近日，專注于全球科技初創(chuàng)公司商業(yè)進(jìn)展的研究機(jī)構(gòu)StartUs Insights發(fā)布了《2023年增材制造十大趨勢(shì)與創(chuàng)新》報(bào)告。在報(bào)告中，StartUs Insights對(duì)全球1356家3D打印初創(chuàng)及業(yè)務(wù)高速增長(zhǎng)公司進(jìn)行了分析，最終篩選并重點(diǎn)推薦了20家3D打印初創(chuàng)公司，它們分別在各自細(xì)分領(lǐng)域代表行業(yè)領(lǐng)先水平。

原文：StartUs Insights
編譯：3D打印資源庫(kù)

增材制造或3D打印使企業(yè)能夠加快設(shè)計(jì)定型、減少材料浪費(fèi)并加快生產(chǎn)速度。隨著3D打印生產(chǎn)線的端到端自動(dòng)化，該技術(shù)推動(dòng)了智能工廠的發(fā)展。另一方面，增材制造企業(yè)利用硬件、軟件和材料創(chuàng)新來提高3D打印效率。本報(bào)告概述了2023年增材制造的主要趨勢(shì)和創(chuàng)新，從高通量3D打印技術(shù)和新型材料到增材制造自動(dòng)化和大批量生產(chǎn)。

在對(duì)全球3D打印行業(yè)1356家初創(chuàng)公司和實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；鲩L(zhǎng)的公司進(jìn)行分析后，本文歸納出將會(huì)影響全球公司的10大增材制造趨勢(shì)和創(chuàng)新，最終挑選出積極推動(dòng)新技術(shù)的20家初創(chuàng)公司。

10大增材制造趨勢(shì)與創(chuàng)新

• 粉末床融合
• 增材制造自動(dòng)化
• 新型材料
• 大桶光聚合
• 直接能量沉積
• 材料擠壓
• 先進(jìn)的3D打印機(jī)
• 大批量生產(chǎn)
• 粘合劑噴射
• 快速成型
  

很多初創(chuàng)公司和實(shí)現(xiàn)規(guī)模化增長(zhǎng)的公司正在開發(fā)3D打印機(jī)和為各種增材制造工藝量身定制的新型材料。主要的3D打印技術(shù)趨勢(shì)包括粉末床融合 (PBF)、大桶光聚合 (VPP)、直接能量沉積、材料擠出和粘合劑噴射。與此同時(shí)，制造商正在利用這些解決方案實(shí)現(xiàn)端到端生產(chǎn)操作自動(dòng)化，并實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)和快速原型制作。

下圖是本文分析的1356家初創(chuàng)企業(yè)和規(guī)?；鲩L(zhǎng)公司的全球熱度分布地圖。該圖表明歐洲是這些公司的大部分所在地，其次是美國(guó)和印度。

通過綜合考量成立時(shí)間、注冊(cè)地、資金籌集、技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用等因素，StartUs Insights選出了20家有前途的3D打印初創(chuàng)企業(yè)和規(guī)?；髽I(yè)，以下是具體的介紹。

1. 粉末床融合

粉末床融合（PBF）主要用于跨行業(yè)的小批量功能部件和打印一次性部件，如機(jī)器部件、夾具和固定裝置。由粉末床融合3D打印制成的部件具有可與機(jī)加工和鑄造相媲美的機(jī)械性能。PBF還支持廣泛的材料，并支持同時(shí)開發(fā)多個(gè)零件。最常見的粉末床融合方法是選擇性激光燒結(jié) (SLS)、電子束選區(qū)熔化（EBM）和選擇性激光熔化 (SLM)。

該領(lǐng)域的進(jìn)展集中在提高粉末純度和減少粒度分布上。隨著硬件的改進(jìn)大大加速了PBF的應(yīng)用，而增強(qiáng)的粉末性能將進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。此外，初創(chuàng)公司正在開發(fā)低成本的3D打印材料，以使PBF更實(shí)惠。

1.1 云耀深維Aixway提供工業(yè)微米金屬3D打印

云耀深維自主研發(fā)的微米級(jí)金屬3D打印機(jī)- Precision 100，采用了超高精度的粉末床以及專有的鋪粉技術(shù)，可以完成超高精度的激光粉末床技術(shù)金屬零件的成形制造。自主研發(fā)的設(shè)備具有2-5微米的成形精度，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的超高表面光潔度的制造，節(jié)省復(fù)雜金屬零部件后處理的需求。

1.2 3DPS提供按需選擇性激光燒結(jié)

3DPS是一家新加坡初創(chuàng)公司，提供按需選擇性激光燒結(jié)服務(wù)。這家初創(chuàng)公司為制造商打印的零件最小壁厚為1毫米，尺寸精度為0.2毫米。這使制造商能夠開發(fā)具有復(fù)雜幾何形狀和穩(wěn)健機(jī)械性能的功能部件、組件和尼龍部件。

2. 增材制造自動(dòng)化

在3D打印自動(dòng)化零件開發(fā)的同時(shí)，制造商利用數(shù)字工作流程和自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)一步簡(jiǎn)化增材制造生產(chǎn)線。例如，自動(dòng)化零件加工消除了組件生產(chǎn)后的人工干預(yù)，從而提高了生產(chǎn)吞吐量。因此，初創(chuàng)公司正在提供與打印機(jī)無(wú)關(guān)的設(shè)計(jì)和處理軟件和硬件解決方案，以實(shí)現(xiàn)增材制造過程的自動(dòng)化。

它們可實(shí)現(xiàn)高速零件開發(fā)、按需制造和快速原型制作，同時(shí)增強(qiáng)打印靈活性并最大限度地減少浪費(fèi)。此外，自動(dòng)化3D打印線可降低人工成本并消除人工錯(cuò)誤。

