《2025年将3D打印200亿个金属件 SmarTech对金属和医疗/牙科3D打印的行业预测》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-02-19
  • 2020年2月17日,南极熊从外媒获悉,2020年增材制造策略(AMS)会议于上周在波士顿举行,此次峰会的重点是医疗、牙科和金属3D打印业务。

    在本次峰会上,SmarTech Analysis研究副总裁Scott Dunham 介绍了他们在金属增材制造领域的研究报告。据悉,这些报告是使用10-12个连续季度的数据编制的。南极熊翻译了本文,由于部分文字内容与PPT不太对应,请直接看PPT报告内容。

    Dunham指出,金属增材制造的普及和采用率已经改变,我们正在“深入研究特定的解决方案和挑战。”他说:“金属增材制造现在处在一个陌生的地方。从2016年到2018年,有很多炒作、大量投资、增长和关注,增长激进而且加速。尽管可以用这项技术来彻底改变一些工艺,但很多人对于增长的看法非常不一样。”

    他探讨了一些金属增材制造市场所面临的挑战、金属增材制造硬件和金属粉末的销售之间存在巨大差异,Dunham说,人们对金属3D打印机的看法与机床系统大不相同。“目前,机器的使用方式与其他流行的制造工具不同,因此人们仍将其视为比较长远的事情,仍然需要大量开发完善,并且不一定都是用于批量生产的正确工具”他解释说。

    在2014年至2016年期间,金属3D打印设备的平均销售额略低于所有3D打印机总销售额的30%,随后攀升至接近平均水平,但现在又有所下降。根据SmarTech的报告,非金属3D打印机仍然是硬件销售额的主要来源,但是我们应该看到2020年中期金属设备和非金属设备销售各占50%的比例,甚至金属的会更多。

    SmarTech的理论认为,这种重大变化是由于当前的两层市场情景所致。先进的市场侧重于产业应用和大批量生产;而传统市场则可能类似于工厂车间,例如注塑成型和工具镶件、夹具和固定装置、原型或限量的医疗和牙科模型、以及一次性的高容量组件。这些市场都很重要,但是每个市场都十分不一样。

    先进的应用市场很快将增长,售出的增材制造硬件价值将超过40亿美元。Dunham解释说:“我们认为金属设备的增长要超过聚合物设备,这就是为什么人们如此关注金属3D打印的原因。”

    那么,金属增材制造市场的增长原因是什么呢?Dunham表示,硬件销售是“行业发展脉搏的良好指标”,金属3D打印的“边界”正在扩张,就像最近几年出现的一些新公司一样, 以及首次采用3D打印技术的传统制造公司。Desktop Metal,HP,Markforged,Trumpf和VELO3D等较新的公司,是整个3D打印行业的“挑战者”。

    接下来,他谈到了金属3D打印服务。Dunham说:“金属3D打印服务,是一个很大的机会,但没有我们认为的那么大,也没有聚合物服务市场那么大。但是,金属增材制造在医疗保健行业中的应用非常重要,并将持续增长。

    Dunham 展示了有关粉末床融合技术的幻灯片,并指出牙科行业在采用增材制造已经非常成熟。

    粘合剂喷射工艺目前通常用于加工工具,SmarTech预测,在原型设计和最终用途组件中的应用将会增加。基于粉末的DED 3D打印目前除了原型之外,还“严重偏向”最终用途组件,并且有着很好的未来愿景。

    谈到3D打印生产金属零件的市场价值时,Dunham表示,这个数字“很难分配”,但是最终可能在50亿美元左右。 他说:“到2025年,我们预计所有金属3D打印零件将超过200亿个。就金属增材制造的应用而言,医疗保健行业领先,其中牙冠和牙桥结构以及髋关节植入物组件位居榜首。其他的包括修复高价值的涡轮叶片和飞机零件、油气和能源领域的阀门和泵以及中型工业组件。

    Dunham总结说,金属增材制造正在不断发挥价值,但设备成本和打印成本都很高,需要结合其他工艺一起才可以发挥更大潜力。

    随后,Dunham又发布了SmarTech医疗3D打印预测,命名为“Healthcare – the Backbone of Additive Manufacturing.”。他说:“在医疗保健领域,增材制造的应用非常多元化。”

