增材制造作为未来运行的成本节约工具

概述

汽车和国防领域对轻量化辅助设备的需求不断增长，加上生产周期短的复杂制造设计的使用倾向的转变，预计将在扩大增材制造在全球范围内的市场范围方面发挥关键作用。此外，降低制造业的总拥有成本 (TCO) 变得越来越重要。随着增材制造在全球范围内的使用不断增加，各大公司都在不同国家扩大生产能力，以加强这些产品在市场上的影响力。

增材制造在各个买家细分市场中的优势、易于定制以及使用增材制造进行批量生产预计将开辟新的市场渠道。医疗保健行业的技术升级加上政府对增材制造的支持性资金，预计将使市场对主要行业参与者保持乐观。然而，与材料可用性、外泄、验证和标准化相关的问题预计将挑战市场增长。

什么是增材制造？

增材制造 (AM) 不同于减材生产方法，后者是从一块材料中磨掉不必要的材料。增材制造在工业应用中的使用通常指的是3D打印。它涉及通过3D打印设备和软件参考三维文件，将材料逐层堆积以形成物体。根据应用从可用的技术集中选择合适的增材制造技术。

应用场景

随着新车的开发，客户的需求不断增加，对设计和舒适性的要求也随之提高。各国政府实施的各种安全措施和法规增加了汽车和航空航天部件的重量。因此，随着重量的增加，正常功能所需的燃料消耗会很高。因此，为了满足需求并补偿燃油效率，设计和产品必须结构复杂且轻量化。这可以通过纤维增强增材制造 (FRAM) 等增材制造技术的潜力来实现。例如，赛车的底盘是使用FRAM生成设计和制造的，FRAM具有短纤维和碳纤维增强的长纤维矩阵，与金属底盘相比重量轻。这有助于调节汽车的空气动力学，从而有助于加速和降低燃油消耗。

为了实现车辆及其他汽车和航空航天零部件轻量化的目标，各种增材制造行业开发了某些技术和材料，并不断推向市场。这种开发的一个例子是将塑料丝熔层成型 (FLM) 形式的材料挤出 (MEX) 与短纤维和长纤维增强材料相结合。

此外，航空航天领域需要大量相互影响的功能性能技术和经济目标，从而减少时间、减轻飞行重量、成本管理以及交付安全关键组件。与传统的传统制造不同，增材制造技术采用基于典型粉末或线材以及塑料聚合物等材料的逐层制造，其重量较轻，可以实现航空公司发动机和部件的轻量化。

增材制造显着提高了设计过程的速度。与此同时，传统制造可能需要长达几个月的时间来生产制造最终零件和原型所需的必要工具。汽车和航空航天工业发现增材制造在避免昂贵且耗时的工具方面具有优势。

航空航天业还发现3D打印可以生产自由形状、优化的物体，这意味着使用增材制造可以有效减轻零件的重量，从而节省材料成本和生产时间。通过使用先进的设计工具，工程师通过增材制造将传统工艺中使用的组件数量减少到一个，从而大大简化了复杂设计的装配过程。

此外，诸如电弧增材制造 (WAAM) 和直接能量沉积 (DED) 等技术被广泛用于修复国防部门的功能性军事装备。这些技术有助于恢复和修复涡轮叶片和高端设备的磨损表面。虽然替换零件可能会缺货，但 3D 扫描技术对于逆向工程可用零件确实很有帮助，可以使用 3D 打印轻松复制。

任何行业都可以从轻量化零部件中受益，因为它可以降低材料成本和能耗。然而，在汽车行业，在制造车辆时使用轻量化零部件至关重要。此外，电动汽车通常无法达到与内燃机相同的峰值速度。减轻电动汽车重量有望提高发动机效率，并有助于缩小两种车型之间的差距。

增材制造的 USP

增材制造已被证明是一项强大的技术，彻底改变了各个最终用户行业的生产流程。增材制造技术实用、可靠，并且在过去几年中得到了有效利用。通过 3D 打印机的增材制造技术使公司能够即时获得所需的工具，而无需依赖其他供应商，因为 3D 打印机允许他们立即设计和定制零件，而无需使用繁琐的工具或模具修改。这也有助于降低运输成本，并在需要备件进行翻新（如赛车）时节省时间。

航空航天和国防等行业是使用增材制造产品来提高性能的其他行业。飞机零部件采用增材制造产品，重量轻，可以承受恶劣的环境条件。由于所需材料较少以及材料逐层成型的过程，航空航天工业利用其作为减重和减少废物的优势，这对于各大公司的航空航天零件制造非常重要。

此外，随着医疗行业的快速进步和创新，增材制造产品的利用对于医生、患者和研究机构来说都具有巨大的优势。通过增材制造技术提供的功能原型设计，可以灵活设计手术和研究所需的各种设计救生工具、牙科手术中使用的工具、CT扫描的术前模型、定制锯和钻导轨、外壳和专用仪器。

除此之外，其他各个行业也依赖增材制造技术来实现 3D 打印机提供的快速和可定制的设计。增材制造技术加快了生产速度，并满足了对不同形状和设计的不同设计产品的需求，具有真实感和功能性。一些最终用户包括电子制造公司和建筑模型设计师等。

定制化的便利性促使买家增加对增材制造的支出

随着公司生产具有与大规模生产相同的设计和图案的标准化和通用产品，存在对定制产品的需求，其中每个客户都是不同的个体，具有个人设计或习惯偏好的产品。

与传统制造不同，增材制造无需额外成本，也不需要额外的模具或工具来进行设计。它只需要一个原型 3D 设计，客户自己就可以创建。由于易于定制和生产速度快，增材制造的需求量很大。此外，使用 AM（增材制造）技术可以为消费者带来独特的购买和消费者体验，与不提供个性化的产品相比，它能给他们一种归属感和消费者满意度。

