2022年3D打印市場趨勢：整合、沖擊、工業(yè)化、BJ技術(shù)

隨著2022年臨近尾聲，我們也是時候再次回顧今年的3D打印市場狀況了，以便對來年增材制造行業(yè)的趨勢有一個更好的預(yù)測。今年可以肯定的是，增材制造行業(yè)依舊在延續(xù)著前幾年取得的進(jìn)展。例如，它逐漸從疫情大流行中恢復(fù)過來，并繼續(xù)轉(zhuǎn)向工業(yè)化，特別是向大尺寸3D打印和更大規(guī)模的運(yùn)營邁進(jìn)。此外，增材制造領(lǐng)域的參與者也開始越來越多地關(guān)注可持續(xù)發(fā)展。

可持續(xù)發(fā)展和3D打印之間的聯(lián)系已不是一個秘密。由于能夠減少浪費(fèi)，增材制造經(jīng)常被譽(yù)為一個更加環(huán)保的過程。盡管一些3D打印技術(shù)并不完美，特別是塑料的使用引起了爭議，但行業(yè)內(nèi)對技術(shù)開發(fā)和有關(guān)3D打印環(huán)境責(zé)任的關(guān)注度卻在增加。其中一個代表性案例就是增材制造綠色貿(mào)易協(xié)會（AMGTA）繼續(xù)擴(kuò)大，其成員中有許多增材制造的領(lǐng)導(dǎo)者。目前，該協(xié)會有50家成員公司，比2021年初有了大幅增長。

△Sherri Monroe是AMGTA的執(zhí)行董事，隨著人們對3D打印在更可持續(xù)制造業(yè)中作用的探索，該協(xié)會已經(jīng)迅速成長（圖片來源：3Dnatives）

話雖如此，我們也看到了主導(dǎo)增材制造行業(yè)的一些新趨勢。但這些趨勢究竟是什么？與前幾年相比，增材制造行業(yè)發(fā)生了哪些變化？在不久的將來增材制造又將走向何方？在這一年的結(jié)尾，南極熊就來帶領(lǐng)大家一起回顧2022年3D打印領(lǐng)域發(fā)生的主要變革。

產(chǎn)業(yè)整合占據(jù)了2022年3D打印的中心舞臺

在今年年初，Sona Dadhania 和 Richard Collins 博士撰寫了一篇題為《3D 打印硬件 2022-2032：技術(shù)和市場展望 / 3D Printing Hardware2022-2032: Technology and Market Outlook》的報(bào)告，該報(bào)告認(rèn)為3D打印行業(yè)在不久的將來不可能進(jìn)行整合。然而，這一論斷很快被證明是錯誤的。盡管2022年3D打印行業(yè)仍有很大的擴(kuò)張，但我們也看到了該行業(yè)的許多整合跡象，一些是通過收購和兼并，但也有的是通過合作關(guān)系。

也許今年最大的整合案例之一是Ultimaker和Makerbot在2022年5月的合并。對于那些已經(jīng)熟悉3D打印的人來說，你可能記得MakerBot是最早從RepRap運(yùn)動中脫穎而出的桌面3D打印機(jī)公司之一，實(shí)際上它早在2013年首先被Stratasys收購。同時，Ultimaker在市場上不僅因其桌面解決方案而聞名，而且其Cura軟件也是3D打印愛好者中最知名的切片程序之一。

△Nadav Goshen（左）和Juergen von Hollen（右）在合并結(jié)束時握手（圖片來源：Ultimaker）

Ultimaker和Makerbot兩大巨頭的合并于今年9月結(jié)束，以UltiMaker的名義推出了一個新品牌。這兩家公司都強(qiáng)調(diào)，對他們來說，合并是推動全球3D打印創(chuàng)新的關(guān)鍵，即通過結(jié)合他們目前的優(yōu)勢和解決方案，以及投資于更多產(chǎn)品的新研發(fā)。Nadav Goshen是Makerbot的前首席執(zhí)行官，現(xiàn)在是合并后的新公司的首席執(zhí)行官，他在一份新聞稿中評論說："當(dāng)我們作為UltiMaker一起開始下一個篇章時，我們將繼續(xù)專注于開發(fā)3D打印創(chuàng)新，以推進(jìn)可獲得和易于使用的3D打印解決方案的可用性。通過結(jié)合我們的團(tuán)隊(duì)和技術(shù)專長，我們可以努力開發(fā)和提供一個全面的產(chǎn)品組合，以支持專業(yè)、教育和輕工業(yè)應(yīng)用。"