2.1 AM-Flow推進(jìn)自動(dòng)化工業(yè)3D打印

AM-Flow是一家荷蘭初創(chuàng)公司，提供自動(dòng)化工業(yè)3D打印生態(tài)系統(tǒng)。該初創(chuàng)公司將硬件和軟件解決方案集成到現(xiàn)有的3D打印生產(chǎn)線中，以實(shí)現(xiàn)制造和相關(guān)流程的自動(dòng)化。為此，AM-Flow結(jié)合了數(shù)字制造、自動(dòng)分揀、機(jī)器人零件處理和自主移動(dòng)機(jī)器人 (AMR)多個(gè)系統(tǒng)。這允許制造商利用增材制造來自動(dòng)化整個(gè)生產(chǎn)工作流程實(shí)行精益原則。

2.2 Printinue實(shí)現(xiàn)連續(xù)打印

德國(guó)初創(chuàng)公司Printinue生產(chǎn)用于連續(xù)打印的自動(dòng)化3D打印機(jī)。它使生產(chǎn)和后續(xù)質(zhì)量控制自動(dòng)化，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量產(chǎn)品和零件的批量生產(chǎn)。因此，這家初創(chuàng)公司允許制造商以低成本制造具有復(fù)雜幾何形狀的組件，同時(shí)確保高效和可持續(xù)的運(yùn)營(yíng)。

3. 新材料

原材料和粘合劑特性以及3D打印方法會(huì)顯著影響打印產(chǎn)品的機(jī)械特性，這就是為什么越來越多的初創(chuàng)公司正在開發(fā)新材料探索更多的3D打印應(yīng)用。此外，陶瓷、電子、生物材料和復(fù)合材料等可用于開發(fā)具有先進(jìn)性能的組件。它們可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品和生物人造器官等非常規(guī)產(chǎn)品的3D打印。

此外，初創(chuàng)公司正在從廢料中提取高價(jià)值的可3D打印材料，以減少原始材料的需求和排放。

3.1 f3nice提供增材制造原料

意大利初創(chuàng)公司f3nice提供增材制造原料。這家初創(chuàng)公司回收有價(jià)值的金屬，如鋼和其他合金，以生產(chǎn)高質(zhì)量的金屬粉末。根據(jù)客戶的要求，f3nice準(zhǔn)備了不同尺寸范圍的金屬粉末。通過對(duì)AM原料生產(chǎn)采用循環(huán)方法，這家初創(chuàng)公司提高了金屬3D打印的可持續(xù)性。

3.2 Foundation Alloy提供新型合金

美國(guó)初創(chuàng)公司Foundation Alloy創(chuàng)造了用于3D打印的新型合金。該初創(chuàng)公司專有的高性能材料設(shè)計(jì)和軟件的垂直集成提高了生產(chǎn)能力。這也提高了供應(yīng)鏈的效率和靈活性，同時(shí)能夠以更短的周轉(zhuǎn)時(shí)間和能源消耗來生產(chǎn)金屬零件。

4. 大桶光聚合

大桶光聚合是最古老、最快的增材制造工藝之一，目前仍在不斷創(chuàng)新。目前，投影和連續(xù)立體光刻 (SLA) 廣泛用于醫(yī)療、航空航天和汽車應(yīng)用。此外，體積立體光刻技術(shù)將在提高分辨率和處理方面取得更多進(jìn)步，從而加快產(chǎn)品開發(fā)。因此，大桶光聚合使制造商能夠快速生產(chǎn)聚合物部件，同時(shí)確保光潔度和一致的質(zhì)量。

此外，初創(chuàng)公司正在開發(fā)具有成本效益的樹脂、新型材料和后處理解決方案，以擴(kuò)大該技術(shù)的應(yīng)用。

4.1 錸賽智能RAYSHAPE推進(jìn)數(shù)字光處理 (DLP)

錸賽智能是一家總部位于蘇州的初創(chuàng)公司，生產(chǎn)基于DLP的3D打印機(jī)。這家初創(chuàng)公司的工業(yè)應(yīng)用打印機(jī)Shape1+系列結(jié)合了高精度直線導(dǎo)軌和重型內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這確保了準(zhǔn)確的層厚度、高表面質(zhì)量和準(zhǔn)確的移動(dòng)。此外，Shape 1+系列的光學(xué)系統(tǒng)提供精確穩(wěn)定的曝光，以實(shí)現(xiàn)均勻的光輸出。這家初創(chuàng)公司還開發(fā)了一種基于DLP的數(shù)字牙科3D打印機(jī)Shape 1+ Dental，用于制作牙科模型和隱形矯治器。

4.2 Masitte制造激光SLA 3D打印機(jī)

Masitte是一家提供激光SLA 3D打印機(jī)的中國(guó)初創(chuàng)公司。這家初創(chuàng)公司的大規(guī)模生產(chǎn)打印機(jī)Masitte Large具有緊湊的外形、全鋁框架和 F-theta 掃描鏡頭。它使制造商能夠?yàn)樵椭谱骱团可a(chǎn)生產(chǎn)準(zhǔn)確一致的零件。此外，Masitte 的其他打印機(jī)在珠寶、牙科和鞋類行業(yè)也有應(yīng)用。

5. 直接能量沉積

直接能量沉積3D打印可用于開發(fā)新零件和修復(fù)組件。為此，制造商控制光束功率以根據(jù)要求定制技術(shù)。3D打印機(jī)制造商主要使用電子束或電弧作為其DED打印設(shè)備的電源。常見的DED方法包括電子束增材制造 (EBAM)、金屬直接沉積 (DMD) 和激光近凈成形 (LENS) 等。

它們使制造商能夠制造高精度的金屬零件，并支持廣泛的材料和復(fù)雜的幾何形狀。由于DED使用粉末和線材作為原料，因此3D打印過程可針對(duì)特定零件要求進(jìn)行更多配置，并減少材料浪費(fèi)。因此，DED打印機(jī)可用于維護(hù)操作和近凈形零件生產(chǎn)。

