最新市场格局:粘结剂喷射金属3D打印,将塑造一个蓬勃发展的市场-金属3D打印工厂

最新市场格局:粘结剂喷射金属3D打印,将塑造一个蓬勃发展的市场-金属3D打印工厂插图

✅大唐盛世-3D打印一站式服务平台,专注于金属3D打印的设计、加工、定制生产及应用,为新老用户提供钛合金3D打印、不锈钢3D打印、铝合金3D打印、模具钢3D打印等近百种金属3D打印加工服务及综合解决方案。大唐盛世多年金属3D打印经验,打印精密度高(误差小于0.05mm),售后保证,不满意可重做。

最新市场格局:粘结剂喷射金属3D打印,将塑造一个蓬勃发展的市场

到目前为止,没有一项3D打印工艺像粘结剂喷射那样持续挑动行业的神经。这项技术号称能够实现金属3D打印低成本、批量化生产,拥有高于其他3D打印技术数十倍的工作效率。本文将总结该技术领域最新的市场格局,包括国内外主要的市场参与者、发展状况及最新的市场预测,同时在文末总结了市场蓝图。

过去两年,市场极大重塑

真正的改变随着Desktop Metal上市而不断展开,一系列的收购让一些品牌消失,也成就了该领域的独角兽;一些新的重量级玩家开始入局,一些新的重要材料工艺被突破,也有一些被广泛关注的设备正式上市。首先,回顾过去1-2年发生的重要事件。

1. 2022年9月,HP公司历时四年,终于推出了其首款基于所谓Metal Jet技术的S100粘结剂喷射金属3D打印解决方案。

2. 2022年7月,Markforged宣布从Hoganas集团收购瑞典公司Digital Metal8月31日,这项收购被宣布已经完成。

3. 2022年5月,GE Additive在最新的新闻图片中展示了其第三代粘结剂喷射金属3D打印机

4. 2022年4月,台湾电子巨头富士康宣布将与增材制造公司Triditive联手开发基于粘结剂喷射的金属3D打印机。

5. 2022年3月,Desktop Metal终于将第一台生产级系统(Production系列)P50交付给客户,标志着该公司用于最终用途金属零件大规模生产的旗舰增材制造技术真正商业化。

6. 2021年11月,喷墨技术专家日本理光发布了一款采用自有工业喷墨打印技术开发的新型粘结剂喷射金属3D打印机,并声称支持铝合金最终零件生产。

7. 2021年11月,Desktop Metal完成收购粘结剂喷射3D打印技术的领导者Exone,并宣布收购另一家新锐企业——Meta Additive。12月,宣布获得获德国汽车制造商790万美元订单。

8. 2021年6月,大众汽车宣称首次在生产中全面使用粘结剂喷射金属3D打印技术,在该技术领域,它一直与惠普合作。

9. 2021年3月,Desktop Metal和Exone几乎同时宣布突破铝合金粘结剂喷射3D打印成形。福特公司声称,不久的将来会使用ExOne的工艺大批量生产铝合金零件。

10. 2021年2月,Digital Metal宣布推出纯铜3D打印材料,成为第一个为粘结剂喷射3D打印系统提供官方认证纯铜材料和工艺的设备商。

11. 2020年12月,Desktop Metal上市,粘结剂喷射金属3D打印市场格局开始改变。

知名企业,引领技术发展

截至目前,当前国际上知名的、被广泛关注的从事粘结剂喷射金属3D打印技术的领先公司,包括Desktop Metal、Markforged、HP以及GE Additive,这些都是美国企业。

1. Markforged——非边缘玩家
无论是新产品的推出还是企业收购,都造成了市场格局的深刻改变。Digital Metal作为粘结剂喷射金属3D打印领域实现产品商业化最早期的两家公司之一,Markforged对它的收购不仅仅意味着正式迈入粘结剂喷射金属3D打印领域,更重要的是其具备了批量制造技术解决方案。

Digital Metal已经推出了商业化的产品,应用领域涉及医疗/牙科、航空航天、汽车以及包含珠宝、手表、配饰等在内的奢侈品行业。因此,Markforged迈入粘结剂喷射金属3D打印赛道将是重要的参与者,而非边缘玩家,更何况其本身就具有丰富的与挤出技术相同工艺流程的脱脂烧结经验。