但這并不是唯一的例子。今年2月，3DSystems公司宣布，在2021年出售公司的各個部分一年后，它將收購Titan Robotics和Kumovis，從而在長期缺席后重返FDM市場，這是今年的開端。8月，該公司還尋求收購dp polar GmbH，這是一家來自德國的設(shè)計(jì)和制造增材制造系統(tǒng)的公司，其打印系統(tǒng)已針對定制組件的高速大規(guī)模生產(chǎn)進(jìn)行了優(yōu)化。

同樣在8月，業(yè)內(nèi)領(lǐng)先和早期3D打印制造商之一Stratasys宣布收購Covestro的3D打印材料業(yè)務(wù)。Carbon公司還首次收購了ParaMatters，這是一家以生成設(shè)計(jì)軟件能力而聞名的軟件公司。在這一點(diǎn)上，你可能會感覺到這些年來許多收購和兼并中的一個模式。也就是說，我們看到增材制造公司似乎正在尋求為增材制造創(chuàng)建完整的端到端解決方案，目標(biāo)是那些可能具有不同優(yōu)勢的公司，例如材料或軟件。

△隨著對Digital Metal的收購，Markforged將進(jìn)入金屬粘合劑噴射市場（圖片來源：Digital Metal）。

這也可以看出，更多的公司尋求獲得其他的增材制造技術(shù)來擴(kuò)大自己的影響力。一個值得注意的例子是Markforged，它正在尋求通過收購Digital Metal進(jìn)入金屬粘合劑噴射市場。Markforged公司以其碳纖維和金屬3D打印工藝而聞名，一直在快速增長，而進(jìn)軍金屬粘合劑噴射領(lǐng)域顯示了其持續(xù)擴(kuò)張的意圖，同時也使其成為美國市場上實(shí)力雄厚的Desktop Metal公司的直接競爭對手。

此外，不僅僅是增材制造公司在收購和兼并方面取得進(jìn)展。今年，我們還看到那些在該領(lǐng)域不那么活躍的大型科技公司收購了3D打印公司。例如，全球知名的相機(jī)制造商尼康通過9月宣布的公開收購要約，著手收購SLM solutions。截至要約接受期結(jié)束時，尼康已經(jīng)正式收購了SLM約92.38%的股份。與此類似，陷入困境的Fast Radius在今年上市，但隨后迅速出現(xiàn)業(yè)績下降，在美國破產(chǎn)法下的1590萬美元的出售過程中被SyBridge Technologies收購。

然而，整合不只是收購一種模式，盡管并購的案例在2022年占據(jù)了絕大多數(shù)。作為這一趨勢的一部分，我們還想強(qiáng)調(diào)合作伙伴關(guān)系在增材制造中的作用越來越大。特別是在軟件、后處理和3D打印機(jī)制造商之間，作為為客戶提供3D打印需求的 "一站式服務(wù) "的一種方式，有助于增材制造的持續(xù)工業(yè)化。

當(dāng)你看到2022年期間增材制造領(lǐng)域的許多收購合作關(guān)系時，軟件的重要性顯而易見（圖片來源：3Dnatives）。

例如，在討論AMT和惠普之間的合作時，自動化和軟件合作是為客戶開發(fā)全面綜合解決方案的關(guān)鍵，惠普個性化和3D打印業(yè)務(wù)的全球銷售和上市主管Wayne Davey評論說："鑒于AMT的共同愿景、共同的客戶和成熟的后處理后加工技術(shù)組合，我們很高興能與他們的合作進(jìn)入新的階段。在惠普，我們相信利用為端到端Multi Jet Fusion工作流程帶來獨(dú)特專業(yè)知識的伙伴關(guān)系是加速增材制造規(guī)�；�生產(chǎn)的關(guān)鍵。"