5.1 Alloy Additive提供線弧增材制造 (WAAM)

土耳其初創(chuàng)公司Alloy Additive提供基于WAAM的金屬零件。該初創(chuàng)公司的機(jī)器人WAAM系統(tǒng)支持各種合金，如不銹鋼、Ti64和Inconel625。它還具有直徑為1米、高度為1.5米的打印區(qū)域。因此，Alloy Additive的解決方案可實(shí)現(xiàn)新零件和停產(chǎn)零件的近凈成型、按需和現(xiàn)場(chǎng)制造。

5.2 SBI進(jìn)一步推進(jìn)等離子金屬沉積

SBI是一家致力于推進(jìn)等離子金屬沉積的奧地利初創(chuàng)公司。這家初創(chuàng)公司的3D打印機(jī)M3DP結(jié)合了專有控制系統(tǒng)和等離子焊接。它還支持各種金屬，如鋼和鈦，并具有0.5至10kg/h的沉積速率和0.7至3mm的層厚度。航空航天制造商利用SBI的解決方案以低成本開發(fā)用于熱層應(yīng)用的部件。

6. 材料擠壓

與其他增材制造工藝相比，材料擠壓是最具成本效益的3D打印技術(shù)。它使用熔融沉積成型 (FDM) 來開發(fā)組件，并可用于建筑和小規(guī)模生產(chǎn)運(yùn)行。此外，材料擠出是一種低溫工藝，支持范圍廣泛的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的打印材料。這就是大多數(shù)桌面打印機(jī)使用這種3D打印過程的原因。

然而，基于FDM零件的最終質(zhì)量受到噴嘴半徑的限制。為了解決這個(gè)問題，初創(chuàng)公司正在開發(fā)高精度材料擠壓技術(shù)。它們使制造商能夠加速原型開發(fā)和設(shè)計(jì)定稿。

6.1 NematX提供高性能3D打印

瑞士初創(chuàng)公司NematX開發(fā)了Nematic 3D打印，這是一種專有的高性能增材制造技術(shù)。它使用液晶聚合物 (LCP) 增強(qiáng)聚合物基體以提供高惰性。這提高了印刷聚合物組件的耐火性，同時(shí)易于回收。此外，LCP削弱了碳纖維部件。因此，NematX的解決方案可應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療和電子制造領(lǐng)域。

6.2 Karkhana.io 提供FDM3D打印服務(wù)

Karkhana.io是一家印度初創(chuàng)公司，為汽車、航空航天和機(jī)器人行業(yè)提供FDM 3D打印服務(wù)。這家初創(chuàng)公司的網(wǎng)站允許制造商上傳零件設(shè)計(jì)并選擇生產(chǎn)所需的材料。它支持聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (PETG) 和聚乳酸 (PLA)。通過利用Karkhana.io的服務(wù)，制造商能夠?qū)崿F(xiàn)按需生產(chǎn)并加快上市時(shí)間。

7. 先進(jìn)的3D打印機(jī)

雖然材料創(chuàng)新為增材制造帶來了新的應(yīng)用，但3D打印機(jī)的性能限制了它們的采用。例如，生物打印需要高精度的液滴位置和尺寸。為了解決這些問題，初創(chuàng)公司正在提供針對(duì)特定增材制造工藝和用例量身定制的創(chuàng)新3D打印機(jī)。

此外，該領(lǐng)域的進(jìn)步提高了打印機(jī)臂的移動(dòng)程度，同時(shí)降低了增材制造過程的能源需求。因此，它們降低了3D打印工作流程的成本并提高了該技術(shù)的市場(chǎng)滲透率。

7.1 Brinter創(chuàng)建模塊化生物打印機(jī)

Brinter是一家芬蘭初創(chuàng)公司，為醫(yī)療、制藥和生命科學(xué)行業(yè)制造模塊化生物打印機(jī)。它支持一系列生物墨水，例如納米纖維素和纖維蛋白原，以及各種打印表面。此外，這家初創(chuàng)公司的配套軟件簡(jiǎn)化了打印機(jī)的管理和控制。最后，生物打印機(jī)具有可選的內(nèi)置紫外線/可見光LED用于消毒。這使研究人員能夠打印癌癥模型、身體部位和器官以及個(gè)性化藥物。

7.2 Verde Mantis提供易于使用的桌面3D打印機(jī)

美國(guó)初創(chuàng)公司Verde Mantis開發(fā)了一款易于使用的桌面3D打印機(jī)。它具有一個(gè) Raspberry Pi模塊、一個(gè)磁床、一個(gè)自調(diào)平平臺(tái)和一個(gè)內(nèi)置攝像頭。此外，該打印機(jī)支持即插即打模式，用戶開箱即可開始打印。配置和維護(hù)3D打印機(jī)往往是一項(xiàng)繁瑣的工作，但該初創(chuàng)公司的打印機(jī)簡(jiǎn)化了3D打印機(jī)控制，并為創(chuàng)作者提供了更好的增材制造途徑。

8. 大批量生產(chǎn)

小批量、高混合制造是3D打印的主要應(yīng)用。傳統(tǒng)3D打印方法的機(jī)械性能和部件開發(fā)速度限制阻礙了它們?cè)诓考拇笠?guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。然而，材料、3D打印機(jī)和工作流程自動(dòng)化軟件的進(jìn)步使制造商能夠利用增材制造進(jìn)行大批量制造。

此外，他們能夠通過將3D打印工作流程外包給第三方工廠進(jìn)行生產(chǎn)，這反過來又使制造商能夠在無(wú)需大量資本支出的情況下實(shí)現(xiàn)按需和敏捷生產(chǎn)。

