3D打印成美國制造業(yè)的亮點

南極熊導(dǎo)讀：在美國，3D打印定制零件的價格是中國的7倍以上，例如中國用樹脂材料3D打印1克零件價格為1元人民幣，在美國則需要1美元以上甚至更多。如果是其它工藝，例如CNC，美國可能成本更高。中美之間的制造業(yè)成本差距巨大。

所以，3D打印在美國，可能已經(jīng)是產(chǎn)品定制成本最低的一種方式了。因而需求量大。

2024年6月，南極熊注意到Forbes上有一篇Carolyn Schwaar寫的文章，很有意思，題為《3D打印成美國制造業(yè)的亮點》。

盡管美國制造業(yè)整體表現(xiàn)在 2023 年以不佳的成績收官，并且今年迄今為止一直保持這種狀態(tài)，但制造業(yè)的一個分支——增材制造（或稱 3D 打印）——仍然創(chuàng)下了 2023 年的歷史新高。

根據(jù)The Business Research Company、Persistence Market Research等市場觀察機構(gòu)的報告數(shù)據(jù)，增材制造服務(wù)行業(yè)（或 3D 打印合同制造商）在 2023 年增長了 20%，到2024 年將增長 22.7%，達到 75 億美元。Infinity Business Insights 表示，全球 3D 打印服務(wù)機構(gòu)市場預(yù)計將在 2024-2030 年間以 22.3% 的復(fù)合年增長率蓬勃發(fā)展。

△3D打印技術(shù)員在愛達荷州American Falls的3D打印服務(wù)公司JawsTec監(jiān)控零件制造。JawsTec

這種增長也反映在單個公司層面，其中美國最大的增材制造服務(wù)公司之一 Xometry 提供傳統(tǒng)制造和 3D 打印服務(wù)，報告稱2023 年收入同比增長 22%。行業(yè)競爭對手 Protolabs 也提供傳統(tǒng)制造和 3D 打印服務(wù)，報告稱 2022 年收入增長了 3.2%。

Xometry 和 Protolabs并未單獨報告注塑或 CNC 加工工作之外的 3D打印收入，但 Protolabs 最近對 700 多名最終用戶進行了調(diào)查，以了解 3D 打印的使用情況。報告顯示，70% 的商業(yè)客戶在 2023 年打印的零件比前一年多，并且最終用途零件的 3D打印使用量有所增加。

Craftcloud是一個 3D 打印服務(wù)市場，客戶可以上傳他們的數(shù)字零件文件并從 150 多個 3D打印服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)中進行選擇，該公司報告稱 2023 年的收入增長了 31%，這是迄今為止最好的一年。

推動3D打印外包業(yè)務(wù)增長的因素

Craftcloud 首席產(chǎn)品官Mikkel Kring 表示：“由于 3D 打印用途廣泛，涵蓋塑料和金屬，它不僅壟斷了原型市場，而且在試樣制造和中等批量最終用途部件方面也越來越受歡迎�！�

△Craftcloud3D 打印市場首席產(chǎn)品官 Mikkel Kring

Craftcloud 自 2016 年成立以來，隨著 3D 打印在專業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用而不斷發(fā)展，如今服務(wù)的企業(yè)比以往任何時候都多。Kring說道：“我們已經(jīng)看到增材制造在眾多行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，尤其是汽車、醫(yī)療保健和小型制造業(yè)�！�

該公司的供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)提供 120 多種材料，并使用六種 3D 打印技術(shù)生產(chǎn)零件，包括熔融沉積成型 (FDM)，它使用非常適合快速原型的塑料長絲，以及用于打印金屬部件的金屬激光粉末床熔合 (LPBF)。Kring 說：“我們看到客戶通過一次性部件和原型了解了 3D 打印，但后來意識到他們實際上可以將這項技術(shù)用于更大的訂單和最終用途部件。Craftcloud增長的另一個部分肯定是金屬。”

將 3D打印外包給專業(yè)服務(wù)機構(gòu)的增長，反映了工業(yè)3D打印機銷量的下降，因為當(dāng)前經(jīng)濟低迷時期，企業(yè)推遲了資本支出。

人們對增材制造接受度不斷提高

北卡羅來納州 3D 打印服務(wù)公司AdvancedAdditive Innovations (AAI)的老板兼總裁斯科特·沃爾克 (Scott Volk) 表示：“逐年來看，我們發(fā)現(xiàn)增材制造的零件數(shù)量和進軍該行業(yè)的公司數(shù)量明顯增加，且應(yīng)用率也出乎我的意料�！�

在決定于 2022 年推出 AAI 之前，Volk 已經(jīng)在增材制造行業(yè)工作了 30 多年。當(dāng)時，他開始注意到企業(yè)對塑料 3D 打印的采用水平正在激增。Volk 說：“塑料 3D 打印已經(jīng)存在大約 35 年了，這種成熟度推動了我們今天所看到的采用和商業(yè)用途�！�

AAI 的客戶群中約有 75% 是消費者，但專業(yè)客戶群體正在增長。AAI 3D 每月打印約 1,200 個零件，涉及數(shù)百個零件的訂單數(shù)量正在不斷增加。Volk 說道：“我們擁有大量客戶，他們帶著自己設(shè)計的原型來找我們。他們是制造設(shè)備并試圖推向市場的企業(yè)家�！�

△納斯卡車手瑞安·布萊尼（右）因贏得 2023 年固特異金車獎而榮獲納斯卡杯系列錦標(biāo)賽。這款精細復(fù)制車的零部件由Advanced Additive Innovations 進行 3D 打印，然后進行金屬鍍層。

