此前，國外媒體HUBS發(fā)布一份《2021年增材制造行業(yè)趨勢報(bào)告》。據(jù)報(bào)告顯示，2020年全球3D打印市場的規(guī)模大約在126億美元左右；2020年全球3D打印市場的增長率為21%；2021-2026年，全球3D打印市場規(guī)模預(yù)計(jì)將會比2020年增長1倍，達(dá)到372億美元。

增材制造又稱3D打印或是快速成型，由于其獨(dú)特的優(yōu)勢，讓越來越多的制造型企業(yè)采用增材制造技術(shù)，并從中獲益。相比傳統(tǒng)制造工藝，增材制造技術(shù)具有的優(yōu)勢體現(xiàn)在更少的設(shè)計(jì)限制，更快速地實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn)以及相對較低的開工成本。

■圖1：2000-2020年3D打印的應(yīng)用和普及程度

10年前，當(dāng)增材制造技術(shù)首次在行業(yè)內(nèi)被客戶采用時，已經(jīng)展現(xiàn)了技術(shù)上的優(yōu)勢。在最近幾年，3D打印已經(jīng)不再是一種制造原型件的技術(shù)，而是能夠成為制造終端產(chǎn)品的替代工藝。圖1顯示的是3D打印在20年時間的應(yīng)用普及程度。

新冠肺炎疫情從暴發(fā)到現(xiàn)在已經(jīng)有1年多的時間，這時候回頭看2020年3D打印在行業(yè)的整體表現(xiàn)，或許是很好的時機(jī)。根據(jù)HUBS報(bào)告，就整體而言，3D打印技術(shù)目前還沒有在制造生產(chǎn)流水線上完全“扎根”，而且某些行業(yè)的利用率還出現(xiàn)了下滑。

疫情初始，3D打印在制造個人防護(hù)用品（PPE）方面表現(xiàn)強(qiáng)勢。受疫情影響，全球供應(yīng)鏈出現(xiàn)了“斷檔”，人防護(hù)用品的生產(chǎn)企業(yè)只能轉(zhuǎn)向依賴本地化生產(chǎn)，其中就包括采用3D打印技術(shù)生產(chǎn)。盡管目前3D打印還不能完全解決供應(yīng)鏈斷檔的問題，但從現(xiàn)實(shí)情況來看，未來3年內(nèi)該技術(shù)在制造領(lǐng)域的滲透速度將很有可能以每年17%的速度增長。

■圖2：9家市場咨詢公司預(yù)測2020-2026年3D打印全球市場

圖2顯示的是9家市場咨詢公司調(diào)研的結(jié)果。2014-2020年是歷史數(shù)據(jù)，2021-2026年是預(yù)測數(shù)據(jù)，每根柱狀條上的數(shù)額顯示的是平均值。數(shù)額包括了3D打印系統(tǒng)、軟件服務(wù)、材料和設(shè)備，但不包括公司的內(nèi)部投資。

2020年全球3D打印市場規(guī)模的平均數(shù)是126億美元，區(qū)間跨度從最低的84億美元到最高的166億美元。在之后的3年內(nèi)，咨詢機(jī)構(gòu)給出的預(yù)測是年平均增長率為17%，這一數(shù)值均低于2019年和2020年的預(yù)期。但好消息是，3D打印的全球市場仍在增長，并有望在2026年達(dá)到372億美元。

報(bào)告顯示，新冠肺炎疫情對3D打印市場造成了短期的不利影響，包括不能及時復(fù)工、社交活動減少以及供應(yīng)鏈“斷檔”。咨詢公司預(yù)測，這種情況將在接下來幾年中得到好轉(zhuǎn)。疫情時期，市場上仍舊出現(xiàn)了一些積極的信號。其中，有33%的制造型企業(yè)增加了3D打印技術(shù)投入，有50%的制造型企業(yè)仍在使用3D打印技術(shù)。（見圖3）

■圖3：新冠肺炎疫情對行業(yè)使用3D打印的影響

盡管受疫情影響，但3D打印仍表現(xiàn)出強(qiáng)勁的市場需求。其中一個原因是，3D打印技術(shù)快速彌補(bǔ)了個人防護(hù)用品市場的缺口，以至于很多企業(yè)將資源都用來生產(chǎn)口罩。但在另一方面，在那些因疫情使3D打印使用率不高的企業(yè)，主要原因是訂單不足所導(dǎo)致的，其次是因?yàn)槠髽I(yè)無法復(fù)工，導(dǎo)致工廠不能及時生產(chǎn)。

因此，在過去一年時間里，那些小型企業(yè)通過使用3D打印技術(shù)得到了快速成長，這同時也增長了這些企業(yè)的訂單量。但對于全球整體的3D打印市場而言，并沒有促進(jìn)整體市場的提升。

■圖4：3D打印的應(yīng)用分布比例，目前原型件生產(chǎn)占據(jù)首位

圖4顯示，每年制造企業(yè)都在評估3D打印技術(shù)帶來的收益，關(guān)注點(diǎn)不僅是原型件的制作，更是生產(chǎn)終端零件的可能性。與此同時，目前3D打印主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的原型制作，緊隨其后的是藝術(shù)類和功能性終端零件。這種趨勢也反應(yīng)在一個訂單中的3D打印零件數(shù)量上，大多數(shù)制造訂單一次就需要生產(chǎn)1-10件產(chǎn)品，這些最先生產(chǎn)出的零部件被用于測試。之后，企業(yè)往往采用其他工藝方法進(jìn)行大批量生產(chǎn)。（見圖5）

■圖5：3D打印零部件的數(shù)量比例分布

經(jīng)過調(diào)研，有54%的制造型企業(yè)表示，他們使用3D打印生產(chǎn)功能性終端零件的比例，相對2019年更高；30%的同類型企業(yè)則表示，2020年與2019年相比，他們使用3D打印生產(chǎn)功能性終端零件的比例相同。

根據(jù)該報(bào)告，3D打印在生物技術(shù)、運(yùn)輸和自動化行業(yè)擁有最快的增長速度。在生物技術(shù)和自動化生產(chǎn)行業(yè)中，得益于3D打印技術(shù)能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多樣的設(shè)計(jì)；在運(yùn)輸行業(yè)，通過3D打印能實(shí)現(xiàn)備用自定義零件的生產(chǎn)，而這些零件以往都需要付出很高的購買成本。

■圖6:影響3D打印在行業(yè)滲透的原因，前四位分別是設(shè)備昂貴、打印出的零件不符合要求、專業(yè)知識的不足以及3D打印可選用的材料數(shù)量太少

就整個工業(yè)制造領(lǐng)域，有73%的制造型企業(yè)預(yù)測，在2021年他們將更多地采用3D打印技術(shù)。但在這之前，高昂的3D打印設(shè)備成為企業(yè)采納3D打印技術(shù)的主要門檻。比如在注塑成型和聚氨酯鑄件中，批量生產(chǎn)時3D打印的單件價格始終高于傳統(tǒng)工藝的成本。但是，在3D打印下實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜設(shè)計(jì)可以提升零部件的強(qiáng)度和重量比，這就帶來了成本的降低。（見圖6）

在金屬3D打印方面包括直接金屬激光燒結(jié)成型技術(shù)（DMLS）和選擇性激光熔化（SLM），都具有很高的成本投入。目前這兩個行業(yè)的新材料和新工藝正在快速發(fā)展，未來將實(shí)現(xiàn)成本的進(jìn)一步降低。