8.1 Q.big 3D支持大批量3D打印

德國(guó)初創(chuàng)公司Q.big 3D提供QUEEN 1設(shè)備，這是一種適合大批量3D打印的機(jī)器。它使用可變?nèi)廴陬w粒制造 (VFGF)，具有1.7×1.1×1.05米的打印尺寸和快速打印速度。此外，它支持批量生產(chǎn)和大量的聚合物顆粒選擇。這使得汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械和醫(yī)療設(shè)備制造商能夠批量生產(chǎn)大型零件。

8.2 Phasio進(jìn)一步推進(jìn)去中心化制造

Phasio是一家新加坡初創(chuàng)公司，致力于為增材制造創(chuàng)建軟件解決方案。它允許3D打印服務(wù)提供商組合不同生產(chǎn)車間的操作并實(shí)現(xiàn)分散制造。該軟件還處理訂單、生成即時(shí)報(bào)價(jià)、處理付款以及自動(dòng)化運(yùn)輸和統(tǒng)計(jì)。這反過來又使增材制造服務(wù)提供商能夠建立數(shù)字店面并最大限度地提高生產(chǎn)力。

9. 粘合劑噴射

與其他方法不同，粘合劑噴射（BJT）增材制造工藝支持陶瓷、聚合物和金屬原料。因此，它可用于制造鑄模和高保真原型制作。與PBF類似，BJT也生產(chǎn)高精度零件，但成本更低。此外，將兩種材料組合在一起可以讓部件開發(fā)人員利用多種材料混合來實(shí)現(xiàn)不同的機(jī)械性能。

但是，基于BJT的零件的機(jī)械性能無(wú)法與PBF相媲美，從而限制了在重型應(yīng)用中的采用。同時(shí)，新型粘合劑和原料粉末提高了粘合劑噴射的性能，擴(kuò)大了其在各行業(yè)的應(yīng)用。

9.1 SFS開發(fā)Sand Binder Jetting 3D打印機(jī)

SFS是一家韓國(guó)初創(chuàng)公司，創(chuàng)建了Freeforms P1000和P2000，即砂粘合劑噴射3D打印機(jī)。他們結(jié)合無(wú)機(jī)粘合劑和各種鑄造砂粉來生產(chǎn)鑄造模具、型芯和注塑模具。此外，專有粘合劑對(duì)人類和環(huán)境無(wú)毒無(wú)害。SFS的打印機(jī)允許造船、汽車和電力設(shè)備制造商開發(fā)模具和型芯。

9.2 Freeform Composites制造可3D打印的碳復(fù)合材料

Freeform Composites是一家澳大利亞初創(chuàng)公司，致力于制造可3D打印的碳復(fù)合材料。這家初創(chuàng)公司的材料具有重量輕、性能高的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的增材制造。此外，F(xiàn)reedom Composites的技術(shù)使制造商能夠在較短的交貨時(shí)間內(nèi)開發(fā)復(fù)合材料，而無(wú)需工具、夾具或夾具。因此，3D打印機(jī)制造商能夠利用它迅速進(jìn)入復(fù)合材料市場(chǎng)，而航空航天、汽車和醫(yī)療設(shè)備制造商則利用這些材料打印高性能組件。

10. 快速原型制作

3D打印允許制造商和設(shè)計(jì)人員在不開發(fā)工具的情況下創(chuàng)建零件。因此，它加速了設(shè)計(jì)修改和產(chǎn)品定型。為此，初創(chuàng)公司正在提供高性能3D打印機(jī)和設(shè)計(jì)軟件，以加快原型開發(fā)。它們與CATIA等產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具相結(jié)合，以簡(jiǎn)化零件設(shè)計(jì)。此外，3D打印驅(qū)動(dòng)的快速原型制作消除了人工勞動(dòng)和錯(cuò)誤的需要。

10.1 SmartZavod 制造自動(dòng)化3D打印機(jī)

SmartZavod是一家烏克蘭初創(chuàng)公司，提供SmartZavod CEH #1，這是一種用于快速原型制作的自動(dòng)化3D打印機(jī)。該初創(chuàng)公司提供其3D打印機(jī)或允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)訪問其3D打印服務(wù)。該打印機(jī)還可以遠(yuǎn)程配置和控制，并具有自動(dòng)零件移除系統(tǒng)。這使設(shè)計(jì)人員能夠按需利用初創(chuàng)公司的3D打印機(jī)并加速原型制作。

10.2 e3Dify Designs創(chuàng)建支持物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的FDM打印機(jī)

e3Dify Designs是一家印度初創(chuàng)公司，提供Arctic 3D打印機(jī)，這是一種支持物聯(lián)網(wǎng)的FDM打印機(jī)。它具有雙層冷卻風(fēng)扇、可更換噴嘴、自動(dòng)燈絲裝載/卸載、高構(gòu)建體積和燈絲跳動(dòng)檢測(cè)。e3Dify Designs的打印機(jī)使產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和制造商能夠利用快速原型設(shè)計(jì)并加快產(chǎn)品開發(fā)周期。

增材制造公司不斷提高3D打印機(jī)的性能，并開發(fā)針對(duì)特定機(jī)械性能量身定制的材料。此外，越來越多的公司正在將可持續(xù)材料作為原料。此外，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES) 集成將顯著提高3D打印性能，它們還將實(shí)現(xiàn)數(shù)字庫(kù)存、分布式制造和安全供應(yīng)鏈。

本報(bào)告中概述的增材制造趨勢(shì)和初創(chuàng)企業(yè)僅觸及StartUs Insights在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新和初創(chuàng)企業(yè)搜尋過程中的部分。其中，先進(jìn)的3D打印機(jī)、新型和可持續(xù)材料以及分散的基于云的生產(chǎn)將改變我們今天所知道的行業(yè)。

