增材制造如何革新八大关键行业

增材制造（AM），即3D打印，近年快速演进。随着新行业拥抱该技术，它们发现业务受其影响的多种方式。增材制造技术持续快速演进，催生新增材应用。这些新工艺结合不断增长的生产级材料（如钛、钢、多种塑料），实现广泛能力。凭借所有这些增材制造应用，众多行业能降低开发制造成本，同时提高生产、速度、创新和上市时间。也能生产新结构形状——同时减少浪费。阅读了解这八大受益增材制造的行业及该技术未来。

快速链接：

• 什么是增材制造？
• 2021年增材制造市场规模？
• 受益增材制造的顶级行业
• 有兴趣了解更多增材制造效益？

什么是增材制造？

增材制造，即3D打印，是从数字3D或CAD模型创建三维物体的过程。顾名思义，增材制造通过逐层添加材料创建物体。材料可含金属粉末、塑料、陶瓷。增材制造可增强，某些情况下完全替代传统机加工、切削、车削、成型、铣削等“减材”制造工艺。增材制造过程中，物体用CAD软件设计或扫描待打印物体。软件将扫描转化为3D打印机逐层遵循的精确框架。

2021年增材制造市场规模？

随着增材制造进步使该工艺前所未有地普及，越来越多行业在运营中实施3D打印。目前，增材制造技术有望成为全球制造业高度颠覆性力量。全球增材制造市场规模预计2028年达306亿美元。其他报告估计年增长率14.4%。预计2027年制造业将占总市场份额近33%。驱动快速增长的动力是增材制造技术让公司从原型应用转向零件、组件、配件的高效批量生产。随着AM技术进步和各行业增材采用增长，市场将持续扩张。

受益增材制造的顶级行业

随着增材制造新应用持续推出，更多行业拥抱AM技术。以下是目前开发生产前几年无法实现的增材制造应用的顶级行业。

航空航天

航空航天业始终处于前沿，是增材制造早期采用者。航空航天公司必须满足制造业最严格标准，零件组件需最高性能材料。用AM，工程师可设计复杂高强度零件，同时通过打印更高效几何形状、消除大量不必要材料减轻航空航天组件重量。这带来更低燃料消耗、减少CO2排放、降低成本（以及更优机票）。

汽车

像航空航天一样，汽车业始终寻求创新新设计；产品也承受高速和恶劣条件。AM让他们开发能承受这些条件的复杂高质量零件，提供改进安全性。快速原型也提升车辆质量，使汽车制造商测试耐水性和高温等。此外，3D打印允许零件整合，减少库存，使维修保养可用单一零件完成。像航空航天一样，AM技术允许打印晶格结构，使汽车零件尽可能轻量化和空气动力学化。真实案例：保时捷现通过3D打印供应稀有经典车零件。收藏家难寻过时零件，3D打印允许为稀有车辆打印备件。

消费品

营销团队将产品从概念推向完成，往往最大时间花在设计上。为确保产品完美，大量时间用于创建原型向利益相关者验证概念，最终交付讨喜消费品。拥抱AM，营销团队可更快开发产品迭代，并快速调整设计。随着增材制造在构建体积和速度上持续进步，更多消费品可通过AM技术快速高效批量生产。

能源

电力中断、浪涌、尖峰估计因劳动力停工、生产力和数据损失，每年给美国经济造成超1500亿美元损失。用增材制造，能源行业可创建轻量、高效、环保组件，也能承受极端条件。AM技术允许开发耐腐蚀金属材料，用于可能经历水下或其他恶劣环境的定制零件。除开发优越产品可能性外，能源行业采用增材制造意味着使用更新更轻材料。AM技术降低生产成本40%、上市时间三分之一，能源行业未来将大幅投资增材制造。

基础设施

想象走过完全由3D打印制成的桥梁。很快这可能成真。事实上，荷兰2018年揭幕世界首座3D打印人行桥。结构由增材机器人分层熔融钢构建，横跨近40英尺。增材制造在建筑市场扩展，开启行业新时代。Transparency Market Research研究显示，基础设施领域3D打印预计2027年CAGR达33%。因建设基础设施或建筑时材料可精确逐层应用，AM减少材料浪费，使建设尽可能具成本效益。此外，3D打印技术允许复杂设计结构，因材料精确打印——降低施工错误和设计不佳导致基础设施事故可能性。虽3D打印未用于日常造桥，但随行业扩展未来潜力巨大。近期报告发现超三分之一美国桥梁需大修或替换，行业近期可能快速扩张。

医疗与制药

增材制造彻底改变医疗行业，将科幻变为新现实。技术为医生、患者、研究机构带来突破。从耐用假体、真实解剖模型到手术级组件，医疗领域已成功打印的惊人物品清单展示该技术对近未来医疗的潜力。例如，增材制造允许3D打印牙科器具和定制设备（如义齿、牙冠、甚至Invisalign™），从多种基质构建并针对个体定制。目前数字牙科3D打印市场值25亿美元——预计持续增长。此外，增材制造允许大规模生产贴合度更好的助听器等设备，确保用户最高舒适度。最新进行中项目：研究者用增材技术打印人胚胎干细胞。由此干细胞可创建组织测试药物或培养替代器官、打印替代烧伤受损皮肤、打印癌细胞研究测试新药。Wake Forest再生医学研究所主任Anthony Atala外科医生甚至在研究打印器官，认为打印器官可能很快替代器官移植。

食品

增材制造有潜力震撼食品行业。虽目前食品行业增材制造非颠覆性变革，但食品增材打印蕴藏财富机遇。目前巧克力甚至披萨可3D打印。粘结剂喷射是3D打印食品生产较常用方法。用结晶糖替代金属粉末和聚合物设计创建复杂精确糖雕，尤适用于餐厅、面包店、酒店。食品增材打印为糖果甜点生产商提供品牌机会，因3D打印允许精确绘制Logo和照片。增材制造在食品中也可能创造针对饮食需求的独特食品配方、简化偏远地区分销、定制医疗/营养补充剂。

体育

体育用品制造界受3D打印影响，在时尚、装备、配件创造中。美国体育用品业年约450亿美元，增材制造提供诸多优势。因3D打印实现定制个性化，体育用品制造商现为运动员开发完全贴合其精确测量的个性化装备。运动装备也可制造得更轻但强度同等或更高。增材制造也为更好安全装备提供机会，因更强材料和复杂几何设计。足球头盔制造商始终寻求改进头盔设计预防头部创伤。3D打印晶格结构能力使成品不只轻，还能为物理头盔提供更安全压力分布。结合为运动员精确头型定制每个头盔能力，3D打印可生产优越头盔。从Adidas到Nike的运动用品公司利用增材制造创建定制鞋，实现更好抓地贴合、更好鞋垫和外底。完全3D打印鞋虽未上市，但3D打印已参与许多运动鞋制造并将持续增长。

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