Markforged将获得Digital Metal早期的DM P2500,其成型尺寸为203x180x69mm,以及后者于2022年5月刚刚宣布推出的最新大批量制造级系统——DMP/PRO,其成型尺寸为250×217×70(或186)mm。可成形材料包含了316L、17-4PH、Ti6Al4V、DM625、DM247、纯铜等。

2. GE Additive——致力于垂直领域应用

自2017年GE Additive宣布开发粘结剂喷射金属3D打印技术以来,已经可以打印航空、能源、汽车和其他工业领域使用的不锈钢、铜、高温合金、硬质合金等多种材料,但与其他几家公司相比,其产品推出的速度还是稍显落后,目前没有商业化的产品上市。

GE Additive致力于与不同垂直领域的主要客户进行战略推广,测试合作伙伴网络使其专注于那些真正希望将该技术投入生产的客户——如康明斯用于发电和汽车,西屋制动用于铁路,山特维克用于采矿,肯纳金属用于对耐磨和耐腐蚀至关重要的石油、天然气等工业应用。这些客户真正希望推动该技术应用向前发展并真正着眼于将组件或材料投入规模生产。

3. Desktop Metal——行业独角兽

Desktop Metal已经通过上市和收购成为最知名的行业巨擘。在粘结剂喷射技术领域,Exone具有非凡的地位,它是最早期将该技术商品化并实现大规模应用的企业。

对Exone的收购,使Desktop Metal消除了最为强大的竞争对手,并使其成为自己的一部分,同时创建了当前市场范围内最强的产品组合和用户集群。旗下拥有Shop系列、X系列、P系列共9款粘结剂喷射系统,可成形316L/304L不锈钢、模具钢、工具钢、钛合金、镍基合金、钨、铝等广泛材料组合。

而对Meta Additive的收购,则有助于解决当前该工艺领域所普遍面临的孔隙率、收缩、零件尺寸限制和生产速度缓慢的问题,该公司开发的非牺牲性粘结剂使Desktop Metal敏锐察觉到收购对其技术成长的重要意义。对Aidro的收购,则是将其产品推向应用的一个重要窗口,该公司是高科技工业、能源和航空航天领域液压元件的供应商,专注于将过时的液压设计转变为坚固、轻便的3D打印替代品。

4. HP——紧盯数字化制造的未来
惠普在多年前就表达出意图借助3D打印技术颠覆全球价值12万亿美元制造业市场的雄心。其所推出的MJF技术只是改变3D打印市场格局的第一步,Metal Jet则更被业界广泛关注。然而不得不提及的是,由于研发时间经历四年,其早期的风头确实被后起之秀Desktop Metal抢尽。

惠普紧盯数字化制造的未来,并发布有《数字制造趋势白皮书》,其中指出,中国制造业数字化转型趋势已逐渐形成,潜力广阔。随着3D打印对制造数字化和行业颠覆产生的影响,按需生产的能力成为数字化制造的最大驱动力。2021年6月,惠普指出,自MJF推出以来,已交付的零件数量超过了6000万个,而三个多月过后,这一数量已经突破了1亿。在进行了广泛的测试之后,惠普Metal Jet技术可能已经解决了该工艺所存在的广泛问题,能否像当年的MJF技术一样掀起市场风浪,需要大家拭目以待。

国内公司,须紧追技术发展

长期以来,国内商业化的粘结剂喷射金属3D打印厂商仅有武汉易制科技有限公司,从已公开的信息可以查询到,广东峰华卓立、北京隆源、宁夏共享等公司也在研发该工艺并推出了相关设备;高校方面则有华南理工大学杨永强教授团队、华中科技大学史玉升教授团队、北京科技大学曲选辉教授团队等从事该工艺的研究,且多采用自研平台。

观察该工艺的被关注形势、专利申请情况以及展会服务商提供的信息,3D打印技术参考认为,国内从事粘结剂喷射金属3D打印研发的团队还有很多,有同类技术设备商表示,保守估计有20-30家

国外几家设备商所推出的设备已经在航空航天、汽车、国防军工等领域得到应用。如Exone公司十几年间已经推出了实验型、工业型多款型号,相应的打印和脱脂烧结工艺也日趋成熟。