原文鏈接：https://www.startus-insights.com/innovators-guide/additive-manufacturing-trends/

近日，專注于全球科技初創(chuàng)公司商業(yè)進(jìn)展的研究機(jī)構(gòu)StartUs Insights發(fā)布了《2023年增材制造十大趨勢(shì)與創(chuàng)新》報(bào)告。在報(bào)告中，StartUs Insights對(duì)全球1356家3D打印初創(chuàng)及業(yè)務(wù)高速增長(zhǎng)公司進(jìn)行了分析，最終篩選并重點(diǎn)推薦了20家3D打印初創(chuàng)公司，它們分別在各自細(xì)分領(lǐng)域代表行業(yè)領(lǐng)先水平。

原文：StartUs Insights
編譯：3D打印資源庫(kù)

增材制造或3D打印使企業(yè)能夠加快設(shè)計(jì)定型、減少材料浪費(fèi)并加快生產(chǎn)速度。隨著3D打印生產(chǎn)線的端到端自動(dòng)化，該技術(shù)推動(dòng)了智能工廠的發(fā)展。另一方面，增材制造企業(yè)利用硬件、軟件和材料創(chuàng)新來提高3D打印效率。本報(bào)告概述了2023年增材制造的主要趨勢(shì)和創(chuàng)新，從高通量3D打印技術(shù)和新型材料到增材制造自動(dòng)化和大批量生產(chǎn)。

在對(duì)全球3D打印行業(yè)1356家初創(chuàng)公司和實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；鲩L(zhǎng)的公司進(jìn)行分析后，本文歸納出將會(huì)影響全球公司的10大增材制造趨勢(shì)和創(chuàng)新，最終挑選出積極推動(dòng)新技術(shù)的20家初創(chuàng)公司。

10大增材制造趨勢(shì)與創(chuàng)新

• 粉末床融合
• 增材制造自動(dòng)化
• 新型材料
• 大桶光聚合
• 直接能量沉積
• 材料擠壓
• 先進(jìn)的3D打印機(jī)
• 大批量生產(chǎn)
• 粘合劑噴射
• 快速成型
  

很多初創(chuàng)公司和實(shí)現(xiàn)規(guī)模化增長(zhǎng)的公司正在開發(fā)3D打印機(jī)和為各種增材制造工藝量身定制的新型材料。主要的3D打印技術(shù)趨勢(shì)包括粉末床融合 (PBF)、大桶光聚合 (VPP)、直接能量沉積、材料擠出和粘合劑噴射。與此同時(shí)，制造商正在利用這些解決方案實(shí)現(xiàn)端到端生產(chǎn)操作自動(dòng)化，并實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)和快速原型制作。

下圖是本文分析的1356家初創(chuàng)企業(yè)和規(guī)?；鲩L(zhǎng)公司的全球熱度分布地圖。該圖表明歐洲是這些公司的大部分所在地，其次是美國(guó)和印度。

通過綜合考量成立時(shí)間、注冊(cè)地、資金籌集、技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用等因素，StartUs Insights選出了20家有前途的3D打印初創(chuàng)企業(yè)和規(guī)?；髽I(yè)，以下是具體的介紹。

1. 粉末床融合

粉末床融合（PBF）主要用于跨行業(yè)的小批量功能部件和打印一次性部件，如機(jī)器部件、夾具和固定裝置。由粉末床融合3D打印制成的部件具有可與機(jī)加工和鑄造相媲美的機(jī)械性能。PBF還支持廣泛的材料，并支持同時(shí)開發(fā)多個(gè)零件。最常見的粉末床融合方法是選擇性激光燒結(jié) (SLS)、電子束選區(qū)熔化（EBM）和選擇性激光熔化 (SLM)。

該領(lǐng)域的進(jìn)展集中在提高粉末純度和減少粒度分布上。隨著硬件的改進(jìn)大大加速了PBF的應(yīng)用，而增強(qiáng)的粉末性能將進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。此外，初創(chuàng)公司正在開發(fā)低成本的3D打印材料，以使PBF更實(shí)惠。

1.1 云耀深維Aixway提供工業(yè)微米金屬3D打印

云耀深維自主研發(fā)的微米級(jí)金屬3D打印機(jī)- Precision 100，采用了超高精度的粉末床以及專有的鋪粉技術(shù)，可以完成超高精度的激光粉末床技術(shù)金屬零件的成形制造。自主研發(fā)的設(shè)備具有2-5微米的成形精度，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的超高表面光潔度的制造，節(jié)省復(fù)雜金屬零部件后處理的需求。

1.2 3DPS提供按需選擇性激光燒結(jié)

3DPS是一家新加坡初創(chuàng)公司，提供按需選擇性激光燒結(jié)服務(wù)。這家初創(chuàng)公司為制造商打印的零件最小壁厚為1毫米，尺寸精度為0.2毫米。這使制造商能夠開發(fā)具有復(fù)雜幾何形狀和穩(wěn)健機(jī)械性能的功能部件、組件和尼龍部件。

2. 增材制造自動(dòng)化

在3D打印自動(dòng)化零件開發(fā)的同時(shí)，制造商利用數(shù)字工作流程和自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)一步簡(jiǎn)化增材制造生產(chǎn)線。例如，自動(dòng)化零件加工消除了組件生產(chǎn)后的人工干預(yù)，從而提高了生產(chǎn)吞吐量。因此，初創(chuàng)公司正在提供與打印機(jī)無(wú)關(guān)的設(shè)計(jì)和處理軟件和硬件解決方案，以實(shí)現(xiàn)增材制造過程的自動(dòng)化。

它們可實(shí)現(xiàn)高速零件開發(fā)、按需制造和快速原型制作，同時(shí)增強(qiáng)打印靈活性并最大限度地減少浪費(fèi)。此外，自動(dòng)化3D打印線可降低人工成本并消除人工錯(cuò)誤。

