10大专家预测：塑造3D打印未来的关键趋势
2019年是3D打印技术的关键转折点，该技术迅速从原型制作转向工业化生产，成为现代制造生态系统的核心要素。
跟上这个快速发展的行业步伐颇具挑战，我们梳理了过去一年中30多位专家的访谈，提炼出将定义未来十年增材制造发展的最关键趋势。
1. 3D打印即将成为主流量产技术
“增材制造正迈向令人振奋的时代，因为它正逐渐成为主流。”
Andy Kalambi，Rize公司CEO
3D打印已超越原型阶段。如今，汽车、消费品和工具等行业的企业正将该技术整合进生产线，根据Sculpteo 2019年《3D打印现状报告》，51%的受访企业已将3D打印用于批量零件生产。
福特、大众和宝马等车企已部署3D打印零部件，宝马近期更庆祝其i8 Roadster车型第100万个3D打印零件下线。尽管当前产量尚显有限，但打印零件的种类和频率有望大幅扩展。
“我们正处于拐点，实际投入生产的零件数量正在增加。五年后，你将看到大量合同制造商大幅扩产，拥有数百套系统，凭借长期合同生产零件。”
Zachary Murphree，VELO3D技术合作伙伴副总裁
规模化关键在于新一代金属粘结剂喷射技术的到来，Desktop Metal、3DEO、ExOne、HP和GE等企业均已推出相关系统。这些设备兼具更低的硬件和材料成本及更高产能，使金属粘结剂喷射成为传统制造工艺极具成本竞争力的替代方案。虽然3D打印不会取代机加工或注塑成型，但正演变为可与传统工艺并行的可行生产方式。
2. 设计软件将与增材制造无缝集成
“一个重要趋势是面向增材制造的设计软件工具开发。下一步是将其完全无缝集成到主流CAD软件中。”
Terry Wohlers，Wohlers Associates创始人兼总裁
习惯传统方法的工程师面临增材制造设计难题。许多CAD工具尚未针对梯度材料、晶格结构或孔隙建模进行优化。集成解决方案——如Autodesk Netfabb，可修复STL文件、生成支撑、晶格并模拟金属零件——正弥合这一鸿沟。PTC的Creo 6.0凭借近期收购的生成式设计公司Frustum，也提供端到端的设计与制备功能。这些进步将通过缩短迭代周期、使增材友好型设计成为默认工作流，加速技术采用。
“我们将看到更多帮助工程师针对特定工艺优化设计的软件工具……这些发展将减少迭代次数，尤其是当目标是用于生产打印时。”
Greg Paulsen，Xometry应用工程总监
3. 教育是普及应用的关键
“就技能而言，我认为创新关乎人和技术。没有人才采用，推动先进技术就毫无意义。”
Revannth Murugesan，Carbon Performance董事总经理
行业现状调查显示，缺乏教育是服务商面临的最大障碍。原型制作相对简单，但转向量产需要硬件投入和深厚技术积累。缺乏专业知识，企业难以构建商业案例、发挥技术全部潜力。
“劳动力因素目前至关重要。缺乏真正理解技术、能制定策略并充分发挥其价值的工程师、管理者和高管。”
John Barnes，The Barnes Group Advisors创始人
“行业正认识到增材制造的局限，同时也意识到其潜力远超当前应用广度。”
Harold Sears，福特增材制造技术技术主管
教育举措——在线课程、研讨会和展会——正在扩展。例如，Barnes Group与普渡大学合作推出在线课程，为工程师提供增材制造基础。像Boyce Technologies这样掌握3D打印能力与边界的企业，已成功从原型转向大批量生产，其90%产出现由3D打印完成。
4. 牙科将全面拥抱3D打印作为主导生产方式
“理论上，牙科领域80%以上的生产手段可转向增材技术。”
Scott Dunham，SmarTech Analysis研究副总裁
基于树脂的技术（SLA、DLP、材料喷射）已用于生产牙冠、导板和矫正器。SmarTech报告预测，牙科3D打印机销量将于2025年超越机加工设备，到2027年3D打印将成为牙科修复体的主导生产方式。树脂打印机均价约5000美元，兼容认证牙科树脂——Formlabs和EnvisionTEC分别提供5至13种牙科专用材料。
“我们看到3D打印正成为牙科护理和修复等领域的关键工具。从口内扫描到工作流和规划的数字化线索已基本贯通——不仅在实验室，也延伸至牙科诊所。”
Avi Reichental，XponentialWorks创始人
5. 增材制造将变得更智能
“机器学习过程旨在引入高度可重复性，让用户更容易预测性能表现。”
Joshua Martin，Fortify CEO
配备传感器和机器学习算法的智能打印机正在涌现。实时监控——捕获熔池温度、构建尺寸和表面光洁度——使预测性分析能在缺陷发生前预警。VELO3D、EOS和MIT初创公司Inkbit等是先行者，将基于相机的检测和自动纠错集成至设备中。这些技术的普及将提升可重复性、减少构建失败、简化质量保证。
