2023年增材制造行业10大趋势创新

如今，增材制造或3D打印技术使企业能够快速设计定稿，减少材料浪费，加快生产速度。企业也通过3D打印实现了生产线端到端的自动化，推动智能工厂的发展。另一方面，增材制造公司利用硬件、软件和材料创新提高打印效率。本报告概述了2023年增材制造行业的主要趋势和创新，包括高通量3D打印技术和新型材料，以及增材制造自动化和大批量生产。

 

为了深入研究行业趋势和企业创新，本报告分析了1356家全球初创企业和规模初创企业的样本。这些见解是通过大数据和人工智能驱动的StartUs Insights发现平台得出的。作为全球最大的新兴公司数据资源，该平台能够快速、详尽地识别相关初创企业、新兴技术和未来行业趋势。

 

10大增材制造趋势与创新
1.粉末床融合
2.增材制造自动化
3.新型材料
4.光聚合
5.直接能量沉积
6.材料挤出
7.先进3D打印机
8.大批量生产
9.粘合剂喷射
10.快速原型制造

 

 

根据增材制造创新地图，树状图显示了2023年10大增材制造趋势的影响。初创企业和大型企业开发3D打印机和为各种增材制造工艺量身定制的新型材料。粉末床熔融（PBF）、光聚合（VPP）、直接能量沉积、材料挤压和粘合剂喷射等3D打印技术已成为当前行业最重要的趋势。同时，制造商正在利用这些解决方案实现端到端的生产自动化，并开始大批量生产和快速原型制作。

 

1.粉末床熔融
粉末床熔融（PBF）主要用于各行各业的小批量功能部件和打印一次性部件，如机械零件、夹具和固定装置。通过粉末床熔融3D打印制造的部件，具有与机械加工和铸造相媲美的机械性能。PBF还支持多种材料，可同时开发多个部件。

 

最常见的粉末床熔融方法是选择性激光烧结（SLS）、电子束熔融和选择性激光熔融（SLM）。该领域的进步主要集中在提高粉末纯度和减少尺寸分布上。尽管硬件的改进大大加快了PBF 应用，但粉末性能的提高将扩大应用范围。此外，初创公司正开发低成本的3D打印材料，使PBF更经济实惠。

 

Aixway3D提供工业微米级金属3D打印技术

 

Precision-100

Aixway3D是一家中国初创公司，开发了一款工业级微米金属3D打印机Precision-100。它结合了超细金属粉末床、专有送料技术和高精度激光来打印金属零件。该3D打印机还具有20 微米的精度，支持复杂结构并提供超低的表面粗糙度，因此，无需复杂的后处理技术。

 

3DPS提供按需选择性激光烧结技术

尼龙PA是一种耐用的尼龙12材料，可用于实际测试和终端功能部件。这种材料具有出色的表面光洁度和特征细节、低吸湿性和良好的耐化学性。尼龙PA还符合高压灭菌要求，是某些医疗应用的理想选择

3DPS是一家提供按需选择性激光烧结技术的新加坡初创公司。该初创公司为制造商打印的零件最小壁厚为1毫米，尺寸精度为0.2毫米。这样，制造商就能开发出具有复杂几何形状和坚固机械性能的功能部件、装配体和尼龙组件。

 

2.增材制造自动化
在3D打印实现零件开发自动化的同时，制造商还利用数字化工作流程和自动化系统进一步简化增材制造生产线。例如，自动化零件加工消除了零件生产后的人工干预，提高了生产吞吐量。

 

因此，初创企业纷纷推出与打印机无关的设计和加工软件及硬件解决方案，以实现快速增材制造流程的自动化。这些解决方案可实现高速部件开发、按需制造和快速原型制作，同时提高打印灵活性并最大限度地减少浪费。此外，自动化3D打印生产线还能降低劳动力成本，消除人工错误。

 

