2021年3D打印市場備受關(guān)注，在應(yīng)用繼續(xù)深化和取得重要成就的同時，也涌現(xiàn)出了一批新材料，用戶對3D打印的認(rèn)知更加深刻，正在更進(jìn)一步探索這項技術(shù)可能帶來的新增長點。國內(nèi)3D打印服務(wù)市場增長明顯，用戶相比以前更加關(guān)注國產(chǎn)設(shè)備，國內(nèi)增材制造商的營收水平再上一個臺階。

GE 3D打印燃油噴嘴制造數(shù)量突破10萬件

2021年8月，GE航空發(fā)布消息稱，其位于奧本的增材制造工廠已發(fā)貨第100000個3D打印的燃油噴嘴，這是該公司和3D打印行業(yè)的重要里程碑。奧本工廠于2015年開始生產(chǎn)3D打印的燃油噴嘴，是業(yè)內(nèi)第一個使用增材制造技術(shù)生產(chǎn)飛機(jī)發(fā)動機(jī)零件的大規(guī)模制造工廠。

這款知名的3D打印燃油噴嘴最初專為LEAP發(fā)動機(jī)開發(fā)和制造，根據(jù)發(fā)動機(jī)版本的不同，每臺發(fā)動機(jī)上安裝有18或19個燃油噴嘴。基于3D打印帶來的制造優(yōu)勢，新設(shè)計的燃油噴嘴將原來的20個部件變成了一個精密整體，并與其它組件通過釬焊連接，噴氣燃料通過噴嘴內(nèi)部的復(fù)雜流道實現(xiàn)自身冷卻。最終，新噴嘴重量比上一代減輕了25%，耐用度提高了5倍，成本效益上升了30%。

連續(xù)纖維+熱塑性塑料，空客正在開發(fā)代替鈦合金的3D打印高強(qiáng)復(fù)合材料支架

空客A350 XWB支架連接器多年來一直采用鈦合金3D打印制造，2021年，先進(jìn)制造商Arris Composites表示正在與空客合作研究3D打印復(fù)合材料支架代替鈦合金的可能性。一架商用飛機(jī)每減輕一公斤重量，就可以在其使用壽命期間減少25噸CO2排放，復(fù)合材料在性能可靠的情況下無疑會進(jìn)一步推動輕量化的發(fā)展。

Arris Composites公司開發(fā)了一種稱為Additive Molding的技術(shù)，通過在熱塑性樹脂中精確排列連續(xù)纖維，獲得了具有無與倫比機(jī)械性能的下一代復(fù)合材料及成熟的大批量成型方法，這些產(chǎn)品具有高度集成性，所制造的產(chǎn)品比金屬更堅固、更輕。

GE公司發(fā)現(xiàn)采用金屬3D打印代替鑄造，成本更加經(jīng)濟(jì)

大多數(shù)制造商都難以在支付了鑄模費用的情況下，放棄使用鑄造而選擇金屬3D打印，主觀上的成本考量都不會將兩者相提并論。然而，GE Aviation（GE航空）和GE Additive（GE增材）的合作證明，金屬增材制造可以與傳統(tǒng)鑄件的價格持平。其成功制造的四個3D打印部件將削減多達(dá)35％的成本，這足以讓管理部門淘汰舊的鑄模。

同樣重要的是，GE Additive的工程師從識別目標(biāo)零件到3D打印最終原型，總用時僅10個月，而使用鑄造工藝生產(chǎn)這些零件則需要12到18個月甚至更長時間。GE Aviation的增材制造部門負(fù)責(zé)人表示，這是他們第一次發(fā)現(xiàn)金屬3D打印比鑄造還要便宜，即便在有外部供應(yīng)商報價的情況下，金屬3D打印仍然具有成本優(yōu)勢。與以往利用零件合并來減少組裝從而降低大量成本不同，此次3D打印的零件完全基于鑄造模型，沒有任何的設(shè)計更改。這一發(fā)現(xiàn)讓GE Aviation著手尋找其他發(fā)動機(jī)上更多的零件，并采用金屬3D打印來降低成本。

航空制造3D打印專家王向明當(dāng)選2021年中國工程院院士

11月18日，中國工程院公布2021年新增院士，中國航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽飛機(jī)設(shè)計研究所項目總設(shè)計師、3D打印專家王向明成功當(dāng)選。

公開資料顯示，王向明院士現(xiàn)任航空工業(yè)集團(tuán)沈陽飛機(jī)設(shè)計研究所項目總設(shè)計師、“鶻鷹”飛機(jī)常務(wù)副總設(shè)計師、航空工業(yè)集團(tuán)增材制造首席專家、創(chuàng)新結(jié)構(gòu)國防原“973”技術(shù)首席、飛行器新概念結(jié)構(gòu)航空科技重點實驗室主任、遼寧省增材制造共性技術(shù)創(chuàng)新中心主任、某部先進(jìn)制造技術(shù)專業(yè)組增材制造責(zé)任專家。在航空制造領(lǐng)域，王向明院士著重于如何實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計、確保使用安全，解決3D打印面臨的“會用、敢用”的問題。

粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)市場格局發(fā)生重大轉(zhuǎn)變

2021年，Desktop Metal相繼收購多家公司，尤其對Exone、Meta Additive的收購改變了粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的市場格局，Desktop Metal因此成為該領(lǐng)域的巨無霸企業(yè)，對Aidro的收購則推動其將該技術(shù)深入應(yīng)用到能源和航空航天領(lǐng)域液壓元件的3D打印制造。

2021年10月，噴墨技術(shù)專家理光宣布推出粘結(jié)劑噴射金屬3D打印機(jī)。

待HP和GE Additive的同類型設(shè)備正式上市，將形成粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)領(lǐng)域三家鼎立的局面。