    他指出,AMS 2020有一个主题是研究商业案例,这就是为什么它如此专注于牙科和整形外科3D打印应用的原因。

    不包括软件在内,增材制造市场的医疗保健部分(包括医疗和牙科应用)将超过30亿美元,占据非常重要的市场地位。医疗保健“至少在未来几年内甚至数十年内,都将是3D打印应用的重要领域。”

    与其他行业相比,牙科“在采用增材制造方面总体来说已经相当成熟”。如果您正在寻找医疗保健中使用的金属增材制造,骨科领域植入物也开始增多。

    Dunham说:“为这些植入物收集临床证据,时间越长结果越好。”他指出,这将有助于医疗领域对金属3D打印有信心。

    到目前为止,非金属3D打印植入物的推动力还没有很大,但是SmarTech认为,这种情况将会出现,例如陶瓷等材料,尤其是颅颌面(CMF)植入物。

    金属矫形3D打印植入物有很多商业用例,尽管髋关节仍处于领先地位,但现在制造的3D打印植入物中约有三分之一是脊柱。2025年的预测显示出更多的应用多样化,髋关节植入物不会再是最主要的应用。

    Dunham说:“我们预计牙科诊所将有很好的前景”。

    Dunham整理了一张幻灯片,显示了2018年的数据,并预测了到2027年的数据,牙科应用材料和硬件的销售。

相关报告
  • 《MIM金属3D打印:工业级小型金属3D打印机》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-06-12
    • 金属注射成型(metal Injection Molding,MIM)是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺,是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。基本工艺过程是:将各种微细金属粉末(一般小于20μm)按一定的比例与预设粘结剂,制成具有流变特性的喂料,通过注射机注入模具型腔成型出零件毛坯,毛坯件经过脱除粘结剂和高温烧结后,即可得到各种金属零部件。 MIM工艺主要技术特点: 1、适合各种粉末材料的成形,产品应用十分广泛; 2、原材料利用率高,生产自动化程度高,适合连续大批量生产。 3、能直接成形几何形状复杂的小型零件(0.03g~200g); 4、零件尺寸精度高(±0.1%~±0.5%),表面光洁度好(粗糙度1~5μm); 5、产品相对密度高(95~100%),组织均匀,性能优异; 用3D打印的方式,如何实现金属MIM的工艺? 金属MIM 3D FFF打印则是将金属材料与粘结剂预先制成丝材(Filament),通过3D打印机直接打印成型为毛胚,再经过脱脂和烧结就可以等到金属产品。3D打印MIM技术结合了设计的灵活性和精密金属的高强度和整体性,是实现极度复杂几何部件的低成本解决方案,特别适合小批量的金属产品制造。 如果您在从事3D打印领域的工作,就会发现比起任何其他材料类,投资者更注重金属打印处理系统。然而,毋庸置疑的是,在全球材料市场上,聚合物(热塑性塑料和光聚合物)仍占3D打印领域材料销售市场的三分之二以上。与之呈现的问题是,“是什么推动了金属的激增?” 也许金属可能确实是推动工程系统投资的一种材料类别。例如飞机,石油和天然气,航空航天和汽车行业领域;也可能是被金属零件可以作为功能零件而不是用于原型制作的样品这一事实而吸引产生的兴趣。 但是,无论推动金属这一材料的因素是什么,就实际而言,3D打印金属这个过程是非常昂贵的。 3D打印加工所需的金属粉末价格很高,且因为激光加工是一种高能耗的过程,加工废料可占原料的80%,导致了在处理材料时会有健康安全和环境方面的问题。 Apium作为这个行业的领先者,它所研发的P220打印机能够处理工业应用中使用的高性能聚合物,旨在提供熔丝制造(FFF)3D打印技术和高性能聚合物的创新型工业解决方案。而在能够打印金属材料的同时,Apium3D打印机还能够打印PEEK材料及各种其他高性能材料。 