3D 打印服務(wù)機構(gòu)市場由眾多公司組成，包括大型跨國企業(yè)（其中許多還提供傳統(tǒng)制造服務(wù)，例如注塑和 CNC 加工）和專注于特定行業(yè)或技術(shù)的小型專業(yè)公司。

總部位于愛達荷州的 3D 打印服務(wù)公司JawsTec的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人克拉森（Oscar Klassen）表示，客戶群也已從 2018 年的以業(yè)余愛好者為主轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃窠?90% 的商業(yè)客戶，尤其是眾多企業(yè)。

“公司訂購原型，然后返回進行最終產(chǎn)品的批量生產(chǎn)�！崩�如，一位客戶來到 JawsTec，提出了一個想法，即制造定制的理發(fā)器護罩，用于制作特定的發(fā)型，并為特定的理發(fā)師量身定制。這家公司最初是一家原型客戶，后來成為一家制造客戶，可以一次 3D 打印出數(shù)十種獨特的設(shè)計。

克拉森說：“這些工業(yè)機器的品質(zhì)絕對讓很多人大開眼界。他們不知道 3D 打印真的可以為消費者生產(chǎn)最終用途產(chǎn)品。”

Protolabs 首席執(zhí)行官 RobBodor 將公司去年的增長部分歸功于制造終端用途生產(chǎn)部件的能力增強。“我們龐大的客戶群已經(jīng)習(xí)慣于依靠我們進行原型設(shè)計，而現(xiàn)在我們可以為他們提供產(chǎn)品整個生命周期的服務(wù)，從生產(chǎn)到報廢，”他說。

由于 JawsTec 沒有最低訂單數(shù)量或最低訂單金額限制，因此初創(chuàng)公司幾乎不需要任何投資就可以成為制造商，這與注塑等需要昂貴模具的生產(chǎn)方法不同。克拉森說：“成為一家年輕公司成長的一部分是非常令人興奮和有趣的。”

每筆訂單都不斷迭代、不斷創(chuàng)新

3D打印的另一個優(yōu)勢是擁有不斷創(chuàng)新的機會�！坝行┕�司每次接到訂單都會改變產(chǎn)品設(shè)計，而傳統(tǒng)制造無法做到這一點，”克拉森說�！斑@種靈活性使公司在市場上更加敏捷和具有競爭力�！�

JawsTec 的一位客戶為一家跑車制造商 3D 打印進氣口，后來放棄了注塑成型，因為 3D 打印使其能夠領(lǐng)先于競爭對手�！懊總�訂單都在變化，他們總是在改進和修改，在不同的地方打孔，并使用不同的公差要求。看到他們多年來如何開發(fā)他們的產(chǎn)品真的很有趣。”

△3D 打印定制雪地摩托進氣口。

JawsTec 每月 3D打印近 40,000 個部件，其中最近增長最快的領(lǐng)域來自醫(yī)療保健，包括患者專用的矯形鞋墊和支架。這些產(chǎn)品是根據(jù)個人的 3D掃描進行數(shù)字化設(shè)計的。醫(yī)生和醫(yī)療公司每天向 JawsTec 發(fā)送的訂單最多可達 40 份。

克拉森說：“大規(guī)模定制無法通過其他任何方式高效完成，而這將成為未來幾年對我們來說最重要的事情。對于某些產(chǎn)品來說，追逐注塑市場或 CMC 市場是沒有意義的。他們確實開發(fā)了該工藝來降低材料成本。我們需要專注于我們最擅長的領(lǐng)域，也就是定制方面�！�

盡管美國公司仍然轉(zhuǎn)向中國尋求低成本的傳統(tǒng)制造，但克拉森表示，中國的增材制造價格與美國增材制造商可以提供的價格非常相似。

克拉森說：“如果我們能夠?qū)⒏�多的制造業(yè)轉(zhuǎn)向增材制造，那么來自海外供應(yīng)商的競爭就會減少，制造業(yè)將更加本地化，同時也能維持國內(nèi)制造業(yè)�！�

不斷發(fā)展的美國3D服務(wù)

在過去的幾個月里，不僅 Protolabs Network 和 Materialise 等大型 3D 打印服務(wù)公司增加了新設(shè)施來滿足需求，而且越來越多的 3D打印公司進入市場，其中許多由企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)，他們將對 3D 打印的興趣從業(yè)余愛好轉(zhuǎn)變?yōu)槔�用他們的專業(yè)知識開展業(yè)務(wù)。AAI 和 Jawstec 都是 Craftcloud 合作伙伴網(wǎng)絡(luò)中的制造商，這有助于各自實現(xiàn)銷售額增長。

“對于像我這樣的小公司來說，我們面臨的問題是管理成本，因此 Craftcloud 接管了報價流程、訂單管理、發(fā)票和大部分客戶服務(wù)，”Volk 說。AAI 已成為Craftcloud 平臺上評價最高的公司之一，獲得了 5 星中的 4.89 星�！八鼘ξ覀兊臉I(yè)務(wù)發(fā)展確實起到了重要作用�！�

到 2024 年 6 月，Craftcloud 的打印量將超過 100 萬個 3D 打印部件，Kring 表示，申請加入其合作伙伴網(wǎng)絡(luò)的公司數(shù)量比以往任何時候都多。

“越來越多行業(yè)的公司開始采用增材制造進行原型設(shè)計和最終生產(chǎn)，尤其是隨著材料選擇的不斷擴大和機器變得更加可靠，”Kring 說道，“Craftcloud 完全有能力擴展我們的產(chǎn)品以滿足這一需求�！