此外，DyeMansion，一個成熟的后處理解決方案供應(yīng)商，和Nexa3D出于同樣的原因達(dá)成了合作。Nexa3D首席運(yùn)營官Kevin McAlea解釋說："我們與DyeMansion合作是很自然的，DyeMansion是粉床熔融自動化后處理解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，以確保我們的工業(yè)客戶能夠從端到端利用高產(chǎn)量的制造能力，以及降低他們的總運(yùn)營成本。"無論如何，似乎3D打印行業(yè)的許多人都看到，聯(lián)合起來會更強(qiáng)大，這也促使公司整合成為一個日益增長的現(xiàn)實(shí)。

市場的增長也伴隨著沖擊

不過，在你看到市場不斷整合和增長的地方，破壞帶來的沖擊往往就在不遠(yuǎn)處。從2022年一開始，由于各種原因，破壞是市場的一個主要趨勢。最早的一個原因當(dāng)然是發(fā)生在烏克蘭的危機(jī)。盡管這似乎離3D打印很遠(yuǎn)，但整個增材制造界對這一消息同樣做出了反應(yīng)。在沖突事件發(fā)生后，該行業(yè)的許多知名人士立即采取行動。除此之外，包括EOS在內(nèi)的一些3D打印公司決定停止與俄羅斯客戶的業(yè)務(wù)，而其他公司則組織了捐款。

雖然這場危機(jī)爆發(fā)在年初，但整個過程卻一直持續(xù)至今，其中，Nexa3D、EOS、BigRep、WohlersAssociates powered by ASTM International、SYNGIS、Digital University和3YOURMIND等公司發(fā)起了無聲拍賣活動。這些都是在主要的3D打印活動中進(jìn)行的，包括Rapid + TCT 2022和Formnext。

△總部位于波蘭的Sygnis公司（圖為其3D打印工廠，圖片來源：Sygnis）。

3D打印群體還以其他方式表達(dá)他們的看法，例如來自全球各地的用戶和公司都在努力制作可以幫助救治傷員的3D打印部件。一個值得注意的例子是創(chuàng)建開源止血帶文件，可用于受傷的平民。此外，像UnlimitedTomorrow和Oxford Performance Materials這樣的公司正在尋求將3D打印的假肢送到那些有需要的地帶。

此外，供應(yīng)鏈的中斷也是2022年的一個關(guān)注點(diǎn)。當(dāng)然，3D打印通常是解決這一問題的方法之一，在COVID危機(jī)開始時就是最好的例子，全世界的塑料和微芯片短缺幾乎影響了每一個行業(yè)。這也被烏克蘭戰(zhàn)爭本身所加劇，因?yàn)橘Q(mào)易路線幾乎在一夜之間被改寫，關(guān)鍵材料無法到達(dá)他們需要的地方。

最后需要強(qiáng)調(diào)的是，盡管我們在過去幾年左右看到了增材制造行業(yè)的顯著增長，但并非所有跡象都是如此美好。當(dāng)然，最令人擔(dān)憂的跡象之一是在這一年中出現(xiàn)了一些裁員。雖然這可能至少部分是前面提到的市場持續(xù)整合的結(jié)果，但它顯然也是當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)衰退導(dǎo)致的科技行業(yè)總體上的一個持續(xù)趨勢的標(biāo)志。而且它影響到了該行業(yè)中許多最大的公司。桌面金屬公司、Nexa3D公司、施樂公司和Carbon公司都宣布，他們正在放走他們的大部分員工，僅DM公司就將其全球員工人數(shù)減少了12%。

