对2025年3D打印的预测:金属3D打印

打印派   2024-12-30 09:44:17

金属3D打印在过去几十年中取得了显著增长。从骨科植入物到火箭推进,它已成为几个关键行业的基石技术。我们正在见证电子束技术的复兴,现在的机器配备了20个甚至更多的激光器。虽然一些公司蓬勃发展,其他公司却陷入困境。熔池仍然是一个谜,进展常常因烟雾和镜子而受阻。那么,领先专家对2025年将带来什么有何见解呢?

巴恩斯全球顾问公司的负责人约翰·巴恩斯阐述了行业焦点的转变,他说:“我们将看到越来越多的向服务转移;重点将更多地放在零件制造上,而对设备销售的关注将大大减少。优雅的打印机将让位于更实用、生产力更高、更适合其制造应用的机器。行业的潜在能力将有所提高,但我相信旧的单激光和双激光系统将在人们转向更快的多激光系统时,在研发中找到一席之地。与此同时,定向能量沉积(DED)将开始发挥其优势,现在它的小兄弟粉末床熔融(PBF)已经打开了如此多的大门,DED将开始制造更大的零件。国防将越来越多地转向增材制造,尽管速度较慢。记住,慢即是稳,稳即是快。随着需求的增长,材料销售将继续增长。最后,优秀的工程师将继续成为宝贵的资产,尤其是那些具有增材制造经验的人。”

对2025年3D打印的预测:金属3D打印

比利时植入物3D打印服务公司AMNovis的首席执行官鲁本·沃斯勒呼应了巴恩斯对行业创新和转型的观点,强调了面临的挑战和机遇:“到2025年,随着更多原始设备制造商,特别是来自中国的制造商以更低的价格进入市场,提供类似的机器,金属增材制造行业将面临加剧的竞争。这种日益增长的价格压力可能会推动创新,鼓励制造商开发更简单、成本效益更高的机器,而不是增加复杂性。我个人正在等待一家公司以Formlabs对聚合物打印所做的方式颠覆金属增材制造市场!与此同时,特别是在医疗器械打印等领域,产能过剩带来了风险,导致机器利用率低下和潜在的关闭。尽管金属增材制造合同制造的整体需求在各个行业中都在增长,但并非所有公司都能生存下来,因为供应过剩可能会迫使一些公司缩减运营。”

鲁本和约翰都强调了更简单、更便宜的机器的潜力。“金属领域的Formlabs”的出现可能引发一场真正的革命——不仅仅是服务于1000家工业企业,而是触及全球50万家生产单位和工厂。

多明集团首席执行官马库斯·庞特反思了该行业的策略转变,提出了一种以问题为导向的增材制造创新方法:“我认为明年,我们将看到从人们投资数十亿创造解决方案并希望找到问题的世界,转变为人们寻找问题并意识到3D打印可以是解决方案的世界。这将导致创建新的公司,专注于通过应用创造价值,可能会导致过程整合,我们看到长期稳定的过程胜出。”

没有迎合投资者的稳定、长期战略?算我一个。我坚信,以应用为重点的公司掌握着增材制造的未来。EOS全球增材思维的商业发展与学院总监法比安·阿勒费尔德在此基础上,重点介绍了过程稳定性:“到2025年,我们预计对回流和弹性制造的重视将继续增长,突出了增材制造在快速提高生产能力的同时降低风险和减少对全球物流的依赖的能力。此外,我们预见增材制造生产将转向更大规模和更大可靠性,公司将获得总拥有成本(TCO)指标,以确保关键制造环境的可扩展性。随着对这项工业技术的信心和需求的持续增长,利用增材制造的公司将在2025年及以后实现长期可持续性和经济可行性。”

稳扎稳打的方法似乎是时代的正确解决方案。在SLM解决方案公司,尼康公司企业副总裁兼尼康先进制造首席执行官哈米德·扎林加拉姆强调了在经济和地缘政治转变中增材制造的战略重要性:“特别是在美国,情绪似乎是增长。如果这种情绪持续,再加上通货膨胀——因此利率——得到控制(一个大如果),这将有利于主流客户的资本支出。能力和产能的战略投资通常将受到短期经济环境的保护,为此,特别是国防工业基础的战略投资将继续。贸易和全球地缘政治将继续是回流或回流产能的驱动力,尤其是在盟友之间。资本市场对整合的影响可能是混合的:要么加速所需的整合以确保弹性和投资创新的能力,要么推迟不可避免的。随着能够进行创新的人的持续创新以及速度和质量的持续改进,采用应该会继续,尽管比我们行业中的所有人都希望的要慢。鉴于增材制造的双重用途,我们应该预期对出口控制和供应链脆弱性的进一步限制。”

