2024年6月9日，按需数字制造提供商Protolabs发布了 2024 年版年度3D 打印趋势报告，介绍了 3D 打印趋势和 3D 打印的未来；为全球 3D 打印行业描绘了一幅积极的图景，突出了市场增长、生态系统成熟和新技术创新。
Protolabs趋势报告 3D 打印市场增长和预测。图片来自Protolabs
该报告基于 700 多名工程专家的关键市场数据和见解，反映了人们对增材制造市场的信心。据报道，新的微型和大型应用以及最终用途部件生产规模 3D 打印的不断增长的潜力推动了这一趋势。
据 Protolabs 称，3D 打印领域的增长速度比预期快 10.5%。据报道，市场规模以 21% 的复合年增长率增长至 2024 年的 248 亿美元，预计到 2028 年底将达到 571 亿美元。
这一3D 打印市场估值与市场情报公司Wohlers Associates 的数据一致，预计 2024 年该市场价值将达到 200亿美元。
此外，Protolabs 报告称，70%的企业在 2023 年 3D 打印的零件数量将比 2022 年增加，其中 77% 的受访者认为医疗行业具有最大影响潜力。
Protolabs 报告称：“3D 打印如今已在制造业中占据了稳固的地位。随着它成为一种应用范围更广的工业制造工艺，该行业正在走向成熟。从设计软件到自动化生产解决方案，再到增强的后处理方法，这个新兴的生态系统表明，越来越多的企业正在使用生产级 3D 打印。”
3D 打印从原型设计转向生产
Protolabs 报告中概述的一个重要趋势是 3D 打印正在远离原型应用。相反，增材制造越来越多地用于最终用途产品的批量生产。这是由于全球供应链不安全和环境可持续性目标下对本地化生产的需求不断增加所致。
根据 Protolabs 的数据，3D打印生产运行量显着增长。2020 年，36% 的受访者表示他们在一次生产运行中 3D 打印了 10 多个零件。这一数字在 2021 年上升到 49%，到2023 年将达到 76%。
终端应用部件的 3D 打印生产运行。图片来自 Protolabs。
每次生产运行使用 3D 打印超过1,000 个零件的受访者比例从 2022 年的 4.7% 增加到 2023 年的 6.2%。这反映了向最终用途零件批量制造的转变。主要将 3D 打印用于最终用途应用的受访者数量从上一年的 20% 略微增加到 21%。
Protolabs 声称，人们对 3D打印和生产的观念正在发生变化，越来越多的终端制造商将增材制造视为一种有效的生产工具。例如，45% 的受访者认为“产量和规模”是未采用 3D 打印的关键因素。这一比例低于去年的 47%。
Protolabs 副总裁兼 EMEA地区董事总经理 Bjoern Klaas 表示，这份新报告表明，越来越多的企业正在使用生产规模的 3D 打印。
Klaas 解释道：“使用 3DP 制造终端部件的增多部分是由于人们更倾向于本地生产。随着企业防范供应链中断和可持续性问题，我们预计这些趋势将不断增长。”
然而，在最终用途生产成为增材制造的主要应用之前，仍有一些工作要做。事实上，67% 的受访者认为原型制作是 3D 打印的主要应用。
2023年 3D 打印部件的生产运行量。图片来自 Protolabs。
人工智能携手 3D 打印：增材制造行业是否相信这种炒作？
人工智能仍然是科技界的热门话题。AI build、西门子、Authentise和Materialise等公司都已将这项技术融入其 3D 打印软件中。然而，根据 Protolabs 的报告，人工智能的全部潜力尚未在 3D 打印行业得到充分发挥。
展望未来，人工智能将在 3D 打印流程链中产生最大影响的领域是什么？33% 的受访者认为，人工智能将在硬件层面产生最大影响，利用传感器和计算机视觉实现 3D打印机调试的自动化。
其次，25% 的受访者认为，人工智能将通过改进的切片软件提高非平面 FDM 3D 打印的可访问性。增材制造设计 (DfAM) 也被认为受益于人工智能创新。这将包括改进的拓扑优化、多物理场过程模拟和人工智能生成的 CAD。
Protolabs 3D 打印应用工程经理 Eric Utley 补充道：“AI 生成的 CAD 正在快速发展，NASA一直在推广他们的软件，更注重制造，其中很多内容非常非常有趣。”该软件可根据工程参数生成优化设计。
AI 将对 3D 打印行业产生什么影响？图片来自 Protolabs。
专用3D打印材料的增长
根据Protolabs的2024年报告，新型材料的扩扩充将在未来3D打印应用的发展中发挥关键作用。31%的受访者表示，多材料3D打印将对增材制造领域产生最大影响。
Protolab 特别强调了弹性、导电性和耐热性等新兴材料特性在 3D 打印市场中日益增长的趋势。它还指出，轻质、具有耗散特性、刚度更高、紫外线敏感度更低的材料。随着这些材料越来越普及，Protolabs 认为，“它们将改变3D 打印实践。”
Protolabs 的供应链经理Grant Fisher 指出，使用陶瓷可以生产“具有出色热性能的独特部件”。此外，用于 MJF 和 SLS 等粉末基技术的 TPU 被强调为橡胶和塑料之间的桥梁。其灵活性和耐用性使其非常适合垫圈和密封件、可穿戴设备和医疗应用。
对 3D打印的未来影响最大的技术。图片来自 Protolabs。
3D 打印的未来
Protolabs 的供应链经理Robin Brockötter 表示，知识和教育的不断增长将为未来改变 3D 打印行业带来新的想法和机会。随着新发展速度的加快，Protolabs 相信整个制造业将继续快速转变。
Brockötter 解释道：“我们仍处于人们不熟悉 3D 打印的全部功能和用例的时代。但随着未来几代设计师和工程师接受培训以了解 3D 打印的功能并进入劳动力市场，这些创新将变得越来越普遍。”
在 2024 年 3D 打印行业高管调查中， 3D 打印专家对3D 打印的未来持乐观态度。许多受访者预计 3D 打印将迎来“黄金发展期”。他们预计自动化、可持续性以及更广泛的制造业将进一步整合和采用，从而取得显著进展。
大多数受访者对3D打印的经济前景也持乐观态度，其中62%的人对外部条件持积极看法，68%的人认为外部商业条件有利或非常有利。
此外，《Wohlers 2024 年报告》也重申了这一观点，即 3D 打印将转向大批量生产终端应用部件。受 3D 打印机和后处理技术升级的推动，该报告预测基于3D 打印设备的产量将从数千个部件增加到数十万个部件。小型部件也有望实现百万级生产。
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