3D打印成美國(guó)制造業(yè)的亮點(diǎn)

南極熊導(dǎo)讀：在美國(guó)，3D打印定制零件的價(jià)格是中國(guó)的7倍以上，例如中國(guó)用樹(shù)脂材料3D打印1克零件價(jià)格為1元人民幣，在美國(guó)則需要1美元以上甚至更多。如果是其它工藝，例如CNC，美國(guó)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(guó)，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(guó)制造業(yè)的亮點(diǎn)》。

盡管美國(guó)制造業(yè)整體表現(xiàn)在 2023 年以不佳的成績(jī)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(gè)分支——增材制造（或稱 3D 打�。�——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(chǎng)觀察機(jī)構(gòu)的報(bào)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(zhǎng)了 20%，到2024 年將增長(zhǎng) 22.7%，達(dá)到 75 億美元。Infinity Business Insights 表示，全球 3D 打印服務(wù)機(jī)構(gòu)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將在 2024-2030 年間以 22.3% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率蓬勃發(fā)展。

△3D打印技術(shù)員在愛(ài)達(dá)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(zhǎng)也反映在單個(gè)公司層面，其中美國(guó)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(bào)告稱2023 年收入同比增長(zhǎng) 22%。行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 Protolabs 也提供傳統(tǒng)制造和 3D 打印服務(wù)，報(bào)告稱 2022 年收入增長(zhǎng)了 3.2%。

Xometry 和 Protolabs并未單獨(dú)報(bào)告注塑或 CNC 加工工作之外的 3D打印收入，但 Protolabs 最近對(duì) 700 多名最終用戶進(jìn)行了調(diào)查，以了解 3D 打印的使用情況。報(bào)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(gè) 3D 打印服務(wù)市場(chǎng)，客戶可以上傳他們的數(shù)字零件文件并從 150 多個(gè) 3D打印服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行選擇，該公司報(bào)告稱 2023 年的收入增長(zhǎng)了 31%，這是迄今為止最好的一年。

推動(dòng)3D打印外包業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的因素

Craftcloud 首席產(chǎn)品官M(fèi)ikkel 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(chǎng)，而且在試樣制造和中等批量最終用途部件方面也越來(lái)越受歡迎�！�

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

Craftcloud 自 2016 年成立以來(lái)，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(shí)候都多。Kring說(shuō)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(zhǎng)絲，以及用于打印金屬部件的金屬激光粉末床熔合 (LPBF)。Kring 說(shuō)：“我們看到客戶通過(guò)一次性部件和原型了解了 3D 打印，但后來(lái)意識(shí)到他們實(shí)際上可以將這項(xiàng)技術(shù)用于更大的訂單和最終用途部件。Craftcloud增長(zhǎng)的另一個(gè)部分肯定是金屬。”

將 3D打印外包給專業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)的增長(zhǎng)，反映了工業(yè)3D打印機(jī)銷量的下降，因?yàn)楫?dāng)前經(jīng)濟(jì)低迷時(shí)期，企業(yè)推遲了資本支出。

人們對(duì)增材制造接受度不斷提高

北卡羅來(lái)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(lái)看，我們發(fā)現(xiàn)增材制造的零件數(shù)量和進(jìn)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(shí)，他開(kāi)始注意到企業(yè)對(duì)塑料 3D 打印的采用水平正在激增。Volk 說(shuō)：“塑料 3D 打印已經(jīng)存在大約 35 年了，這種成熟度推動(dòng)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(fèi)者，但專業(yè)客戶群體正在增長(zhǎng)。AAI 3D 每月打印約 1,200 個(gè)零件，涉及數(shù)百個(gè)零件的訂單數(shù)量正在不斷增加。Volk 說(shuō)道：“我們擁有大量客戶，他們帶著自己設(shè)計(jì)的原型來(lái)找我們。他們是制造設(shè)備并試圖推向市場(chǎng)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(jiǎng)而榮獲納斯卡杯系列錦標(biāo)賽。這款精細(xì)復(fù)制車的零部件由Advanced Additive Innovations 進(jìn)行 3D 打印，然后進(jìn)行金屬鍍層。

3D 打印服務(wù)機(jī)構(gòu)市場(chǎng)由眾多公司組成，包括大型跨國(guó)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(ài)達(dá)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(ài)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(gòu)原型，然后返回進(jìn)行最終產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。”例如，一位客戶來(lái)到 JawsTec，提出了一個(gè)想法，即制造定制的理發(fā)器護(hù)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(lái)成為一家制造客戶，可以一次 3D 打印出數(shù)十種獨(dú)特的設(shè)計(jì)。