AM-Flow推进自动化工业3D打印

AM-Flow是一家荷兰初创公司，提供自动化工业3D打印生态系统。该公司的硬件和软件解决方案可集成到现有的3D打印生产线中，实现制造和相关流程的自动化。为此，AM-Flow将数字制造、自动分拣、机器人零件处理和自主移动机器人（AMR）结合在一起，使利用增材制造技术的制造商能够实现整个生产工作流程的自动化。

 

Printinue实现连续打印

德国初创公司Printinue制造了一种用于连续打印的自动化3D打印机。它实现了生产和后续质量控制的自动化，能够批量生产高质量产品和部件。因此，这家初创公司允许制造商以较低的成本制造复杂几何形状的部件，同时确保高效和可持续运营。

 

 

3.新型材料
原料材料和粘合剂特性，结合3D打印方法对打印产品的机械特性有很大影响。因此，初创公司开发新型材料以便将增材制造应用于各种用途。此外，智能材料、陶瓷、电子、生物材料和复合材料，也可用于开发具有先进性能的部件。

 

这些材料可实现医疗设备、消费电子产品和生物人工器官等非常规产品的3D打印。此外，初创企业正在从废料流中提取高价值的3D打印材料，以减少对原始材料的需求和排放。

 

f3nice提供增材制造原料

 

意大利初创企业f3nice提供增材制造原料。这家初创公司回收钢和其他合金等贵重金属，生产出高质量的金属粉末。根据客户要求，f3nice制备不同尺寸范围的金属粉末。通过采用循环方法生产原料，这家初创公司提高了金属3D打印的可持续性。

 

基金会合金公司提供新型合金

美国初创企业Foundation Alloy为3D打印制造新型合金。该初创公司专有的高性能材料设计和软件支持的垂直整合方法提高了生产能力，提高了供应链的效率和灵活性，同时减少了金属零件生产的周转时间和能耗。

 

 

4.光聚合
光聚合是最古老、最快速的增材制造工艺之一，目前仍在不断创新。目前，投影式光刻（PPL）和连续式立体光刻（SLA）被广泛应用于医疗、航空航天和汽车领域。此外，体积立体光刻技术也将取得更多的进步，以提高分辨率和加工性能，加快产品开发速度。

 

因此，还原光聚合（VPP）使制造商能够快速生产聚合物部件，同时确保光滑的表面和一致的质量。此外，初创企业正在开发具有成本效益的树脂、新型材料和后处理解决方案，以扩大VPP的应用范围。

 

RAYSHAPE推进直接光处理（DLP）

RAYSHAPE是一家位于英国的初创公司，生产基于DLP的3D打印机。该公司面向工业应用的打印机Shape1+系列结合了高精度线性导轨和重型内部结构。这确保了精确的层厚、高表面质量和精确移动。此外，Shape 1+系列的光学系统可提供精确稳定的曝光，实现均匀的光输出。这家初创公司还为数字牙科开发了基于DLP的3D打印机Shape 1+ Dental，用于制作牙科模型和透明矫正器。

 

Masitte制造激光SLA 3D打印机
Masitte是一家提供激光SLA 3D打印机的中国初创公司。该公司用于大规模生产的打印机 Masitte Large具有紧凑的外形、全铝框架和F-theta扫描镜头。它可以让制造商为原型设计和大规模生产生产出精确一致的零件。此外，Masitte的其他打印机还应用于珠宝、牙科和制鞋业。

 

 

5.直接能量沉积（DED）
直接能量沉积3D打印技术适用于开发新部件和修复部件。为此，制造商可以控制光束功率，根据要求定制技术。3D打印机制造商主要使用电子束或线弧作为DED打印设备的动力源。常见的DED法有电子束增材制造（EBAM）、直接金属沉积（DMD）和激光近净成形（LENS）等。

 

这些方法使制造商能够制造出高精度的金属零件，并支持多种材料和复杂的几何形状。由于 DED同时使用粉末和线材作为原料，3D打印工艺可根据特定零件要求进行配置，减少材料浪费。因此，DED打印机可应用于维护操作和近净成形零件生产。