熔丝制造(FFF)是替代粉末的一种低成本解决方案。 FFF 3D打印技术的关键优势之一是能够仅消耗制造/构建的零件所需的材料量。此外,用于FFF 3D打印的材料(通常为热塑性聚合物)比用于其他3D打印技术的材料都要便宜。 关键性能及特性 √ 低投入、高品质的金属3D打印解决方案 √ 完整的工艺(3D打印和烧结)解决方案 √ 金属塑料混合线材,金属含量 >80 wt% √ ApiumP220 的Customized 参数系统完美匹配线材 √ 来自于BASF的金属注射成型和材料工艺,相比SLM金属成型更优的技术成本优势 金属3D打印技术的应用领域 √ 高耐腐蚀性和韧性的非磁性金属零件 √ 食品和化学工业零部件 √ 医疗器械、手术工具 √ 轻量化空心件和填充件 √ 模具和模具嵌件表层冷却部分 √ 可小批量生产的零件、工具 Apium作为这个行业的领先者,它所研发的P220打印机能够处理工业应用中使用的高性能聚合物,旨在提供熔丝制造(FFF)3D打印技术和高性能聚合物的创新型工业解决方案。 目前市场上,Apium P220打印机的优势是非常明显的: 1、Apium P/M系列打印机是Made in Germany(Heidelberg), 性价比最优的工业级桌面打印机,不仅能以最优成本小批量3D成型金属件,还可用于金属及其他复合材料的开发。 2、ApiumP220还可高质量打印PEEK、PVDF,CFR-PEEK,POM-C及各种其他高性能材料。
  • 《2018年全球3D打印支出将达120亿美元》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-01-12
    • 知名市场研究公司IDC刚刚发布了一份最新的3D打印报告 — 《全球半年3D打印支出指导》。下面是它的主要内容: · 2018年,全球在3D打印方面的支出(包括硬件、材料、软件和服务)将达到近120亿美元,较2017年增长19.9%。而到了2021年,这个数字会进一步增长至200亿美元。这5年间的复合年增长率(CAGR)为20.5%。 · 在总体支出中,3D打印机和材料将占到2/3的比例,到2021年分别达到69亿美元和67亿美元。打印服务支出占比略低,到2021年将达到55亿美元,并由按需和系统集成两类组成。 · 软件的购买速度将小于整体的市场增速,年复合增长率为18.6%。 · 分布式制造将成为整个3D打印的主导行业,占据2017-2021年支出的50%以上;医疗保健将成为第二大行业,2018年总支出近13亿美元;教育(9.74亿美元)和消费(8.31亿美元)其次。 · 到2021年,专业服务和零售将在消费市场中取得领。资源和医疗将成为在3D打印方面支出增加最快的行业,CAGR依次是38.4%和35.4%。 “3D打印的应用范围已经远远超出原型设计,深入了更多行业。随着该技术跻身主流,新产品、牙科用品和医疗支持用品将在未来5年中继续保持显著增长,”IDC的分析研究经理Marianne D'Aquila表示,“另外,医疗保健行业在3D打印方面的支出份额有望在2021年增加一倍,因为它们已经体会到了定制医疗产品的好处。” · 3D打印将主要被用于制造原型、售后部件以及新产品的部件。作为离散制造业的主要使用案例,2018年这三方面的开始将占到全球总开支的44%。 · 由于医疗健康供应商的推动,到2021年,牙科用品和医疗支持用品将成为3D打印的第4和第5大应用。两部分中,支出增长最快的将是组织/器官/骨骼(56.6%复合年增长率)和牙科用品(36.9%复合年增长率)。 · 2018年,美国将成为在3D打印方面支出最多的地区(41亿美元),西欧其次(35亿美元)。这两个地区的支出将占据全球的2/3。中国则将成为第三大支出地区(15亿美元),紧接着是中东欧、中东和非洲以及其它亚太地区(不包括日本)。 · 未来5年,3D打印支出增长最快的地区将是拉美(27.2%CAGR)和中东欧(26.0%CAGR)。同时,9大地区中的6个的CAGR将超过20%。