混合增材制造市场 – 全球行业规模、份额、趋势、机遇和预测，按材料（金属增材制造、聚合物增材制造）按工艺（定向能量沉积 (DED)、激光金属沉积 (LMD)、吹粉沉积 (BPD)）细分，按最终用户行业（汽车、零售、能源、制造、医疗保健等）细分，按地区细分，按竞争细分，2018 年至 2028 年

市场概览

近年来，全球混合增材制造市场经历了巨大的增长，并有望继续强劲扩张。混合增材制造市场在 2022 年的价值达到 1921.4 亿美元，预计到 2028 年将保持 21.56% 的复合年增长率。近年来，全球混合增材制造市场经历了巨大的增长，这主要得益于全球各行业的广泛数字化转型。随着公司越来越多地利用人工智能、物联网、3D 扫描和移动设备等尖端技术，他们正在优化运营、改进产品设计并确保制造业的法规遵从性。见证混合增材制造解决方案日益普及的一个关键领域是质量控制和供应链管理。先进的平台正在使用数据分析和人工智能，通过从连接的机器和设备中获得有价值的见解，为制造过程提供前所未有的可视性。这些先进的工具持续实时监控生产活动，快速检测不合规或有故障的部件。航空航天和医疗保健等行业已经有效地实施了这些创新解决方案，以解决减少缺陷、提高供应链效率和满足严格的监管标准等问题。随着制造业务在全球范围内变得更加分散，通过数据和分析监督分布式供应链的质量变得越来越重要。领先的制造商正在利用分布式端点和人工智能工具的分析来简化全球供应网络内的协作，同时保护知识产权和客户数据。这种双重关注使分布式制造更加高效，同时可靠地保护敏感信息。分析供应商正在对预测质量建模、数字库存管理和用户友好的制造执行系统进行大量研发投资。这些投资有望通过预测设备维护、优化物流规划和高度个性化的客户数字服务等应用释放更大的价值。重要的是，这些解决方案保持强大的隐私、安全和监管控制，以确保合规性。制造质量控制和客户体验的融合为混合增材制造解决方案提供商提供了巨大的增长机会。随着这些工具不断发展和集成先进功能，它们将产生更加个性化的见解并实现关键流程的自动化。这将使制造商更好地应对我们日益数字化的世界中不断变化的法规和客户需求。总之，全球混合增材制造市场继续保持强劲增长的前景依然乐观。该行业的扩张凸显了其在保障制造质量、优化运营和提升客户体验方面的关键作用。随着技术的进步，混合增材制造解决方案将继续成为确保全球制造运营高效、合规和安全的核心。

关键市场驱动因素

大规模定制需求不断增加

混合增材制造技术能够按需生产高度定制的零件，这推动了各行各业的广泛采用。传统制造业通常需要大量生产，如果需求未达到预期，就会导致库存过剩和浪费。混合增材制造允许公司以经济高效的方式生产小批量，甚至是单个定制零件。这使企业能够满足客户日益个性化的需求和偏好。医疗保健和消费品等行业正在利用混合增材制造来生产定制医疗设备和个性化消费品。汽车行业也在探索将其用于按需备件。通过提供更多定制解决方案，公司可以通过高度个性化的产品和服务获得竞争优势并提高客户满意度。

缩短生产交付周期

与传统方法相比，混合增材制造有助于显著缩短生产交付周期。传统制造涉及漫长的流程，如加工和设置大型生产线。混合增材制造将 3D 打印的优势与传统技术相结合，允许按需打印零件而无需加工。由于零件可以在使用点附近按需打印，因此避免了较长的供应链和仓储。这有助于压缩从设计到生产的交付周期。航空航天和国防等产品开发周期较长的行业从中受益匪浅。交付周期缩短后，他们可以更快地响应项目的动态需求。总体而言，混合增材制造压缩生产计划的能力为各个行业的即时制造提供了强大的优势。

通过简化流程节省成本

通过混合增材制造将 3D 打印与传统技术相结合，与传统制造方法相比，可显著节省成本。以前需要多个组件的复杂零件现在可以用混合增材打印成单个实体件。这简化了组装并避免了与连接多个组件相关的成本。由于混合增材仅使用所需材料逐层生产零件，因此还可以减少材料浪费，从而节省成本。由于不需要昂贵的工具，与传统生产线相比，整体工具和设置成本要低得多。围绕混合增材的功能重新设计产品和供应链可以通过简化流程和优化材料使用来持续降低成本。成本效益使得混合增材制造对各个垂直行业的批量生产都具有吸引力。