 

Alloy Additive提供电弧增材制造技术（WAAM）

土耳其初创公司Alloy Additive提供基于WAAM的金属零件。这家初创公司的WAAM系统支持不锈钢、Ti64和Inconel625等各种合金。它的打印区域直径为1米，高度为1.5米。因此，Alloy Additive公司的解决方案可以实现近净成形、按需和现场制造新零件和停产零件。

 

SBI推动等离子金属沉积技术的发展

无论是2.5D元件、旋转元件还是3D元件，M3DP都能提供多种解决方案

SBI是一家奥地利初创公司，致力于推进等离子金属沉积技术。这家初创公司的3D打印机 M3DP结合了专有控制系统和等离子焊接技术。它还支持钢和钛等各种金属，具有0.5至10公斤/小时的沉积速度和0.7至3毫米的层厚。航空航天制造商利用SBI的解决方案，以低成本开发热层应用部件。

 

 

6.材料挤压
与其他增材制造工艺相比，材料挤压是最具成本效益的3D打印技术。它使用熔融沉积成型（FDM）来开发部件，可用于建筑和小规模生产。此外，材料挤出是一种低温工艺，支持多种经济实惠的打印材料。这也是大多数桌面打印机使用这种3D打印工艺的原因。然而，基于FDM的零件的最终质量受到喷嘴半径的限制。为了解决这个问题，初创公司开发高精度材料挤出技术。这些技术使制造商能够加快原型开发和设计定稿。 

 

NematX提供高性能3D打印技术

瑞士初创公司NematX开发出一种专有的高性能增材制造技术——Nematic 3D打印技术。它使用液晶高分子聚合物（LCP）作为聚合物基体增强材料，以提供高惰性。这提高了打印聚合物组件的耐火性，同时易于回收利用。此外，LCP还能降低碳纤维组件的成本。因此，NematX的解决方案可应用于航空航天、医疗和电子制造领域。

 

Karkhana.io提供FDM 3D打印服务

Karkhana.io是一家印度初创公司，为汽车、航空航天和机器人行业提供FDM 3D打印服务。该初创公司的网络界面允许制造商上传零件设计并选择生产所需的材料。它支持聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PETG）和聚乳酸（PLA）。利用 Karkhana.io的服务，制造商能够实现按需生产，加快产品上市时间。

 

 

7.先进的3D打印机
虽然材料的创新为增材制造带来了新的用例，但3D打印机的性能却限制了其应用。例如，生物打印需要高精度的液滴位置和大小。为了解决这些问题，初创公司提供为特定增材制造工艺和用例量身定制的创新型3D打印机。此外，该领域的进步还提高了打印机臂的移动度，同时降低了增材制造工艺的能耗要求。因此，它们降低了3D打印工作流程的成本，提高了技术的市场渗透率。

 

Brinter打造模块化生物打印机

Brinter是一家芬兰初创公司，为医疗、制药和生命科学行业制造模块化生物打印机。它支持一系列生物墨水，如纳米纤维素和纤维蛋白原，以及各种打印表面。此外，该公司的配套软件简化了打印机的管理和控制。最后，该生物打印机可选配内置紫外线/可见光LED进行消毒。这样，研究人员就可以打印癌症模型、身体部位和器官以及个性化药物。

 

Verde Mantis提供易于使用的桌面3D打印机

美国初创公司Verde Mantis开发了一款易于使用的桌面3D打印机。它配备了一个Raspberry Pi模块、一个磁床、一个自动调平平台和一个内置摄像头。此外，该打印机还支持即插即用打印模式，用户开箱即可开始打印。传统上，配置和维护3D打印机是一项繁琐的工作。这家初创公司的打印机简化了3D打印机的控制，为创造者提供了更好的增材制造途径。

 

 

