金属3D打印产业进入快速发展期

金属3D打印技术以金属粉末或丝材为原材料，是整个3D打印体系中最为前沿和最有潜力的技术之一，是世界先进制造技术的重要发展方向，汽车、飞机和发动机制造等高度依赖该技术来开发轻量化部件。

一、金属3D打印产业市场规模持续快速增长

近十年来，金属3D打印产业场规模持续快速增长。美国专注3D打印技术咨询服务公司沃勒斯（Wohlers Associates）21年来一直在跟踪金属3D打印机这一细分市场。2012-2021年全球金属3D打印机销量的复合年均增长率高达31.6%。在2021年销售大约2397台金属3D打印机，与2020年（2165台）相比，增长10.7%。此外，金属3D打印机的平均销售价格逐年增长，2019年为每台46.8万美元、2020年为每台50.2万美元、2021年为每台51.5万美元。据沃勒斯（Wohlers Associates）2024年4月2日发布的《Wohlers Report 2024》报告数据，2023年全球金属3D打印机的销量为3793台，比2022年（3049台）增长24.4%（图1）。

图1  2002－2023年全球金属3D打印机销量 （单位：台）

资料来源：Wohlers Report 2024.

另据英国专注全球3D打印行业研究公司VoxelMatters 2023年11月发布的《Metal AM》报告数据，2022年全球金属3D打印市场规模约为28.61亿美元（其中，硬件、材料和服务的市场规模分别为14.76亿美元、3.98亿美元和9.87亿美元），同比增长26%（图2）；预计到2032年全球金属3D打印市场规模将达到400亿美元以上，2022-2032年全球金属3D打印市场规模的复合年均增长率将高达30.3%（图3）。

图2  2021－2022年全球金属3D打印细分市场规模（单位：百万美元）

资料来源：VoxelMatters.

图3  2022－2032年全球金属3D打印细分市场规模预测值（单位：百万美元）

资料来源：VoxelMatters.

二、金属3D打印企业竞争格局分析

1、硬件

金属3D打印硬件的领先制造商在金属3D打印市场的建立中发挥了重要作用，并且在很大程度上仍在继续推动其增长。德国EOS、SLM Solutions，美国GE Additive、3D Systems和英国雷尼绍（Renishaw）等传统行业领导者活跃在金属粉末床熔融领域，该领域由德国公司主导。然而，他们现在面临着新一代企业的竞争。美国Velo3D、法国AddUp等新进入者以及铂力特、汉邦科技、易加三维和华曙高科等中国公司正在扩大市场份额。

2、材料

材料制造商一直在开发和优化用于3D打印的金属合金，同时还构建3D打印兼容金属粉末雾化的基础设施。大约20家公司在该领域确立重要的领导地位。其中包括美国卡彭特科技（Carpenter Technologies）、英国吉凯恩（GKN）、瑞士欧瑞康（Oerlikon）、瑞典山特维克（Sandvik）、德国林德（Linde）等大型国际公司。然而，许多大型材料集团（例如安赛乐米塔尔）已将3D打印视为一个有前景的增长领域，并正在进入市场，从而导致可用材料的快速扩张。

3、服务

金属3D打印服务提供商为需要3D打印零件但不想预先投入大量资金和资源来建立自己的3D打印生产能力的公司提供服务。国际领先的3D打印服务提供商包括美国Protolabs、德国Toolcraft、德国FIT、比利时Materialise、意大利BEAMIT、法国Poly-Shape（现为AddUp的一部分）、英国西门子材料解决方案公司以及美国Sintavia、Morf3D等公司。多家中国公司（主要在国内市场运营）现在也提供先进的金属3D打印能力，有的拥有超过100台可投入生产的机器。此外，在金属3D打印工业化方面进行大量投资的著名金属3D打印采用者包括航空航天、汽车、医疗、海事和能源领域的主要一级和二级供应商。空客、波音、宝马、戴姆勒奔驰、大众、史赛克、捷迈邦美（Zimmer Biomet）、蒂森克虏伯和威尔森等公司都在这些领域开展业务。

三、十大金属3D打印商排名分析

英国VoxelMatters公司2023年11月发布的《Metal AM》报告，将涉及硬件、材料和服务的收入合并起来，评选出十家领先金属3D打印商，这十家企业分别是EOS、SLM Solutions、3D Systems、Desktop Metal、GE Additive、BLT、Velo3D、DMG Mori、TRUMPF和HBD（图4）。

图4  2022年全球收入排名前十的金属3D打印商

资料来源：VoxelMatters.

