VoxelMatters分析報告：金屬增材制造市場將持續(xù)增長

根據(jù)來自業(yè)內(nèi)多數(shù)分析機構(gòu)的預(yù)測，金屬制造業(yè)約占 12 萬億美元的全球制造業(yè)市場的 25% 至 30%。盡管這些數(shù)字非常寬泛，但它們確實清楚地表明了金屬增材制造面臨的潛在機遇。如今，金屬增材制造市場估計僅占整個金屬制造市場的一小部分，具體取決于我們在定義中包含的內(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告數(shù)據(jù)，未來十年內(nèi)從今天的 28 億美元增長到 403 億美元是一個現(xiàn)實的目標，將給所有涉足這一工業(yè)領(lǐng)域的公司帶來巨大收益，并且仍然為2032年之后的進一步增長留下了巨大潛力。

金屬增材制造（Metal AM）自上世紀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零部件及工具的實驗性生產(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)，因為大多數(shù)主要技術(shù)開始展現(xiàn)和探索其可擴展性的潛力。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)共同的目標是實現(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)市場運營商和利益相關(guān)者所預(yù)期的那樣，如果成功實現(xiàn)可持續(xù)過渡，金屬增材制造市場將呈現(xiàn)指數(shù)級的增長，遠超以前我們所見過的任何市場規(guī)模。這些機會將出現(xiàn)在開發(fā)和生產(chǎn)硬件的公司，尤其是針對那些生產(chǎn)金屬增材制造材料和零部件的公司。

盡管這聽起來像是陳詞濫調(diào)，但金屬增材制造多被認為是金屬制造的未來。金屬增材制造不會取代現(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，因為它為工程師、制造商和零件供應(yīng)商提供了新的、真正獨特的可能性。我們現(xiàn)在才剛剛開始觸及可能性的表面，但新的應(yīng)用程序每天都會出現(xiàn)。增材制造具有直接從 CAD 生產(chǎn)零件的獨特能力，幾乎沒有與流程相關(guān)的設(shè)計限制，這意味著這些應(yīng)用可以更快地實現(xiàn)，從而更快地采用一些有史以來最復(fù)雜的制造技術(shù)。

不斷發(fā)展的金屬增材制造市場

金屬增材制造硬件的發(fā)展一直是推動最初市場增長的關(guān)鍵部分。隨著該領(lǐng)域向更高吞吐量的生產(chǎn)過渡，硬件系統(tǒng)的價格預(yù)計將會下降，并且該行業(yè)將越來越受到增值應(yīng)用的推動。正在進行的過程要經(jīng)過幾個步驟。在第一步中，高資本支出硬件投資加上相對較小的材料投資，帶來了增材制造服務(wù)的第一個增值機會。這就是過去二十年發(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)計仍將是金屬增材制造市場的核心。最終，對增材制造、流程自動化和工業(yè)化設(shè)計優(yōu)化的更多投資將為各個工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域帶來最高附加值的機會。

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)子細分定義的五個主要類別進行映射。當今商業(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)”這一類別的一部分，因為它們需要燒結(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

金屬增材制造市場由幾個不同的運營商和利益相關(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，并且在很大程度上繼續(xù)推動其今天的增長——盡管他們現(xiàn)在加入了新一代參與者并受到越來越多的挑戰(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)域由德國公司主導(dǎo)。美國Velo3D、法國AddUp等新進入者以及BLT、華曙高科、EPlus3D等中國公司正在擴大市場份額。

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

上述新一代挑戰(zhàn)者已進入金屬增材制造市場，目標是提高產(chǎn)量。此外，一些公司一直在大力推動金屬粘合劑噴射技術(shù)的工業(yè)化，并將其推向市場，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（正在開發(fā)自己的技術(shù)，還收購了金屬粘合劑噴射先驅(qū) ExOne）和 Markforged（從 Hoganas 收購了瑞典公司 Digital Metal）等較小公司。

金屬增材制造材料制造商一直在開發(fā)或優(yōu)化用于增材制造的金屬合金材料，同時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（其中包括Carpenter Technologies、GKN、Oerlikon、Sandvik、ATI、Linde (Praxair) 等大型國際專業(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)十家大型材料集團已將增材制造指定為下一個相關(guān)增長領(lǐng)域，并且目前正在進入該市場，從而帶來可用材料的快速擴張。話雖如此，從數(shù)量上看，對材料的需求仍然很低，因此其中一些公司也開始提供金屬增材制造服務(wù)，作為利用增材制造材料的機會。

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備好在硬件成本和人力資本、勞動力和經(jīng)驗方面進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。主要的國際增材制造服務(wù)提供商包括 Protolabs、Toolcraft 和 Materialise，以及專業(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 以及多家中國公司（主要在國內(nèi)市場運營）和幾十家較小的公司。金屬增材制造服務(wù)提供商通常負責(zé)開發(fā)、實施新的增材制造集成端到端生產(chǎn)工作流程，有時還負責(zé)申請專利。

這些公司與增材制造采用者（第四大類市場運營商）不同，因為他們通常銷售與應(yīng)用無關(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)零件來銷售或自己使用。與增材制造服務(wù)提供商一樣，增材制造采用者也通過增材制造生產(chǎn)零件，并在增材制造集成工作流程中開發(fā)特定于細分市場的專業(yè)知識。他們要么充當 OEM 3D 打印零件的 1 級或 2級供應(yīng)商，要么充當內(nèi)部生產(chǎn)的 3D 打印零件的最終用戶。

此類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、醫(yī)療、海事和能源等領(lǐng)域的主要一級和二級供應(yīng)商，包括空客和波音（航空航天）、寶馬、戴姆勒奔馳大眾汽車（汽車）、Stryker 和 Zimmer Biomet（醫(yī)療）、蒂森克虜伯和 Wilhelmsen（海事）。