8.大批量生产
小批量、多品种制造是3D打印的主要应用领域。传统3D打印方法的机械性能和部件开发速度，限制阻碍了其在部件批量生产中的应用。然而，材料、3D打印机和工作流程自动化软件的进步，使制造商能够利用增材制造技术进行大批量生产。此外，通过将3D打印工作流程外包给第三方智能工厂，制造商还能减少昂贵的生产车间更换成本。这反过来又使制造商能够实现按需灵活生产，而无需大量资本支出。

 

Q.big 3D实现大批量3D打印

德国初创公司Q.big 3D推出了QUEEN 1，这是一款大型、高容量3D打印设备。它采用可变熔融颗粒制造技术（VFGF），安装尺寸为1.7米×1.1米×1.05米，打印速度快。此外，它还支持批量生产和大量聚合物颗粒选择。这使得汽车、农业机械和医疗设备制造商能够批量生产大型部件。

 

Phasio推进分散制造

Phasio是一家新加坡初创企业，为增材制造提供软件解决方案。它允许3D打印服务提供商将不同生产车间的业务结合起来，实现分散制造。该软件还能处理订单、生成即时报价、处理付款以及自动发货和记账。使增材制造服务提供商能够建立数字化店面，最大限度地提高生产率。

 

 

9.粘合剂喷射
与其他方法不同，粘合剂喷射增材制造工艺支持陶瓷、聚合物和金属原料。因此，它可用于制造铸造模具和高保真原型。与PBF相似，粘合剂喷射也能生产高精度零件，但成本效益更高。

 

此外，将两种材料结合在一起可使零件开发人员利用多种混合材料获得不同的机械性能。不过，基于粘合剂喷射的零件的机械性能无法与PBF相提并论，因此在重型应用中的采用率较低。同时，新型粘合剂和原料粉末改善了粘合剂喷射的性能，扩大了其在各行业的应用。

 

SFS开发出喷砂粘合剂3D打印机

SFS是一家韩国初创公司，它生产的喷砂3D打印机Freeforms P1000和P2000。它们将无机粘合剂和各种铸造砂粉结合在一起，用于生产铸造模具、型芯和注塑模具。此外，专有粘合剂无毒，对人体和环境无害。SFS的打印机允许造船、汽车和电力设备制造商开发模具和型芯。

 

Freeform复合材料公司制造可3D打印的碳复合材料

Freeform Composites是一家澳大利亚初创公司，生产可3D打印的碳复合材料。该初创公司的材料具有重量轻、性能高的特点，可实现经济的增材制造。此外，Freedom Composites的技术还能让制造商在较短的交货时间内开发出复合材料，且无需工具、夹具或夹具。因此，3D打印机制造商利用它迅速进入复合材料市场，而航空航天、汽车和医疗设备制造商则利用这种材料打印高性能部件。

 

 

10.快速原型制造
3D打印技术使制造商和设计师无需开发工具即可创建零件。因此，它加快了设计修改和产品定型的速度。为此，初创企业正在提供高性能3D打印机和设计软件，以加快原型开发。它们与CATIA等产品设计工具相结合，简化零件设计。此外，由3D打印技术驱动的快速原型制造消除了手工劳动和错误。

SmartZavod制造自动3D打印机

SmartZavod是一家乌克兰初创公司，提供用于快速原型制作的自动3D打印机SmartZavod CEH #1。该初创公司通过网络平台提供3D打印机或允许用户访问其3D打印服务。该打印机还可远程配置和控制，并具有自动部件移除系统。这样，设计人员就可以按需使用这家初创公司的3D打印机，加快原型设计。

 

e3Dify Designs打造支持物联网（IoT）的FDM打印机

e3Dify Designs是一家印度初创公司，它提供的Arctic 3D打印机是一款支持物联网的FDM打印机。它具有双层冷却风扇、可更换喷嘴、自动装载/卸载长丝、高构建量和长丝偏移检测等功能。e3Dify Designs的打印机使产品设计师和制造商能够利用快速原型设计，加快产品开发周期。