1、EOS、SLM Solutions和3D Systems排名前3位

德国EOS公司是全球最大的3D打印公司之一，是金属激光烧结3D打印L-PBF硬件和粉末材料的重要供应商。EOS一直是并继续保持金属3D打印市场的领导者。据VoxelMatters的估算，2022年EOS的金属3D打印相关业务为公司带来约1.5亿美元的收入。EOS既是一个保守又高度创新的玩家。其机器被AMCM（EOS旗下子公司）用于提供在航空航天工业中广泛采用的定制产品，同时其“标准”M 400和M 300系统是少数被认为足够可靠以构建大规模3D打印工厂的系统。EOS的M 290系统是行业的主力，也是目前全球最畅销的金属3D打印系统。该公司还继续在新材料上进行创新，如铜和最近发布的Al5X1铝合金，以及算法驱动的无支撑打印和工作流程自动化。

在金属激光烧结3D打印L-PBF硬件和粉末材料这一领域，另外两家主要竞争对手分别是德国SLM Solutions和美国3D Systems，它们在行业中同样处于领先地位。SLM Solutions（已被尼康收购）2022年的营收达到了1.14亿美元。该公司于近期刚刚完成其第900台设备的交付，客户为赛峰集团，交付的设备为其重要产品——12激光NXG XII 600金属3D打印机。3D Systems虽然已将其工业零件制造业务出售，但该公司还可以依靠大约十年前收购的Layerwise（位于比利时的医疗保健（植入物）金属3D打印服务业务）获得持续的收入。3D Systems的金属3D打印机主要销往牙科领域。除了金属硬件业务，3D Systems还通过向部分客户销售金属3D打印材料和提供用于医疗植入物制造的金属3D打印服务来创收。迄今为止，3D Systems已生产超过200万个医疗设备，交付超过15万个患者特定的案例和设备。

2、Desktop Metal、GE Additive和铂力特排名第4-6位

按收入计算，第四大公司是美国Desktop Metal。尽管该公司自上市以来一直在苦苦挣扎，但其业务基础很坚实，因为它结合了硬件业务产生的收入，包括各种金属粘结剂喷射技术（其中一些是从收购ExOne继承的）以及专有的挤出金属3D打印解决方案。Desktop Metal的收入还来自ExOne服务中心提供的服务以及来自Aidro等旗下公司的收益。

按总收入排名第五的公司是美国GE Additive。VoxelMatters表示它是唯一一家提供三种不同技术的公司：激光粉末床熔融（L-PBF）（通过收购 Concept Laser）、电子束粉末床熔融（EB-PBF）（通过收购 Arcam）以及通过内部开发的金属粘结剂喷射技术。GE还通过旗下的AP&C公司提供金属3D打印粉末。迄今为止，GE的3D打印业务取得好坏参半的结果。该公司斥巨资14亿美元收购Concept Laser和Arcam，但在拓展这些技术的市场时遇到许多困难，尤其是Concept Laser的L-PBF技术。目前，该公司的粘结剂喷射技术已经研发多年，但迄今为止在全球范围内安装的系统数量屈指可数。整个GE集团也经历一些充满挑战的时期，但现在又恢复上升势头，3D打印活动可能会从中受益。