“我认为这是增材制造的圣杯，因为过程内控制能让你几乎立即对工艺缺陷做出反应。”
Yves Hagedorn，Aconity3D董事总经理
6. 服务商市场将持续扩张
服务商对推进增材制造至关重要。驱动力在于专业化——金属增材、医疗等细分垂直领域——以及对集成后处理和设计服务的需求。
“能在增材制造特定领域培育无可匹敌专长的专家，将获得专业知识投资的回报。”
Scott Dunham，SmarTech Analysis研究副总裁
“未来几年将出现大量并购……大型3D打印材料制造商可能收购服务商以推广其特定材料。”
Jonathan Warbrick，Graphite Additive Manufacturing业务发展经理
近期收购案——Sandvik入股Beam-IT，以及3D Hubs和Xometry等制造即服务（MaaS）平台的快速增长——彰显了行业势头。这些平台提供端到端制造服务，降低车间营销成本，为客户提供跨多种生产技术的一站式下单体验。
“[MaaS]是双赢，车间无需营销即可获取订单……客户在一处即可跨多种制造技术下单。”
Greg Paulsen，Xometry应用工程总监
7. 金属3D打印将持续成熟
“谈到金属3D打印，我们才刚刚触及表面。”
Scott Dunham，SmarTech Analysis研究副总裁
金属增材制造仍是高增长领域，但潜力远未完全释放。重心将转向先进材料、更高利用率和严格质量控制。EOS 2019年推出四款新型金属合金——不锈钢CX、铝AlF357及两种钛合金——印证了这一轨迹。可靠的测试和认证流程对更广泛的工业采用至关重要，尤其是汽车、航空航天和能源领域。
“质量控制，即理解质量要求并能验证零件，将在未来产生实质性影响。”
Doug Hedges，Sintavia总裁
随着产量上升，标准和最佳实践的协作将成为确保行业零件质量一致性的关键。
8. 复合材料3D打印蕴藏巨大市场机遇
“复合材料领域或许是3D打印最新的细分赛道。既有挑战，也蕴藏大量机遇。”
Joshua Martin，Fortify CEO
复合材料板块未来十年预计将达近百亿美元规模，驱动力在于为航空航天、汽车、油气和工业品生产轻量化、高强度零件。传统复合材料制造劳动密集且周期长；增材制造可大幅降低成本和交期。
“复合材料制造目前极度依赖人力、资源和资本，难以规模化量产。”
Wiener Mondesir，Arevo联合创始人兼CTO
Markforged、Arevo、Fortify、Impossible Objects和Thermwood等企业正加速复合材料增材制造转型。Fortify近期完成1000万美元A轮融资，Arevo的车架量产展示了该领域的快速增长。
9. 自动化将成为增材制造核心
自动化——硬件、机器人、传感器和软件——是下一个前沿。结合机器人构建处理和计算机视觉检测的集成生产单元已上市。Digital Metal的机器人构建箱解决方案和Jabil的自动化后处理工作流印证了这一趋势。
“后处理自动化将成为重点关注领域。因为真正的质变在于实现后处理自动化。”
Neil van Es，Parts on Demand创始人
自动化后处理结合数字化工作流管理，将实现连续、量产就绪的生产——这是全规模制造的必备条件。
10. 增材制造竞争格局将更加激烈
“未来几年，由于参与者拥挤，我们将看到更多竞争性混乱。”
Scott Dunham，SmarTech Analysis研究副总裁
增材制造市场现有80多家打印机制造商，大多诞生于过去十年。新进入者可跳过传统巨头，专注创新而无历史包袱。这催生了重塑品牌的努力——如Ultimaker和3D Hubs——以明确其B2B定位。
“我们处于一个要么创新要么消亡的时代。换言之，要么颠覆，要么被颠覆。”
Avi Reichental，XponentialWorks创始人
竞争压力将倒逼企业通过独特专长和清晰价值主张实现差异化，推动行业持续增长与创新。
趋势预示增材制造前景光明
“我认为增材制造行业将兑现其承诺。”
Simon Fried，Nano Dimension联合创始人
先进硬件、智能软件、新材料和应用拓展的融合表明，3D打印将成为又一主流制造技术。牙科领域尤为突出，即将几乎完全转向增材制造，其他行业也将随认知提升和能力增强而跟进。
“我真心认为你将看到数字制造作为全规模制造解决方案的影响力。”
Philip DeSimone，Carbon联合创始人兼业务发展副总裁
企业要想脱颖而出，必须抓住这些趋势——提供专业化服务、投资智能技术、持续创新。增材制造的未来是数字化、智能化和全规模化的。
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