主要市场挑战

高资本投资要求

混合增材制造行业需要大量资本投资来购买必要的设备，例如 3D 打印机、后处理系统和软件。这些系统的价格从数十万美元到数百万美元不等，具体取决于类型和大小。此外，公司需要空间来容纳这些大型工业机器以及适当的通风和其他基础设施要求。高昂的前期成本对许多希望采用这些技术的中小型企业构成了重大进入壁垒。即使对于较大的公司来说，考虑到目前的成熟度水平和增材制造投资回报的不确定性，证明如此大的资本支出是合理的也是困难的。高昂的资本成本也限制了公司在短期内使用这些技术可以实现的生产量。克服这一挑战需要开发成本更低的混合增材制造解决方案以及新的融资和租赁模式，以使该技术更易于普及。

缺乏行业标准和认证

阻碍更广泛采用混合增材制造的最大挑战之一是缺乏标准化流程、材料资格和零件认证。如果没有商定的行业标准，就很难确保使用这些新技术制造的零件的一致性和可重复性。监管机构在没有建立认证协议的情况下，也很难对用于关键应用的增材生产零件进行认证和批准。缺乏标准会带来质量控制风险和不确定性，从而阻碍许多潜在用户。通过行业协作努力制定标准化测试方法、材料规范、设计指南和认证框架对于赢得更保守的工业部门的信心和信任至关重要。国际标准组织需要优先制定和发布增材制造标准，以帮助加速混合增材制造零部件的鉴定和认证。

主要市场趋势

大规模定制需求不断增长

通过混合增材制造大规模定制产品的能力正在推动市场的巨大需求。借助混合系统，制造商可以利用增材和减材工艺按需生产具有高度定制化的复杂零件。这使公司能够满足航空航天、医疗设备和汽车等行业个别客户的独特需求。与大批量生产标准化零件不同，混合增材制造可以实现定制设计的小批量生产。与传统制造相比，它可以减少浪费和库存成本。随着消费者期望更加个性化的产品和服务，通过混合系统进行大规模定制对于制造商保持竞争力至关重要。市场潜力巨大，因为每个客户都可以成为一个市场。领先的 OEM 已将混合增材制造用于定制医疗植入物和飞机部件等应用。如果采用正确的商业模式进行战略性实施，大规模定制将成为那些利用混合技术的企业的主要收入来源。

在工装和模具制造应用中的应用

工装和模具制造为混合增材制造提供了巨大的增长机会。对于中小批量零件，传统的通过机械加工进行工装生产既耗时又昂贵。混合系统为工装应用提供了一种经济实惠且更快捷的替代方案。减材功能允许对增材零件进行精确加工，满足注塑模具、压铸模具和其他工装嵌件所需的严格公差和表面光洁度。一些模具制造商已经采用了混合机器来简化工具室操作并缩短交货时间。汽车和消费品包装行业严重依赖工装和模具每年制造数百万个最终用途零件。由于 OEM 要求缩短设计周期和提高供应链灵活性，混合增材制造工具可帮助满足准时生产要求。与传统工具生产相比，混合增材制造工具可节省成本和时间，这将在未来几年推动各个制造业领域的采用率提高。

多种材料的结合

混合增材制造最引人注目的优势之一是能够使用多种材料 3D 打印零件。虽然聚合物 3D 打印可实现多材料功能，但金属增材制造工艺传统上仅限于每种构建使用一种材料。混合系统通过实现一种材料的增材沉积，同时精确加工另一种材料，解决了这一挑战。这扩大了需要单个零件具有不同材料特性的应用的设计自由度。航空航天、医疗和电子等行业已经通过创新（例如使用复合材料或塑料嵌件 3D 打印金属部件）从中获益。多材料功能还为复杂模具和工具嵌件的生产开辟了新的可能性。随着材料研究的不断深入，混合增材制造将在将陶瓷、木塑复合材料和合金等先进材料融入功能性最终用途组件方面发挥关键作用。多材料功能解决了金属 3D 打印中的一个关键障碍，并进一步加强了混合技术在批量生产中的价值主张。