Desktop Metal公司首席執(zhí)行官Ric Fulop在討論被稱為成本優(yōu)化措施的裁員時指出："正如在之前的財(cái)務(wù)業(yè)績電話會議上所述，我們一直專注于尋找機(jī)會，在保持增長機(jī)會的同時優(yōu)化我們的費(fèi)用結(jié)構(gòu)。我們相信，這一舉措建立在我們在2021年下半年開始采取的整合團(tuán)隊(duì)的步驟之上，使Desktop Metal公司能夠?qū)崿F(xiàn)我們的近期和長期財(cái)務(wù)承諾，并支持我們實(shí)現(xiàn)盈利的道路。"這一趨勢表明對行業(yè)內(nèi)的許多人來說，利潤可能沒有預(yù)期的那么理想。

自動化和軟件在2022年對3D打印的重要性增加

隨著3D打印繼續(xù)工業(yè)化，不同步驟的自動化需求變得越來越重要，以實(shí)現(xiàn)一些行業(yè)所需的大規(guī)模打印。因此，在今年的過程中，我們看到了許多不同的技術(shù)和軟件的出現(xiàn)，以滿足這一需求。

我們在討論整合的時候已經(jīng)提到了這一點(diǎn)，但是這一點(diǎn)的重要性增加的一個標(biāo)志是3D打印解決方案制造商和軟件供應(yīng)商之間的合作。事實(shí)上，它最明顯的地方之一是在后處理方面。盡管與其他增材制造步驟相比，后處理，或打印后對零件的處理，對于生產(chǎn)高質(zhì)量的零件至關(guān)重要。然而，正如PostProcess關(guān)于后處理趨勢的最新報(bào)告所顯示的那樣，這一步驟仍然很耗時和困難。自動化可以幫助解決這個問題，這似乎是行業(yè)發(fā)展的方向，從AMT和惠普以及DyeMansion和Nexa3D最近的合作可以看出。

△AMT PostPro 自動化制造系統(tǒng)

但是，后處理并不是我們看到的增材制造中注重自動化的唯一領(lǐng)域。軟件在該領(lǐng)域越來越重要，因?yàn)楸O(jiān)測成為創(chuàng)建最終使用部件的一個關(guān)鍵要求。因此，許多人一直在加大投資，要么創(chuàng)建自己的專有軟件解決方案，以實(shí)現(xiàn)完整的端到端增材制造工作流程，要么通過與軟件供應(yīng)商合作，實(shí)現(xiàn)更大的自動化。

我們必須再次提到Markforged，因?yàn)樵摴�司已�?jīng)穩(wěn)定地開發(fā)了The Digital Forge Platform，一個為其解決方案設(shè)計(jì)的智能平臺。今年，Markforged實(shí)現(xiàn)了模擬軟件在The Digital Forge的整合。Markforged的總裁兼首席執(zhí)行官Shai Terem特別理解進(jìn)一步整合到3D打印業(yè)務(wù)中的需要，他說："仿真使我們的客戶能夠更深入地采用The Digital Forge，用經(jīng)過驗(yàn)證和優(yōu)化的3D打印高級復(fù)合材料部件與連續(xù)纖維加固來取代更多關(guān)鍵任務(wù)的工具和最終使用的金屬部件。像Simulation這樣基于云的軟件創(chuàng)新是我們將工業(yè)零件生產(chǎn)帶到需求點(diǎn)的核心"。這尤其突顯了自動化和軟件在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模方面的重要性。

人工智能在整個3D打印領(lǐng)域的地位也繼續(xù)得到鞏固，特別是在涉及自動化時。越來越多的公司正在采用機(jī)器學(xué)習(xí)或基于人工智能的軟件來幫助改善監(jiān)測等過程。但它也被研究人員用來作為提高增材制造生產(chǎn)力的一種方式。

一個值得注意的例子是弗勞恩霍夫增材制造技術(shù)研究所（IAPT）、弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)和系統(tǒng)研究所（IKTS）、弗勞恩霍夫毒理學(xué)和實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究所（ITEM）、弗勞恩霍夫材料力學(xué)研究所（IWM）和弗勞恩霍夫數(shù)字醫(yī)學(xué)研究所（MEVIS）之間最近的合作。這些機(jī)構(gòu)求助于人工智能和3D打印來創(chuàng)造定制的手指植入物。雖然這個項(xiàng)目剛剛開始，但它顯示了3D打印與軟件、人工智能當(dāng)然還有自動化相結(jié)合時的巨大可能性。