再次强调了稳定增长和持续质量改进。哈米德对投资动机及其在当前经济气候中的影响的区别特别有洞察力。这种动态可能会以不同的方式影响各个行业参与者。贸易、经济、国防和回流继续成为反复出现的主题。

诺丁汉大学增材制造教授兼合同研究公司Added Scientific的主任理查德·黑格说:“随着激光粉末床熔融供应商的过剩,一个主要挑战将是这个部门的竞争加剧,特别是来自东方的竞争,所以我担心许多公司的可行性,因为利润率将被挤压——尽管这种竞争增加也可能使公司将金属增材制造纳入业务更具成本效益,所以也有另一面。

在功能性方面,我最兴奋的是看到多材料LPBF的发展——例如,aerosint最近升级的三辊系统是对以前两辊设置的重大改进,后者对未使用的粉末(基本上必须报废)太浪费了。其他公司也在这一新兴领域取得进展。我不确定我们是否完全理解这些多材料系统将在哪里使用,但我确信商业用例将及时出现,尽管存在技术挑战!

我特别热衷的一种新兴技术,现在被称为“熔融金属喷射”,随着新系统的上市和行业及研究人员兴趣的增加,开始加快步伐。它还没有与LPBF竞争,但我认为它将找到自己的市场,并特别有潜力用于多材料。”

我对多材料金属植入物、太空推进和许多工业应用感到非常兴奋。我也是理查德及其同事使用aerosint头进行多金属和多材料工作的爱好者。Schaeffler特种机械多材料打印机是我在Formnext上最喜欢的东西。钛合金植入物(Ti64用于强度,CP用于生物相容性?)单独可能至少成为十亿美元的收入机会。鲁本的AMNovis是Schaeffler的第一个客户,我迫不及待地想看看他们将如何在骨科中部署多材料金属。我完全同意理查德,我不知道这将走向何方,但这非常令人兴奋。

另一件令人兴奋的事情是EBM。在JEOL,企业官员塩田庄司阐述了行业预期的技术演变:“我们相信,工业3D打印将继续成熟,并专注于医疗、航空航天、太空、能源和国防等核心部门的应用驱动使用。随着像JEOL这样的公司新一代机器的出现,我们预计电子束粉末床熔融(EB-PBF)将获得新的重视,这得益于在加工高熔点金属如钨方面的进展,以及对专业制造解决方案的需求增加。

EB-PBF的技术进步和成本降低为大规模生产和更广泛的应用铺平了道路。随着AM技术在制造中的更多使用,质量控制将变得更加重要。机器制造商需要找到检测和分析打印部件中缺陷的方法,并跟踪制造过程中使用的条件。这些是我们认为对AM技术未来至关重要的主题。钨长期以来一直是我们行业中相对被忽视的材料,除了在CT扫描准直器中的小众使用,以及偶尔的F1团队用于平衡汽车。然而,与钨相关的打印应用正在悄然兴起。尽管钨脆性且打印挑战,钨在核能、托卡马克、太空和导弹推进以及装甲中找到了新的角色,高端部件稳步出现。”

塩田强调EB-PBF技术在加工钨等具有挑战性材料方面的作用,使我们顺利地进入Freemelt首席科学家乌尔夫·阿克利德的思想。乌尔夫专注于增材制造领域内新兴的难熔金属领域:“我们最近看到对添加制造的难熔金属如钨和钼的兴趣日益增加,无论是短期还是长期,我们预计这个市场在2025年将进一步激增。有两个明显的原因。首先,正在进行的多国聚变能源倡议专注于解决全球未来的能源需求,尽可能减少碳足迹。在聚变反应堆中,将需要具有极端耐热性的材料,钨是这里明显的候选者。如果成功,这将是钨的高容量应用。第二个原因是日益增加的地缘政治紧张局势,集中在国防工业和军事应用上。由于其独特的材料属性,如高密度、高硬度、高热导率和高耐磨性,难熔金属和合金在这种情况下有多种用途。难熔金属对AM兴趣迅速增加的一个贡献因素是,这些材料使用传统方法制造复杂形状非常具有挑战性。增材制造,特别是使用PBF-EB的热处理,具有生产比以前更高质量的难熔金属的独特潜力。”

在工厂中引入难熔材料的增材制造可能会超过当前整个3D打印市场的规模。如果电子束技术能够满足这些部件的预期需求,它可能会推动显著的额外增长。总体而言,行业的一致性水平是惊人的。金属3D打印部门似乎正稳步走向缓慢采用,这是由质量的逐步改进驱动的——与过去的“打印所有东西”的口号形成鲜明对比。以现实主义为指导,这些更加克制的雄心最终可能成为现实。


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