排名第六的公司是西安铂力特增材技术股份有限公司（BLT），这是中国最大的3D打印公司，也是唯一一家提供金属3D打印硬件（L-PBF）、金属3D打印粉末和金属3D打印服务的大型中国公司。2023年1月至6月期间，BLT的收入构成如下：航空航天和航空占52.29%，工业机械占39.76%，研究机构占6.16%，医疗研究占1.78%，其他行业占0.02%。截至2023年8月29日，BLT的市场价值为25.1亿美元。

3、Velo3D、DMG Mori、TRUMPF和汉邦科技排名第7-10位

排名第七位的是美国Velo3D，这家公司最近才进入市场，但已经在金属3D打印市场取得前十名的地位。它完全通过销售Sapphire L-PBF硬件解决方案来实现这一目标。Velo3D采取的措施是对第三方材料进行资格认证并建立合同制造商网络以在世界各地提供生产服务。因此，该公司并不从材料和服务中产生收入，但通过其坚实的硬件解决方案业务仍然跻身前十名公司之列。

排名第八和第九位的是两家非常相似的德国公司--DMG Mori（德马吉森精机）和TRUMPF（通快），他们均是传统制造解决方案开发商，属于跨界3D打印领域，这两家公司都提供L-PBF和激光定向能量沉积（L-DED）技术。两家公司均来自机床行业，资助开发了DED技术，均通过收购或联合开发获得L-PBF技术。

作为机床行业的领导者，DMG Mori不需要将媒体关注点放在其3D打印业务上。该公司能够利用其成熟的全球客户网络，向其营销其DED和SLM技术。自2017年推出LASERTEC DED和混合DED系统并收购Realizer的SLM硬件业务以来，这导致DMG Mori的3D打印业务增长。作为3D打印过程的全套提供商，DMG MORI是唯一一个覆盖从设计到3D打印再到后期加工的整个流程链的制造商，其中包括具有粉末喷嘴的激光堆焊和粉床内的激光熔化技术，以及后期加工切割。

与DMG Mori一样，TRUMPF为其金属3D打印硬件业务提供DED和SLM技术（其称之为LMD和LMF）。收入类似：主要区别在于DMG Mori从其DED和混合DED系统中产生的收入更多，而TRUMPF则从LMF业务中产生的收入更多。TRUMPF的LMF金属3D打印机被认为是最可靠和重复性最好的高端生产零件和生产批次之一。该公司是最早支持铜粉床熔化的公司之一（通过使用绿色激光）。2021年，TRUMPF收购Sisma的3D打印业务（在与这家意大利公司合作开发其LMF能力的早期阶段）。最近，TRUMPF成为空中客车直升机的供应商，其系统被Beretta和Toolcraft等公司使用。整个集团也处于良好状态，在2022/23财年实现54亿欧元的收入，同比增长27%。

排名第十位的是广东汉邦激光科技有限公司（汉邦科技，HBD）。几年前，HBD在西方世界几乎没有人听说过，但该公司目前已经在中国国内市场发展成为一个强大的力量。2022年，HBD完成一轮价值6000万美元的A轮融资，用于在上海临港新区自由贸易区建立一个研发和生产中心。2023年9月，汉邦科技发布八激光金属3D打印装备HBD E1000。此外，汉邦科技产业园一期项目已经动工开建，占地27亩，该项目预期在2023年12月竣工，2024年6月前建成投产，投产当年可实现年产值3.26亿元以上。如今，HBD的3D打印系统已经安装在全球40多个国家和地区进行工业应用，已安装有500多台。其中包括用于牙科的HBD-150T、工业与模具的HBD-350T、HBD E500、HBD 1000和HBD 1200多激光和大尺寸机床，用于航空航天、汽车和能源领域。

主要参考资料：

1、Wohlers Associates. Wohlers Associates Shows Metal Additive Manufacturing Growth of 24.4% in New Report.

https://wohlersassociates.com/news/wohlers-report-2024-shows-metal-am-growth-in-new-report/

 2、VoxelMatters. Metal AM[R].2023-11.

https://www.voxelmatters.com/wp-content/uploads/2023/11/VoxelMatters-VMFocus2023-eBook-Metal-AM.pdf