2.1 AM-Flow推進(jìn)自動(dòng)化工業(yè)3D打印

AM-Flow是一家荷蘭初創(chuàng)公司，提供自動(dòng)化工業(yè)3D打印生態(tài)系統(tǒng)。該初創(chuàng)公司將硬件和軟件解決方案集成到現(xiàn)有的3D打印生產(chǎn)線中，以實(shí)現(xiàn)制造和相關(guān)流程的自動(dòng)化。為此，AM-Flow結(jié)合了數(shù)字制造、自動(dòng)分揀、機(jī)器人零件處理和自主移動(dòng)機(jī)器人 (AMR)多個(gè)系統(tǒng)。這允許制造商利用增材制造來自動(dòng)化整個(gè)生產(chǎn)工作流程實(shí)行精益原則。

2.2 Printinue實(shí)現(xiàn)連續(xù)打印

德國(guó)初創(chuàng)公司Printinue生產(chǎn)用于連續(xù)打印的自動(dòng)化3D打印機(jī)。它使生產(chǎn)和后續(xù)質(zhì)量控制自動(dòng)化，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量產(chǎn)品和零件的批量生產(chǎn)。因此，這家初創(chuàng)公司允許制造商以低成本制造具有復(fù)雜幾何形狀的組件，同時(shí)確保高效和可持續(xù)的運(yùn)營(yíng)。

3. 新材料

原材料和粘合劑特性以及3D打印方法會(huì)顯著影響打印產(chǎn)品的機(jī)械特性，這就是為什么越來越多的初創(chuàng)公司正在開發(fā)新材料探索更多的3D打印應(yīng)用。此外，陶瓷、電子、生物材料和復(fù)合材料等可用于開發(fā)具有先進(jìn)性能的組件。它們可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品和生物人造器官等非常規(guī)產(chǎn)品的3D打印。

此外，初創(chuàng)公司正在從廢料中提取高價(jià)值的可3D打印材料，以減少原始材料的需求和排放。

3.1 f3nice提供增材制造原料

意大利初創(chuàng)公司f3nice提供增材制造原料。這家初創(chuàng)公司回收有價(jià)值的金屬，如鋼和其他合金，以生產(chǎn)高質(zhì)量的金屬粉末。根據(jù)客戶的要求，f3nice準(zhǔn)備了不同尺寸范圍的金屬粉末。通過對(duì)AM原料生產(chǎn)采用循環(huán)方法，這家初創(chuàng)公司提高了金屬3D打印的可持續(xù)性。

3.2 Foundation Alloy提供新型合金

美國(guó)初創(chuàng)公司Foundation Alloy創(chuàng)造了用于3D打印的新型合金。該初創(chuàng)公司專有的高性能材料設(shè)計(jì)和軟件的垂直集成提高了生產(chǎn)能力。這也提高了供應(yīng)鏈的效率和靈活性，同時(shí)能夠以更短的周轉(zhuǎn)時(shí)間和能源消耗來生產(chǎn)金屬零件。

4. 大桶光聚合

大桶光聚合是最古老、最快的增材制造工藝之一，目前仍在不斷創(chuàng)新。目前，投影和連續(xù)立體光刻 (SLA) 廣泛用于醫(yī)療、航空航天和汽車應(yīng)用。此外，體積立體光刻技術(shù)將在提高分辨率和處理方面取得更多進(jìn)步，從而加快產(chǎn)品開發(fā)。因此，大桶光聚合使制造商能夠快速生產(chǎn)聚合物部件，同時(shí)確保光潔度和一致的質(zhì)量。

此外，初創(chuàng)公司正在開發(fā)具有成本效益的樹脂、新型材料和后處理解決方案，以擴(kuò)大該技術(shù)的應(yīng)用。

4.1 錸賽智能RAYSHAPE推進(jìn)數(shù)字光處理 (DLP)

錸賽智能是一家總部位于蘇州的初創(chuàng)公司，生產(chǎn)基于DLP的3D打印機(jī)。這家初創(chuàng)公司的工業(yè)應(yīng)用打印機(jī)Shape1+系列結(jié)合了高精度直線導(dǎo)軌和重型內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這確保了準(zhǔn)確的層厚度、高表面質(zhì)量和準(zhǔn)確的移動(dòng)。此外，Shape 1+系列的光學(xué)系統(tǒng)提供精確穩(wěn)定的曝光，以實(shí)現(xiàn)均勻的光輸出。這家初創(chuàng)公司還開發(fā)了一種基于DLP的數(shù)字牙科3D打印機(jī)Shape 1+ Dental，用于制作牙科模型和隱形矯治器。

4.2 Masitte制造激光SLA 3D打印機(jī)

Masitte是一家提供激光SLA 3D打印機(jī)的中國(guó)初創(chuàng)公司。這家初創(chuàng)公司的大規(guī)模生產(chǎn)打印機(jī)Masitte Large具有緊湊的外形、全鋁框架和 F-theta 掃描鏡頭。它使制造商能夠?yàn)樵椭谱骱团可a(chǎn)生產(chǎn)準(zhǔn)確一致的零件。此外，Masitte 的其他打印機(jī)在珠寶、牙科和鞋類行業(yè)也有應(yīng)用。

5. 直接能量沉積

直接能量沉積3D打印可用于開發(fā)新零件和修復(fù)組件。為此，制造商控制光束功率以根據(jù)要求定制技術(shù)。3D打印機(jī)制造商主要使用電子束或電弧作為其DED打印設(shè)備的電源。常見的DED方法包括電子束增材制造 (EBAM)、金屬直接沉積 (DMD) 和激光近凈成形 (LENS) 等。