克拉森說(shuō)：“這些工業(yè)機(jī)器的品質(zhì)絕對(duì)讓很多人大開(kāi)眼界。他們不知道 3D 打印真的可以為消費(fèi)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(zhǎng)部分歸功于制造終端用途生產(chǎn)部件的能力增強(qiáng)�！拔覀凖嫶蟮目蛻羧阂呀�(jīng)習(xí)慣于依靠我們進(jìn)行原型設(shè)計(jì)，而現(xiàn)在我們可以為他們提供產(chǎn)品整個(gè)生命周期的服務(wù)，從生產(chǎn)到報(bào)廢，”他說(shuō)。

由于 JawsTec 沒(méi)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�？死�森說(shuō)：“成為一家年輕公司成長(zhǎng)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(gè)優(yōu)勢(shì)是擁有不斷創(chuàng)新的機(jī)會(huì)�！坝行┕�司每次接到訂單都會(huì)改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而傳統(tǒng)制造無(wú)法做到這一點(diǎn)，”克拉森說(shuō)�！斑@種靈活性使公司在市場(chǎng)上更加敏捷和具有競(jìng)爭(zhēng)力�！�

JawsTec 的一位客戶為一家跑車制造商 3D 打印進(jìn)氣口，后來(lái)放棄了注塑成型，因?yàn)?3D 打印使其能夠領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手�！懊總�(gè)訂單都在變化，他們總是在改進(jìn)和修改，在不同的地方打孔，并使用不同的公差要求�？吹剿麄兌嗄陙�(lái)如何開(kāi)發(fā)他們的產(chǎn)品真的很有趣�！�

△3D 打印定制雪地摩托進(jìn)氣口。

JawsTec 每月 3D打印近 40,000 個(gè)部件，其中最近增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域來(lái)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(gè)人的 3D掃描進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)的。醫(yī)生和醫(yī)療公司每天向 JawsTec 發(fā)送的訂單最多可達(dá) 40 份。

克拉森說(shuō)：“大規(guī)模定制無(wú)法通過(guò)其他任何方式高效完成，而這將成為未來(lái)幾年對(duì)我們來(lái)說(shuō)最重要的事情。對(duì)于某些產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，追逐注塑市場(chǎng)或 CMC 市場(chǎng)是沒(méi)有意義的。他們確實(shí)開(kāi)發(fā)了該工藝來(lái)降低材料成本。我們需要專注于我們最擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，也就是定制方面�！�

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

克拉森說(shuō)：“如果我們能夠?qū)⒏�多的制造業(yè)轉(zhuǎn)向增材制造，那么來(lái)自海外供應(yīng)商的競(jìng)爭(zhēng)就會(huì)減少，制造業(yè)將更加本地化，同時(shí)也能維持國(guó)內(nèi)制造業(yè)。”

不斷發(fā)展的美國(guó)3D服務(wù)

在過(guò)去的幾個(gè)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(lái)滿足需求，而且越來(lái)越多的 3D打印公司進(jìn)入市場(chǎng)，其中許多由企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)，他們將對(duì) 3D 打印的興趣從業(yè)余愛(ài)好轉(zhuǎn)變?yōu)槔�用他們的專業(yè)知識(shí)開(kāi)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(shí)現(xiàn)銷售額增長(zhǎng)。

“對(duì)于像我這樣的小公司來(lái)說(shuō)，我們面臨的問(wèn)題是管理成本，因此 Craftcloud 接管了報(bào)價(jià)流程、訂單管理、發(fā)票和大部分客戶服務(wù)，”Volk 說(shuō)。AAI 已成為Craftcloud 平臺(tái)上評(píng)價(jià)最高的公司之一，獲得了 5 星中的 4.89 星。“它對(duì)我們的業(yè)務(wù)發(fā)展確實(shí)起到了重要作用。”

到 2024 年 6 月，Craftcloud 的打印量將超過(guò) 100 萬(wàn)個(gè) 3D 打印部件，Kring 表示，申請(qǐng)加入其合作伙伴網(wǎng)絡(luò)的公司數(shù)量比以往任何時(shí)候都多。

“越來(lái)越多行業(yè)的公司開(kāi)始采用增材制造進(jìn)行原型設(shè)計(jì)和最終生產(chǎn)，尤其是隨著材料選擇的不斷擴(kuò)大和機(jī)器變得更加可靠，”Kring 說(shuō)道，“Craftcloud 完全有能力擴(kuò)展我們的產(chǎn)品以滿足這一需求�！