粘合劑噴射技術(shù)的崛起

最后，但肯定不是最不重要的，我們必須提及一項(xiàng)在2022年各類報(bào)道中一次又一次出現(xiàn)的特殊3D打印技術(shù)，那就是粘合劑噴射。雖然此前在3D打印技術(shù)中并不總是討論最多的，但粘結(jié)劑噴射技術(shù)似乎在今年開始找到了自己的立足點(diǎn)。通過新的兼容材料和該領(lǐng)域不斷涌入的新成員，它已經(jīng)成為了的2022年3D打印領(lǐng)域中最受關(guān)注的技術(shù)之一。

△照片來源：Digital Metal

首先，材料的發(fā)展對2022年的粘結(jié)劑噴射很重要。我們可以特別指出，Desktop Metal公司的可用材料范圍越來越廣。當(dāng)然，盡管該公司繼續(xù)在金屬和沙子這兩種最常見的粘結(jié)劑噴射材料上進(jìn)行大量投資，但特別是隨著ExOne的S-Max Flex Sand 3D打印機(jī)的推出，該公司也開始涉足和投資一些非傳統(tǒng)的材料，包括木材粘結(jié)劑噴射、橡膠甚至泡沫。這使它能夠涉足更多的行業(yè)和應(yīng)用，牢牢地鞏固了粘結(jié)劑噴射在最終使用部件以及型芯和模具中的作用。

接下來，粘結(jié)劑噴射市場是今年似乎變化最大的一個市場。去年Desktop Metal公司收購了ExOne公司后，由于兩個最大的競爭對手聯(lián)合起來，粘結(jié)劑噴射市場大大縮小。然而，正如我們前面提到的，現(xiàn)在有了新的參與者，Markforged當(dāng)然就是其中之一。這家美國制造商對Digital Metal的收購使其在金屬粘結(jié)劑噴射市場上站穩(wěn)了腳跟，并在許多領(lǐng)域成為DM的直接競爭對手。然而這還不是全部。今年還標(biāo)志著惠普公司正式推出了期待已久的金屬3D打印解決方案。盡管惠普在其聚合物解決方案中使用了其Multi Jet Fusion（MJF）工藝，但其新的金屬3D打印機(jī)卻轉(zhuǎn)向了金屬粘合劑噴射。Metal Jet S100機(jī)器在今年的IMTS 2022上首次亮相，并在Formnext展會上進(jìn)一步展示。

惠普和Markforged決定深入研究金屬粘合劑噴射技術(shù)，似乎是以通過該技術(shù)有可能實(shí)現(xiàn)最終使用的金屬部件的大規(guī)模生產(chǎn)為中心�；萜展�司3D金屬部全球負(fù)責(zé)人和總經(jīng)理Ramon Pastor這樣解釋："自從2018年宣布突破性的金屬噴射技術(shù)以來，我們一直在努力開發(fā)業(yè)界最先進(jìn)的3D金屬批量生產(chǎn)的商業(yè)解決方案。3D打印金屬零件是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動力，新的Metal Jet S100解決方案為我們的客戶提供了世界級的金屬產(chǎn)品，從最初的設(shè)計(jì)一直到生產(chǎn)，但更重要的是幫助他們實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的無限潛力。"

以上，我們總結(jié)了2022年增材制造領(lǐng)域內(nèi)一些值得關(guān)注的案例：越來越多的公司整合、行業(yè)外部不穩(wěn)定因素的破壞和沖擊、作用愈發(fā)突顯的自動化，以及粘結(jié)劑噴射的快速發(fā)展，這注定2022年肯定不是一個沉悶的年份。當(dāng)然，我們更是迫不及待地想看看2023年的3D打印世界里還有什么在等著我們，也許在明年，我們又會發(fā)現(xiàn)不一樣的新趨勢。