它們使制造商能夠制造高精度的金屬零件，并支持廣泛的材料和復(fù)雜的幾何形狀。由于DED使用粉末和線材作為原料，因此3D打印過程可針對(duì)特定零件要求進(jìn)行更多配置，并減少材料浪費(fèi)。因此，DED打印機(jī)可用于維護(hù)操作和近凈形零件生產(chǎn)。

5.1 Alloy Additive提供線弧增材制造 (WAAM)

土耳其初創(chuàng)公司Alloy Additive提供基于WAAM的金屬零件。該初創(chuàng)公司的機(jī)器人WAAM系統(tǒng)支持各種合金，如不銹鋼、Ti64和Inconel625。它還具有直徑為1米、高度為1.5米的打印區(qū)域。因此，Alloy Additive的解決方案可實(shí)現(xiàn)新零件和停產(chǎn)零件的近凈成型、按需和現(xiàn)場(chǎng)制造。

5.2 SBI進(jìn)一步推進(jìn)等離子金屬沉積

SBI是一家致力于推進(jìn)等離子金屬沉積的奧地利初創(chuàng)公司。這家初創(chuàng)公司的3D打印機(jī)M3DP結(jié)合了專有控制系統(tǒng)和等離子焊接。它還支持各種金屬，如鋼和鈦，并具有0.5至10kg/h的沉積速率和0.7至3mm的層厚度。航空航天制造商利用SBI的解決方案以低成本開發(fā)用于熱層應(yīng)用的部件。

6. 材料擠壓

與其他增材制造工藝相比，材料擠壓是最具成本效益的3D打印技術(shù)。它使用熔融沉積成型 (FDM) 來開發(fā)組件，并可用于建筑和小規(guī)模生產(chǎn)運(yùn)行。此外，材料擠出是一種低溫工藝，支持范圍廣泛的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的打印材料。這就是大多數(shù)桌面打印機(jī)使用這種3D打印過程的原因。

然而，基于FDM零件的最終質(zhì)量受到噴嘴半徑的限制。為了解決這個(gè)問題，初創(chuàng)公司正在開發(fā)高精度材料擠壓技術(shù)。它們使制造商能夠加速原型開發(fā)和設(shè)計(jì)定稿。

6.1 NematX提供高性能3D打印

瑞士初創(chuàng)公司NematX開發(fā)了Nematic 3D打印，這是一種專有的高性能增材制造技術(shù)。它使用液晶聚合物 (LCP) 增強(qiáng)聚合物基體以提供高惰性。這提高了印刷聚合物組件的耐火性，同時(shí)易于回收。此外，LCP削弱了碳纖維部件。因此，NematX的解決方案可應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療和電子制造領(lǐng)域。

6.2 Karkhana.io 提供FDM3D打印服務(wù)

Karkhana.io是一家印度初創(chuàng)公司，為汽車、航空航天和機(jī)器人行業(yè)提供FDM 3D打印服務(wù)。這家初創(chuàng)公司的網(wǎng)站允許制造商上傳零件設(shè)計(jì)并選擇生產(chǎn)所需的材料。它支持聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (PETG) 和聚乳酸 (PLA)。通過利用Karkhana.io的服務(wù)，制造商能夠?qū)崿F(xiàn)按需生產(chǎn)并加快上市時(shí)間。

7. 先進(jìn)的3D打印機(jī)

雖然材料創(chuàng)新為增材制造帶來了新的應(yīng)用，但3D打印機(jī)的性能限制了它們的采用。例如，生物打印需要高精度的液滴位置和尺寸。為了解決這些問題，初創(chuàng)公司正在提供針對(duì)特定增材制造工藝和用例量身定制的創(chuàng)新3D打印機(jī)。

此外，該領(lǐng)域的進(jìn)步提高了打印機(jī)臂的移動(dòng)程度，同時(shí)降低了增材制造過程的能源需求。因此，它們降低了3D打印工作流程的成本并提高了該技術(shù)的市場(chǎng)滲透率。

7.1 Brinter創(chuàng)建模塊化生物打印機(jī)

Brinter是一家芬蘭初創(chuàng)公司，為醫(yī)療、制藥和生命科學(xué)行業(yè)制造模塊化生物打印機(jī)。它支持一系列生物墨水，例如納米纖維素和纖維蛋白原，以及各種打印表面。此外，這家初創(chuàng)公司的配套軟件簡(jiǎn)化了打印機(jī)的管理和控制。最后，生物打印機(jī)具有可選的內(nèi)置紫外線/可見光LED用于消毒。這使研究人員能夠打印癌癥模型、身體部位和器官以及個(gè)性化藥物。

7.2 Verde Mantis提供易于使用的桌面3D打印機(jī)

美國(guó)初創(chuàng)公司Verde Mantis開發(fā)了一款易于使用的桌面3D打印機(jī)。它具有一個(gè) Raspberry Pi模塊、一個(gè)磁床、一個(gè)自調(diào)平平臺(tái)和一個(gè)內(nèi)置攝像頭。此外，該打印機(jī)支持即插即打模式，用戶開箱即可開始打印。配置和維護(hù)3D打印機(jī)往往是一項(xiàng)繁瑣的工作，但該初創(chuàng)公司的打印機(jī)簡(jiǎn)化了3D打印機(jī)控制，并為創(chuàng)作者提供了更好的增材制造途徑。

8. 大批量生產(chǎn)

小批量、高混合制造是3D打印的主要應(yīng)用。傳統(tǒng)3D打印方法的機(jī)械性能和部件開發(fā)速度限制阻礙了它們?cè)诓考拇笠?guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。然而，材料、3D打印機(jī)和工作流程自動(dòng)化軟件的進(jìn)步使制造商能夠利用增材制造進(jìn)行大批量制造。

此外，他們能夠通過將3D打印工作流程外包給第三方工廠進(jìn)行生產(chǎn)，這反過來又使制造商能夠在無(wú)需大量資本支出的情況下實(shí)現(xiàn)按需和敏捷生產(chǎn)。

