)化。

同樣在8月，業(yè)內領先和早期3D打印制造商之一Stratasys宣布收購Covestro的3D打印材料業(yè)務。Carbon公司還首次收購了ParaMatters，這是一家以生成設計軟件能力而聞名的軟件公司。在這一點上，你可能會感覺到這些年來許多收購和兼并中的一個模式。也就是說，我們看到增材制造公司似乎正在尋求為增材制造創(chuàng)建完整的端到端解決方案，目標是那些可能具有不同優(yōu)勢的公司，例如材料或軟件。

△隨著對Digital Metal的收購，Markforged將進入金屬粘合劑噴射市場（圖片來源：Digital Metal）。

這也可以看出，更多的公司尋求獲得其他的增材制造技術來擴大自己的影響力。一個值得注意的例子是Markforged，它正在尋求通過收購Digital Metal進入金屬粘合劑噴射市場。Markforged公司以其碳纖維和金屬3D打印工藝而聞名，一直在快速增長，而進軍金屬粘合劑噴射領域顯示了其持續(xù)擴張的意圖，同時也使其成為美國市場上實力雄厚的Desktop Metal公司的直接競爭對手。

此外，不僅僅是增材制造公司在收購和兼并方面取得進展。今年，我們還看到那些在該領域不那么活躍的大型科技公司收購了3D打印公司。例如，全球知名的相機制造商尼康通過9月宣布的公開收購要約，著手收購SLM solutions。截至要約接受期結束時，尼康已經正式收購了SLM約92.38%的股份。與此類似，陷入困境的Fast Radius在今年上市，但隨后迅速出現(xiàn)業(yè)績下降，在美國破產法下的1590萬美元的出售過程中被SyBridge Technologies收購。

然而，整合不只是收購一種模式，盡管并購的案例在2022年占據了絕大多數。作為這一趨勢的一部分，我們還想強調合作伙伴關系在增材制造中的作用越來越大。特別是在軟件、后處理和3D打印機制造商之間，作為為客戶提供3D打印需求的 "一站式服務 "的一種方式，有助于增材制造的持續(xù)工業(yè)化。

當你看到2022年期間增材制造領域的許多收購合作關系時，軟件的重要性顯而易見（圖片來源：3Dnatives）。

例如，在討論AMT和惠普之間的合作時，自動化和軟件合作是為客戶開發(fā)全面綜合解決方案的關鍵，惠普個性化和3D打印業(yè)務的全球銷售和上市主管Wayne Davey評論說："鑒于AMT的共同愿景、共同的客戶和成熟的后處理后加工技術組合，我們很高興能與他們的合作進入新的階段。在惠普，我們相信利用為端到端Multi Jet Fusion工作流程帶來獨特專業(yè)知識的伙伴關系是加速增材制造規(guī)�；�生產的關鍵。"

此外，DyeMansion，一個成熟的后處理解決方案供應商，和Nexa3D出于同樣的原因達成了合作。Nexa3D首席運營官Kevin McAlea解釋說："我們與DyeMansion合作是很自然的，DyeMansion是粉床熔融自動化后處理解決方案的領先供應商，以確保我們的工業(yè)客戶能夠從端到端利用高產量的制造能力，以及降低他們的總運營成本。"無論如何，似乎3D打印行業(yè)的許多人都看到，聯(lián)合起來會更強大，這也促使公司整合成為一個日益增長的現(xiàn)實。

市場的增長也伴隨著沖擊

不過，在你看到市場不斷整合和增長的地方，破壞帶來的沖擊往往就在不遠處。從2022年一開始，由于各種原因，破壞是市場的一個主要趨勢。最早的一個原因當然是發(fā)生在烏克蘭的危機。盡管這似乎離3D打印很遠，但整個增材制造界對這一消息同樣做出了反應。在沖突事件發(fā)生后，該行業(yè)的許多知名人士立即采取行動。除此之外，包括EOS在內的一些3D打印公司決定停止與俄羅斯客戶的業(yè)務，而其他公司則組織了捐款。

雖然這場危機爆發(fā)在年初，但整個過程卻一直持續(xù)至今，其中，Nexa3D、EOS、BigRep、WohlersAssociates powered by ASTM International、SYNGIS、Digital University和3YOURMIND等公司發(fā)起了無聲拍賣活動。這些都是在主要的3D打印活動中進行的，包括Rapid + TCT 2022和Formnext。