例如，德国汽车制造商 BMW 允许客户在 BMW MINI 系列中通过该公司的在线商店对某些特定部件（如门把手或侧板部件）进行定制设计。另一方面，耳机公司NORMAL为客户设计耳机铺平了道路，通过下载他们的应用程序，根据客户的创意进行设计，并为客户提供自己定制的耳机。

传统的部件制造工艺依赖于使用大容量资源与控制元件相结合来获得极高的精度。然而，传统制造工艺无法超越使用增材制造工艺的优势。此外，增材制造可以构建复杂的设计，而使用传统制造工艺很难实现这些设计。增材制造的功能性和精度远高于传统制造工艺。与传统制造方法不同，增材制造的生产时间可以从几周缩短到几天。增材制造机器可以连续打印，并且需要最少的监督。这使得制造商能够按照“准时制”原则进行运营，生产所需数量并避免因库存过多而浪费金钱和存储空间。

此外，增材制造中可用的各种工艺与传统制造工艺相比具有多种生产优势。因此，易于制造复杂和定制的设计以及较短的生产周期有望推动全球增材制造市场的发展。

亟待解决的问题：概览

设备的高成本和增材制造专业人员的有限性预计将成为未来几年可能限制增材制造技术范围的一些因素。增材制造设备的成本在30万美元至150万美元之间。此外，工业耗材的价格范围在每件100美元至150美元之间。因此，劳动密集型制造企业可能会避免在内部生产中使用此类制造技术。

增材制造被认为是复杂设计生产的救世主。但它仍然存在一定的局限性，进一步阻碍了其市场的增长。增材制造被认为是制造原型和复杂零件或设计的理想选择，但制造大型单个零件仍然很复杂。

增材制造利用激光粉末床熔融 (PBF) 工艺可以构建复杂的形状以及有机结构。这些形式被认为对于使用传统制造操作来制造来说过于昂贵或复杂。例如，激光 PBF 可用于生产轻质部件，以确保最复杂的晶格结构，从而有效地利用材料。

医疗保健行业前景乐观

数字化医学成像的发展以及这种数字化允许根据患者的解剖结构重建 3D 模型。个性化医疗设备的典型工作流程从使用计算 3D 扫描方法成像或捕获患者的解剖结构几何形状开始。此类数据可用于打印患者解剖结构的 3D 模型，或者可用于创建个性化设备或植入物。

增材制造在医疗领域有多种医疗应用，包括医疗模型、植入物、工具、仪器和医疗器械零件、医疗辅助器具、支撑导轨、夹板和假肢以及生物制造等。例如，医学模型基于患者的解剖结构，用于术前和术后、手术规划和培训医学生并告知患者和患者家属。这些模型可以用于特定的有趣部分。医学模型广泛应用于颅颌面、四肢、骨盆等骨骼结构。这些医学模型是通过 3D 打印机中的原型设计制作的，其中设计的工作流程和尺寸是通过 X 射线、CT 扫描和 MRI 以及许多其他扫描方法获得的。

由于技术先进的独立 3D 打印设备的可用性，以及主要市场参与者为发布先进的独立系统而增加的研发力度，“独立”细分市场占据了市场主导地位。 Data Bridge Market Research 分析称，在 2022 年至 2029 年的预测期内，医疗保健 3D 打印市场预计将以 22.8% 的复合年增长率增长。

要了解有关该研究的更多信息，请访问 https://www.databridgemarketresearch.com/zh/reports/global-healthcare-3d-printing-market

另一方面，种植体是直接或间接增材制造的，以替代有缺陷或缺失的组织，这也包括牙冠和牙桥等牙科应用。该材料应与组织相容。增材制造是一种类似于医学模型的有利解决方案。通过增材制造技术，我们可以通过数字3D打印定制和个性化植入物，这是针对患者的配件

Data Bridge Market Research 分析称，在上述预测期内，市场预计将以 4.21% 的复合年增长率增长。癫痫、心脏病和帕金森病的患病率不断上升是推动微电子医疗植入物市场的重要因素。

https://www.databridgemarketresearch.com/zh/reports/global-microelectronic-medical-implants-market

政府支出预计将扩大市场走势

增材制造被视为潜在的类别之一，企业正在通过数字流程、通信和成像彻底改变制造业和工业生产格局。各国政府看到了该行业对各国经济的贡献潜力，因此制定了不同的战略来支持和促进各个行业的增材制造。

例如，中国、美国和俄罗斯政府通过采用和开发军事应用程序增强了用户对先进技术的信心。例如，海军陆战队的增材制造部门创造了最大的 3D 混凝土打印机，能够在短短 40 小时内打印 500 平方英尺的营房小屋。另一方面，美国商务部国家标准与技术研究院 (NIST) 已拨款 370 万美元，通过测量科学研究帮助解决当前和未来广泛采用金属增材制造的障碍

结论

增材制造已成为关键工具之一，它不仅可以节省制造公司的总拥有成本，而且可以增强部件的结构特性。中国和印度等发展中国家制造业的积极前景，加上汽车、航空航天和医疗保健领域强劲的研发支出，预计将为整个增材制造价值链的行业参与者带来希望。预计制造公司将在不久的将来增加支出，以降低向客户交付前置产品的成本，同时扩大买家基础，以提高成品或产品的知名度。

Data Bridge Market Research分析称，在2023年至2030年的预测期内，该市场将以20.9%的复合年增长率增长，预计到2030年将达到91,853.88百万美元。推动增材制造市场增长的主要因素是需求的增加适用于汽车和航空航天工业的轻质部件。

要了解有关该研究的更多信息， https://www.databridgemarketresearch.com/zh/reports/global-additive-manufacturing-market