细分洞察

材料洞察

2022 年，金属增材制造和聚合物增材制造共同主导了全球混合增材制造市场。金属增材制造贡献了最大的市场份额，因为它允许制造商生产具有复杂几何形状的复杂金属零件和组件，而这些零件和组件很难或不可能通过传统的减材方法制造。航空航天、汽车和医疗等行业已广泛采用金属 3D 打印技术来生产轻质而耐用的金属零件。金属增材制造技术（如直接金属激光烧结和电子束熔化）能够生产具有与锻造金属相当的机械性能的完全致密的金属零件，这推动了各行业对它们的需求。聚合物增材制造也占据了显著的市场份额，因为与金属 3D 打印相比，聚合物 3D 打印相对经济且生产时间更短。热塑性聚合物，如丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 和聚碳酸酯 (PC)，是聚合物 3D 打印的常用材料。医疗保健行业已大量利用聚合物 3D 打印来生产手术导板、牙科模型和假肢。展望未来，能够打印聚合物和金属的多材料 3D 打印机的发展预计将在预测期内推动混合增材制造市场的增长，因为它们允许制造具有不同材料复杂组件的零件。

流程洞察

定向能量沉积 (DED) 类型细分市场在 2022 年占据了全球混合增材制造市场的主导地位，预计在预测期内将保持主导地位。由于能够以高沉积速率沉积材料并具有良好的冶金结合力，DED 在 2022 年占据了超过 35% 的最大市场份额。DED 使用聚焦热能源（如激光或电子束）在沉积材料时通过熔化来熔化材料。这允许直接从具有良好机械性能的 CAD 数据制造完全致密的零件。汽车、航空航天和医疗保健行业越来越多地将 DED 用于工具、维修和复杂金属零件制造等应用。它在生产定制设计、缩短交货时间和降低成本方面比传统方法更具优势。随着持续的技术进步提高沉积速率和零件质量，预计到 2028 年，DED 部门将继续在市场份额和收入方面主导混合增材制造市场。激光金属沉积和吹粉沉积细分市场目前占有较小的市场份额，但由于与 DED 相比，它们的设备和材料成本较低，因此在预测期内可能会经历更快的增长率。然而，由于 DED 具有更高的沉积速度和 3D 打印完全致密的金属部件的能力，其性能与锻造材料相当，因此预计 DED 将保持其市场主导地位。

区域见解

北美在 2022 年主导了全球混合增材制造市场，预计在 2023 年至 2030 年的预测期内将保持其主导地位。由于美国和加拿大等国家的主要参与者的存在，该地区在 2022 年占据了超过 35% 的最大市场份额。该地区是先进制造技术的早期采用者，并在混合增材制造系统的研发方面投入了大量资金。该地区的主要汽车、航空航天和医疗器械公司正在积极探索混合增材制造在快速原型制作以及最终用途零件生产中的应用。这支持了区域市场的增长。此外，完善的工业基础设施以及熟练劳动力和技术人员的可用性，正在鼓励制造公司将混合增材制造技术纳入其生产工作流程。该地区还见证了政府对先进制造技术开发的资金增加，这对混合增材制造系统的采用产生了积极影响。所有这些因素预计将使北美在预测期内保持全球混合增材制造市场的领先地位。

最新发展

• 2022 年，GE Additive 收购了私人控股的 Oxford Performance Materials，后者是一家用于增材制造的高性能热塑性塑料供应商。这扩大了 GE 的混合制造材料组合。
• 2023 年，松浦机械宣布推出一款名为 LUMEX Avance-25 的新型混合机器，它将多激光 DMLS 与 5 轴铣削和车削相结合。这样就可以在一个系统中同时进行增材和减材工艺。
• 3D 打印火箭领域的领导者 Relativity Space 于 2022 年筹集了 2.5 亿美元的资金，以支持其大型金属部件混合增材制造技术的开发。
• TRUMPF 收购了专注于混合激光沉积焊接的初创公司 Additive ManufacturingMachines。这扩大了 TRUMPF 的高速金属 3D 打印应用产品组合。
• 2023 年，Desktop Metal 收购了 ExOne，这两家是粘合剂喷射 3D 打印领域的两大主要参与者。合并后的公司旨在加速集成增材和减材工艺的混合制造技术。
• Stratasys 于 2022 年推出了新型混合聚合物 3D 打印机，该打印机结合了 FDM 和 PolyJet 技术，可用于多材料零件生产。这扩展了功能原型和生产零件的选择。

主要市场参与者

• DMG MORI 株式会社
• Mazak Corporation
• Stratasys Ltd
• Matsuura Machinery Corporation
• Voxeljet AG
• SLM Solutions Group AG
• OptomecInc
• EOS GmbH
• Renishawplc
• 3DSystems Corporation