8.1 Q.big 3D支持大批量3D打印

德國(guó)初創(chuàng)公司Q.big 3D提供QUEEN 1設(shè)備，這是一種適合大批量3D打印的機(jī)器。它使用可變?nèi)廴陬w粒制造 (VFGF)，具有1.7×1.1×1.05米的打印尺寸和快速打印速度。此外，它支持批量生產(chǎn)和大量的聚合物顆粒選擇。這使得汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械和醫(yī)療設(shè)備制造商能夠批量生產(chǎn)大型零件。

8.2 Phasio進(jìn)一步推進(jìn)去中心化制造

Phasio是一家新加坡初創(chuàng)公司，致力于為增材制造創(chuàng)建軟件解決方案。它允許3D打印服務(wù)提供商組合不同生產(chǎn)車間的操作并實(shí)現(xiàn)分散制造。該軟件還處理訂單、生成即時(shí)報(bào)價(jià)、處理付款以及自動(dòng)化運(yùn)輸和統(tǒng)計(jì)。這反過來又使增材制造服務(wù)提供商能夠建立數(shù)字店面并最大限度地提高生產(chǎn)力。

9. 粘合劑噴射

與其他方法不同，粘合劑噴射（BJT）增材制造工藝支持陶瓷、聚合物和金屬原料。因此，它可用于制造鑄模和高保真原型制作。與PBF類似，BJT也生產(chǎn)高精度零件，但成本更低。此外，將兩種材料組合在一起可以讓部件開發(fā)人員利用多種材料混合來實(shí)現(xiàn)不同的機(jī)械性能。

但是，基于BJT的零件的機(jī)械性能無(wú)法與PBF相媲美，從而限制了在重型應(yīng)用中的采用。同時(shí)，新型粘合劑和原料粉末提高了粘合劑噴射的性能，擴(kuò)大了其在各行業(yè)的應(yīng)用。

9.1 SFS開發(fā)Sand Binder Jetting 3D打印機(jī)

SFS是一家韓國(guó)初創(chuàng)公司，創(chuàng)建了Freeforms P1000和P2000，即砂粘合劑噴射3D打印機(jī)。他們結(jié)合無(wú)機(jī)粘合劑和各種鑄造砂粉來生產(chǎn)鑄造模具、型芯和注塑模具。此外，專有粘合劑對(duì)人類和環(huán)境無(wú)毒無(wú)害。SFS的打印機(jī)允許造船、汽車和電力設(shè)備制造商開發(fā)模具和型芯。

9.2 Freeform Composites制造可3D打印的碳復(fù)合材料

Freeform Composites是一家澳大利亞初創(chuàng)公司，致力于制造可3D打印的碳復(fù)合材料。這家初創(chuàng)公司的材料具有重量輕、性能高的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的增材制造。此外，F(xiàn)reedom Composites的技術(shù)使制造商能夠在較短的交貨時(shí)間內(nèi)開發(fā)復(fù)合材料，而無(wú)需工具、夾具或夾具。因此，3D打印機(jī)制造商能夠利用它迅速進(jìn)入復(fù)合材料市場(chǎng)，而航空航天、汽車和醫(yī)療設(shè)備制造商則利用這些材料打印高性能組件。

10. 快速原型制作

3D打印允許制造商和設(shè)計(jì)人員在不開發(fā)工具的情況下創(chuàng)建零件。因此，它加速了設(shè)計(jì)修改和產(chǎn)品定型。為此，初創(chuàng)公司正在提供高性能3D打印機(jī)和設(shè)計(jì)軟件，以加快原型開發(fā)。它們與CATIA等產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具相結(jié)合，以簡(jiǎn)化零件設(shè)計(jì)。此外，3D打印驅(qū)動(dòng)的快速原型制作消除了人工勞動(dòng)和錯(cuò)誤的需要。

10.1 SmartZavod 制造自動(dòng)化3D打印機(jī)

SmartZavod是一家烏克蘭初創(chuàng)公司，提供SmartZavod CEH #1，這是一種用于快速原型制作的自動(dòng)化3D打印機(jī)。該初創(chuàng)公司提供其3D打印機(jī)或允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)訪問其3D打印服務(wù)。該打印機(jī)還可以遠(yuǎn)程配置和控制，并具有自動(dòng)零件移除系統(tǒng)。這使設(shè)計(jì)人員能夠按需利用初創(chuàng)公司的3D打印機(jī)并加速原型制作。

10.2 e3Dify Designs創(chuàng)建支持物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的FDM打印機(jī)

e3Dify Designs是一家印度初創(chuàng)公司，提供Arctic 3D打印機(jī)，這是一種支持物聯(lián)網(wǎng)的FDM打印機(jī)。它具有雙層冷卻風(fēng)扇、可更換噴嘴、自動(dòng)燈絲裝載/卸載、高構(gòu)建體積和燈絲跳動(dòng)檢測(cè)。e3Dify Designs的打印機(jī)使產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和制造商能夠利用快速原型設(shè)計(jì)并加快產(chǎn)品開發(fā)周期。

增材制造公司不斷提高3D打印機(jī)的性能，并開發(fā)針對(duì)特定機(jī)械性能量身定制的材料。此外，越來越多的公司正在將可持續(xù)材料作為原料。此外，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES) 集成將顯著提高3D打印性能，它們還將實(shí)現(xiàn)數(shù)字庫(kù)存、分布式制造和安全供應(yīng)鏈。

本報(bào)告中概述的增材制造趨勢(shì)和初創(chuàng)企業(yè)僅觸及StartUs Insights在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新和初創(chuàng)企業(yè)搜尋過程中的部分。其中，先進(jìn)的3D打印機(jī)、新型和可持續(xù)材料以及分散的基于云的生產(chǎn)將改變我們今天所知道的行業(yè)。

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