3D打印成美国制造业的亮点

南极熊导读：在美国，3D打印定制零件的价格是中国的7倍以上，例如中国用树脂材料3D打印1克零件价格为1元人民币，在美国则需要1美元以上甚至更多。如果是其它工艺，例如CNC，美国可能成本更高。中美之间的制造业成本差距巨大。

所以，3D打印在美国，可能已经是产品定制成本最低的一种方式了。因而需求量大。

2024年6月，南极熊注意到Forbes上有一篇Carolyn Schwaar写的文章，很有意思，题为《3D打印成美国制造业的亮点》。

尽管美国制造业整体表现在 2023 年以不佳的成绩收官，并且今年迄今为止一直保持这种状态，但制造业的一个分支——增材制造（或称 3D 打印）——仍然创下了 2023 年的历史新高。

根据The Business Research Company、Persistence Market Research等市场观察机构的报告数据，增材制造服务行业（或 3D 打印合同制造商）在 2023 年增长了 20%，到2024 年将增长 22.7%，达到 75 亿美元。Infinity Business Insights 表示，全球 3D 打印服务机构市场预计将在 2024-2030 年间以 22.3% 的复合年增长率蓬勃发展。

△3D打印技术员在爱达荷州American Falls的3D打印服务公司JawsTec监控零件制造。JawsTec

这种增长也反映在单个公司层面，其中美国最大的增材制造服务公司之一 Xometry 提供传统制造和 3D 打印服务，报告称2023 年收入同比增长 22%。行业竞争对手 Protolabs 也提供传统制造和 3D 打印服务，报告称 2022 年收入增长了 3.2%。

Xometry 和 Protolabs并未单独报告注塑或 CNC 加工工作之外的 3D打印收入，但 Protolabs 最近对 700 多名最终用户进行了调查，以了解 3D 打印的使用情况。报告显示，70% 的商业客户在 2023 年打印的零件比前一年多，并且最终用途零件的 3D打印使用量有所增加。

Craftcloud是一个 3D 打印服务市场，客户可以上传他们的数字零件文件并从 150 多个 3D打印服务提供商的网络中进行选择，该公司报告称 2023 年的收入增长了 31%，这是迄今为止最好的一年。

推动3D打印外包业务增长的因素

Craftcloud 首席产品官Mikkel Kring 表示：“由于 3D 打印用途广泛，涵盖塑料和金属，它不仅垄断了原型市场，而且在试样制造和中等批量最终用途部件方面也越来越受欢迎。”

△Craftcloud3D 打印市场首席产品官 Mikkel Kring

Craftcloud 自 2016 年成立以来，随着 3D 打印在专业和工业领域的应用而不断发展，如今服务的企业比以往任何时候都多。Kring说道：“我们已经看到增材制造在众多行业中得到广泛应用，尤其是汽车、医疗保健和小型制造业。”

该公司的供应商网络提供 120 多种材料，并使用六种 3D 打印技术生产零件，包括熔融沉积成型 (FDM)，它使用非常适合快速原型的塑料长丝，以及用于打印金属部件的金属激光粉末床熔合 (LPBF)。Kring 说：“我们看到客户通过一次性部件和原型了解了 3D 打印，但后来意识到他们实际上可以将这项技术用于更大的订单和最终用途部件。Craftcloud增长的另一个部分肯定是金属。”

将 3D打印外包给专业服务机构的增长，反映了工业3D打印机销量的下降，因为当前经济低迷时期，企业推迟了资本支出。

人们对增材制造接受度不断提高

北卡罗来纳州 3D 打印服务公司AdvancedAdditive Innovations (AAI)的老板兼总裁斯科特·沃尔克 (Scott Volk) 表示：“逐年来看，我们发现增材制造的零件数量和进军该行业的公司数量明显增加，且应用率也出乎我的意料。”

在决定于 2022 年推出 AAI 之前，Volk 已经在增材制造行业工作了 30 多年。当时，他开始注意到企业对塑料 3D 打印的采用水平正在激增。Volk 说：“塑料 3D 打印已经存在大约 35 年了，这种成熟度推动了我们今天所看到的采用和商业用途。”

AAI 的客户群中约有 75% 是消费者，但专业客户群体正在增长。AAI 3D 每月打印约 1,200 个零件，涉及数百个零件的订单数量正在不断增加。Volk 说道：“我们拥有大量客户，他们带着自己设计的原型来找我们。他们是制造设备并试图推向市场的企业家。”