△總部位于波蘭的Sygnis公司（圖為其3D打印工廠，圖片來源：Sygnis）。

3D打印群體還以其他方式表達他們的看法，例如來自全球各地的用戶和公司都在努力制作可以幫助救治傷員的3D打印部件。一個值得注意的例子是創(chuàng)建開源止血帶文件，可用于受傷的平民。此外，像UnlimitedTomorrow和Oxford Performance Materials這樣的公司正在尋求將3D打印的假肢送到那些有需要的地帶。

此外，供應鏈的中斷也是2022年的一個關注點。當然，3D打印通常是解決這一問題的方法之一，在COVID危機開始時就是最好的例子，全世界的塑料和微芯片短缺幾乎影響了每一個行業(yè)。這也被烏克蘭戰(zhàn)爭本身所加劇，因為貿易路線幾乎在一夜之間被改寫，關鍵材料無法到達他們需要的地方。

最后需要強調的是，盡管我們在過去幾年左右看到了增材制造行業(yè)的顯著增長，但并非所有跡象都是如此美好。當然，最令人擔憂的跡象之一是在這一年中出現(xiàn)了一些裁員。雖然這可能至少部分是前面提到的市場持續(xù)整合的結果，但它顯然也是當前全球經濟衰退導致的科技行業(yè)總體上的一個持續(xù)趨勢的標志。而且它影響到了該行業(yè)中許多最大的公司。桌面金屬公司、Nexa3D公司、施樂公司和Carbon公司都宣布，他們正在放走他們的大部分員工，僅DM公司就將其全球員工人數減少了12%。

Desktop Metal公司首席執(zhí)行官Ric Fulop在討論被稱為成本優(yōu)化措施的裁員時指出："正如在之前的財務業(yè)績電話會議上所述，我們一直專注于尋找機會，在保持增長機會的同時優(yōu)化我們的費用結構。我們相信，這一舉措建立在我們在2021年下半年開始采取的整合團隊的步驟之上，使Desktop Metal公司能夠實現(xiàn)我們的近期和長期財務承諾，并支持我們實現(xiàn)盈利的道路。"這一趨勢表明對行業(yè)內的許多人來說，利潤可能沒有預期的那么理想。

自動化和軟件在2022年對3D打印的重要性增加

隨著3D打印繼續(xù)工業(yè)化，不同步驟的自動化需求變得越來越重要，以實現(xiàn)一些行業(yè)所需的大規(guī)模打印。因此，在今年的過程中，我們看到了許多不同的技術和軟件的出現(xiàn)，以滿足這一需求。

我們在討論整合的時候已經提到了這一點，但是這一點的重要性增加的一個標志是3D打印解決方案制造商和軟件供應商之間的合作。事實上，它最明顯的地方之一是在后處理方面。盡管與其他增材制造步驟相比，后處理，或打印后對零件的處理，對于生產高質量的零件至關重要。然而，正如PostProcess關于后處理趨勢的最新報告所顯示的那樣，這一步驟仍然很耗時和困難。自動化可以幫助解決這個問題，這似乎是行業(yè)發(fā)展的方向，從AMT和惠普以及DyeMansion和Nexa3D最近的合作可以看出。

△AMT PostPro 自動化制造系統(tǒng)

但是，后處理并不是我們看到的增材制造中注重自動化的唯一領域。軟件在該領域越來越重要，因為監(jiān)測成為創(chuàng)建最終使用部件的一個關鍵要求。因此，許多人一直在加大投資，要么創(chuàng)建自己的專有軟件解決方案，以實現(xiàn)完整的端到端增材制造工作流程，要么通過與軟件供應商合作，實現(xiàn)更大的自動化。

我們必須再次提到Markforged，因為該公司已經穩(wěn)定地開發(fā)了The Digital Forge Platform，一個為其解決方案設計的智能平臺。今年，Markforged實現(xiàn)了模擬軟件在The Digital Forge的整合。Markforged的總裁兼首席執(zhí)行官Shai Terem特別理解進一步整合到3D打印業(yè)務中的需要，他說："仿真使我們的客戶能夠更深入地采用The Digital Forge，用經過驗證和優(yōu)化的3D打印高級復合材料部件與連續(xù)纖維加固來取代更多關鍵任務的工具和最終使用的金屬部件。像Simulation這樣基于云的軟件創(chuàng)新是我們將工業(yè)零件生產帶到需求點的核心"。這尤其突顯了自動化和軟件在擴大生產規(guī)模方面的重要性。