国内设备商虽在打印、设备、烧结工艺方面积极布局并取得了一定的应用,但从可打印材料种类、设备加工能力、工业化应用、粘结剂开发还与国外厂商有一定差距。

目前,国内对这项技术比较缺乏信任感,用户普遍更关注SLM技术,这使得配套粘结剂喷射技术的上游材料(如金属粉末)供应商极少,而且材料的一致性差,基本没有专业的适用于这项工艺的粉末供应商。另一方面,用户也受到专业知识的限制和一些误导,对这项技术持怀疑态度。由于粘结剂喷射技术所涉整个技术链条太广、太复杂,研发难度非常大,不仅需要花费大量资金,而且耗时很长,目前世界上没有一个团队可以在短短几年内推出成熟的粘结剂喷射金属3D打印解决方案

整体上来讲,国内对这项技术的认识不足是最大阻碍,软件和材料方面很欠缺,甚至一些相对专业点的从事砂型或其他材料应用的团队,也还没有意识到打印金属的复杂性,还没能感受到软件和材料在该技术中的重要性。除以上企业,富士康能够迈入该领域领域实属意外,这是这家制造巨头第一次主动自主研发3D打印设备它考虑在生产中采用3D打印来减少高劳动密集型的生产环节并提高其生产能力的自动化程度。

其他公司,尽显差异化

另一家不太被关注的美国公司3DEO,于2022年2月首次推出了其Saffron金属3D打印平台,该公司所提供的技术类型属于粘结剂喷射+CNC复合制造。有别于选择性的喷射粘结剂,其首先对整个粉床表面喷射粘结剂,然后采用CNC切割出零件的表面轮廓,基于该技术的平台在过去五年中一直处于开发状态。这家公司致力于提供差异性的制造服务,并不对外销售设备,截止到2021年7月该公司已制造了100万个客户零件;截止到2022年2月,3DEO表示有37台打印机正在生产,并计划在2022年再增加44台投入生产。3DEO有望在未来三年内实现125台的制造集群,每年的零件生产数量达到2000万个。

除此之外,日本理光已拥有超过30年的喷墨技术研究和创新历程,其核心技术包括喷墨打印头及其控制技术、墨水和图像处理服务器。作为粘结剂喷射3D打印设备的核心部件,喷头是推动输出高质量、高性能零件的关键。当前,全球仅有10家喷墨打印头制造厂商,理光无疑拥有该部件的核心制造技术。

BJ技术,将塑造一个蓬勃发展的市场

金属粘结剂喷射技术有望在金属3D打印的工业化中发挥重要作用,它可以使用较便宜的粉末和现有的冶金工作流程制造大批量零件。使用该技术制造的零件必须使用金属注射成型行业所熟悉的方法烧结成最终形式。

SmarTech在《Market for Bound Metal Additive Manufacturing 2022》中预计到2030年,基于烧结的金属3D打印零件制造市场规模将达到540亿美元;

CONTEXT的最新市场研究结果指出,2022年第一季度金属粘结剂喷射市场增长最快,打印机出货量比2021年第一季度增长了113%。虽然该工艺还不是主导技术,但它是增长最快的技术之一。

IDTechEx在新报告《金属增材制造2022-2032:技术与市场展望》中表示,粘结剂喷射市场在中期将变得更具竞争力。

无疑,粘结剂喷射金属3D打印技术将会带来一个蓬勃发展的市场。随着惠普设备的正式上市,中国已经有渠道可以购买。凭借早期因MJF技术塑造的良好口碑和打下的坚实基础,惠普在国内将会有较好的市场预期。但同时,市场也会对Desktop Metal所持续树立的批量化制造形象充满极大期待。在未来较长的时间内,这两家公司将会成为角逐全球粘结剂喷射金属3D打印制造领域的绝对主角。

对于国内该技术的发展,虽已经有了一定基础,但生产终端将不会信任将不稳定的平台用于生产。国内的开发商需要更多资本的支持,才能更好的发展打印工艺、软件控制、仿真成形等核心技术。较长的研发周期,道阻且长,而国外品牌已经压境。

最新市场格局:粘结剂喷射金属3D打印,将塑造一个蓬勃发展的市场

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