△纳斯卡车手瑞安·布莱尼（右）因赢得 2023 年固特异金车奖而荣获纳斯卡杯系列锦标赛。这款精细复制车的零部件由Advanced Additive Innovations 进行 3D 打印，然后进行金属镀层。

3D 打印服务机构市场由众多公司组成，包括大型跨国企业（其中许多还提供传统制造服务，例如注塑和 CNC 加工）和专注于特定行业或技术的小型专业公司。

总部位于爱达荷州的 3D 打印服务公司JawsTec的首席执行官兼联合创始人克拉森（Oscar Klassen）表示，客户群也已从 2018 年的以业余爱好者为主转变为如今近 90% 的商业客户，尤其是众多企业。

“公司订购原型，然后返回进行最终产品的批量生产。”例如，一位客户来到 JawsTec，提出了一个想法，即制造定制的理发器护罩，用于制作特定的发型，并为特定的理发师量身定制。这家公司最初是一家原型客户，后来成为一家制造客户，可以一次 3D 打印出数十种独特的设计。

克拉森说：“这些工业机器的品质绝对让很多人大开眼界。他们不知道 3D 打印真的可以为消费者生产最终用途产品。”

Protolabs 首席执行官 RobBodor 将公司去年的增长部分归功于制造终端用途生产部件的能力增强。“我们庞大的客户群已经习惯于依靠我们进行原型设计，而现在我们可以为他们提供产品整个生命周期的服务，从生产到报废，”他说。

由于 JawsTec 没有最低订单数量或最低订单金额限制，因此初创公司几乎不需要任何投资就可以成为制造商，这与注塑等需要昂贵模具的生产方法不同。克拉森说：“成为一家年轻公司成长的一部分是非常令人兴奋和有趣的。”

每笔订单都不断迭代、不断创新

3D打印的另一个优势是拥有不断创新的机会。“有些公司每次接到订单都会改变产品设计，而传统制造无法做到这一点，”克拉森说。“这种灵活性使公司在市场上更加敏捷和具有竞争力。”

JawsTec 的一位客户为一家跑车制造商 3D 打印进气口，后来放弃了注塑成型，因为 3D 打印使其能够领先于竞争对手。“每个订单都在变化，他们总是在改进和修改，在不同的地方打孔，并使用不同的公差要求。看到他们多年来如何开发他们的产品真的很有趣。”

△3D 打印定制雪地摩托进气口。

JawsTec 每月 3D打印近 40,000 个部件，其中最近增长最快的领域来自医疗保健，包括患者专用的矫形鞋垫和支架。这些产品是根据个人的 3D扫描进行数字化设计的。医生和医疗公司每天向 JawsTec 发送的订单最多可达 40 份。

克拉森说：“大规模定制无法通过其他任何方式高效完成，而这将成为未来几年对我们来说最重要的事情。对于某些产品来说，追逐注塑市场或 CMC 市场是没有意义的。他们确实开发了该工艺来降低材料成本。我们需要专注于我们最擅长的领域，也就是定制方面。”

尽管美国公司仍然转向中国寻求低成本的传统制造，但克拉森表示，中国的增材制造价格与美国增材制造商可以提供的价格非常相似。

克拉森说：“如果我们能够将更多的制造业转向增材制造，那么来自海外供应商的竞争就会减少，制造业将更加本地化，同时也能维持国内制造业。”

不断发展的美国3D服务

在过去的几个月里，不仅 Protolabs Network 和 Materialise 等大型 3D 打印服务公司增加了新设施来满足需求，而且越来越多的 3D打印公司进入市场，其中许多由企业领导，他们将对 3D 打印的兴趣从业余爱好转变为利用他们的专业知识开展业务。AAI 和 Jawstec 都是 Craftcloud 合作伙伴网络中的制造商，这有助于各自实现销售额增长。

“对于像我这样的小公司来说，我们面临的问题是管理成本，因此 Craftcloud 接管了报价流程、订单管理、发票和大部分客户服务，”Volk 说。AAI 已成为Craftcloud 平台上评价最高的公司之一，获得了 5 星中的 4.89 星。“它对我们的业务发展确实起到了重要作用。”

到 2024 年 6 月，Craftcloud 的打印量将超过 100 万个 3D 打印部件，Kring 表示，申请加入其合作伙伴网络的公司数量比以往任何时候都多。

“越来越多行业的公司开始采用增材制造进行原型设计和最终生产，尤其是随着材料选择的不断扩大和机器变得更加可靠，”Kring 说道，“Craftcloud 完全有能力扩展我们的产品以满足这一需求。”