人工智能在整個3D打印領域的地位也繼續(xù)得到鞏固，特別是在涉及自動化時。越來越多的公司正在采用機器學習或基于人工智能的軟件來幫助改善監(jiān)測等過程。但它也被研究人員用來作為提高增材制造生產力的一種方式。

一個值得注意的例子是弗勞恩霍夫增材制造技術研究所（IAPT）、弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統(tǒng)研究所（IKTS）、弗勞恩霍夫毒理學和實驗醫(yī)學研究所（ITEM）、弗勞恩霍夫材料力學研究所（IWM）和弗勞恩霍夫數字醫(yī)學研究所（MEVIS）之間最近的合作。這些機構求助于人工智能和3D打印來創(chuàng)造定制的手指植入物。雖然這個項目剛剛開始，但它顯示了3D打印與軟件、人工智能當然還有自動化相結合時的巨大可能性。

粘合劑噴射技術的崛起

最后，但肯定不是最不重要的，我們必須提及一項在2022年各類報道中一次又一次出現(xiàn)的特殊3D打印技術，那就是粘合劑噴射。雖然此前在3D打印技術中并不總是討論最多的，但粘結劑噴射技術似乎在今年開始找到了自己的立足點。通過新的兼容材料和該領域不斷涌入的新成員，它已經成為了的2022年3D打印領域中最受關注的技術之一。

△照片來源：Digital Metal

首先，材料的發(fā)展對2022年的粘結劑噴射很重要。我們可以特別指出，Desktop Metal公司的可用材料范圍越來越廣。當然，盡管該公司繼續(xù)在金屬和沙子這兩種最常見的粘結劑噴射材料上進行大量投資，但特別是隨著ExOne的S-Max Flex Sand 3D打印機的推出，該公司也開始涉足和投資一些非傳統(tǒng)的材料，包括木材粘結劑噴射、橡膠甚至泡沫。這使它能夠涉足更多的行業(yè)和應用，牢牢地鞏固了粘結劑噴射在最終使用部件以及型芯和模具中的作用。

接下來，粘結劑噴射市場是今年似乎變化最大的一個市場。去年Desktop Metal公司收購了ExOne公司后，由于兩個最大的競爭對手聯(lián)合起來，粘結劑噴射市場大大縮小。然而，正如我們前面提到的，現(xiàn)在有了新的參與者，Markforged當然就是其中之一。這家美國制造商對Digital Metal的收購使其在金屬粘結劑噴射市場上站穩(wěn)了腳跟，并在許多領域成為DM的直接競爭對手。然而這還不是全部。今年還標志著惠普公司正式推出了期待已久的金屬3D打印解決方案。盡管惠普在其聚合物解決方案中使用了其Multi Jet Fusion（MJF）工藝，但其新的金屬3D打印機卻轉向了金屬粘合劑噴射。Metal Jet S100機器在今年的IMTS 2022上首次亮相，并在Formnext展會上進一步展示。

惠普和Markforged決定深入研究金屬粘合劑噴射技術，似乎是以通過該技術有可能實現(xiàn)最終使用的金屬部件的大規(guī)模生產為中心。惠普公司3D金屬部全球負責人和總經理Ramon Pastor這樣解釋："自從2018年宣布突破性的金屬噴射技術以來，我們一直在努力開發(fā)業(yè)界最先進的3D金屬批量生產的商業(yè)解決方案。3D打印金屬零件是數字化轉型的關鍵驅動力，新的Metal Jet S100解決方案為我們的客戶提供了世界級的金屬產品，從最初的設計一直到生產，但更重要的是幫助他們實現(xiàn)數字化制造的無限潛力。"

以上，我們總結了2022年增材制造領域內一些值得關注的案例：越來越多的公司整合、行業(yè)外部不穩(wěn)定因素的破壞和沖擊、作用愈發(fā)突顯的自動化，以及粘結劑噴射的快速發(fā)展，這注定2022年肯定不是一個沉悶的年份。當然，我們更是迫不及待地想看看2023年的3D打印世界里還有什么在等著我們，也許在明年，我們又會發(fā)現(xiàn)不一樣的新趨勢。