汽車制造商開始將粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)納入生產(chǎn)體系

2021年6月，德國汽車制造商大眾汽車宣布計劃在其位于德國沃爾夫斯堡的主要工廠使用粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)制造組件。該公司擴(kuò)大了與3D打印機(jī)制造商惠普的合作伙伴關(guān)系，并與工業(yè)制造公司西門子建立了軟件合作，將該技術(shù)引入工廠，旨在降低成本并提高制造過程的生產(chǎn)力。據(jù)報道，這是第一家在其生產(chǎn)過程中使用該技術(shù)的汽車制造商。

同月，ExOne宣布其服務(wù)中心已交付超200萬件粘結(jié)劑噴射金屬3D打印零件，其中包括汽車部件服務(wù)。ExOne與福特汽車公司已合作多年，雙方共同致力于粘結(jié)劑噴射金屬3D打印技術(shù)的批量化應(yīng)用。

12月，Desktop Metal從一家德國主要汽車制造商那里獲得了價值790萬美元的粘結(jié)劑噴射增材制造系統(tǒng)訂單，用于大規(guī)模生產(chǎn)汽車動力總成部件。考慮到寶馬是Desktop Metal通過BMW iVentures的首批投資者之一，大眾汽車正在積極與惠普合作，而戴姆勒奔馳已經(jīng)與EOS合作多年，外媒猜測這家德國汽車制造商是寶馬。

黑石開始使用3D打印技術(shù)批量生產(chǎn)鋰離子電池，目標(biāo)電動汽車領(lǐng)域

為了進(jìn)軍電動汽車市場，專注于電池技術(shù)的瑞士投資公司Blackstone Resources于2019年成立了自己的德國研發(fā)子公司黑石科技，并投入巨資研發(fā)下一代電池技術(shù)。該公司已獲得的3D打印技術(shù)專利可生產(chǎn)各種不同外形的電池，并于2021年宣布開始批量生產(chǎn)3D打印電池。據(jù)3D打印技術(shù)參考了解，電動汽車領(lǐng)域是其主要目標(biāo)市場。

黑石科技3D打印的鋰離子電池

該公司目前正在開發(fā)的最有前途的技術(shù)就是其專有的3D打印技術(shù)，這是一項獨特的專利技術(shù)，可用于生產(chǎn)液體電解質(zhì)電池和鋰離子固態(tài)電池，具備將電池能量密度加倍并將鋰離子電池制造成本降低一半的潛力。黑石公司在過去兩年中一直在開發(fā)和完善其鋰離子電池3D打印技術(shù)，如今推出了其首個大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)施。

國內(nèi)3D打印服務(wù)商批量購買裝備，國產(chǎn)設(shè)備商營收大幅增長

·云鑄三維一次性采購鉑力特六臺金屬增材制造設(shè)備

據(jù)鉑力特12月消息，國內(nèi)綜合性的3D打印應(yīng)用解決方案服務(wù)商上海云鑄三維于日前一次性采購六臺BLT金屬增材制造設(shè)備，目前已穩(wěn)定運行8000余小時。

·未來工場簽訂30臺漢邦科技HBD-350T金屬3D打印中型裝備

大型規(guī)模化數(shù)字制造服務(wù)商未來工場已有近千臺非金屬3D打印設(shè)備、傳統(tǒng)加工裝備及檢測檢驗設(shè)備，為滿足客戶對金屬3D打印服務(wù)的需求，2021年12月，未來工場簽訂30臺漢邦科技HBD-350T金屬3D打印中型裝備。雙方共同致力于推進(jìn)生產(chǎn)制造的數(shù)字化、小批量的規(guī)模化，通過雙方優(yōu)勢結(jié)合，快速引領(lǐng)制造業(yè)的升級。

·峻宸集團(tuán)引入多款工業(yè)級FDM/FFF 3D打印設(shè)備

2021年8月，上海遠(yuǎn)鑄智能技術(shù)有限公司成功向上海峻宸集團(tuán)交付一批工業(yè)FDM/FFF 3D打印設(shè)備，此次合作意味著峻宸集團(tuán)將3D打印服務(wù)能力擴(kuò)充到了工業(yè)FDM/FFF領(lǐng)域，可以提供更具功能性的3D打印部件制作加工能力，也意味著遠(yuǎn)鑄智能推動將工業(yè)FDM/FF技術(shù)應(yīng)用于中國的手板市場方面又邁出了堅實一步。

·國內(nèi)造車新勢力標(biāo)配，Raise3D收獲特斯拉、小鵬、威馬等訂單

2021年8月，Raise3D向特斯拉（上海）有限公司交付E2款3D打印機(jī)，加上今年早些時期的小鵬汽車和威馬汽車分別購置的Pro2 Plus大尺寸3D打印機(jī)，如今專業(yè)級3D打印機(jī)已經(jīng)成為造車新勢力的標(biāo)配和首選。除了造車新勢力，2021年Raise3D在國內(nèi)還收獲了一汽大眾、豐田、上汽、奇瑞捷豹路虎以及Tier1的泛亞、寧德時代等公司的訂單。

·南京鋮聯(lián)交付第500臺金屬3D打印機(jī)，致力于齒科行業(yè)應(yīng)用

2021年12月，南京鋮聯(lián)安裝交付了第500臺金屬3D打印機(jī)，該公司致力于齒科3D打印應(yīng)用，其裝備銷量也代表了國內(nèi)齒科行業(yè)3D打印制造的現(xiàn)狀。目前，華南地區(qū)多家頭部義齒企業(yè)均是南京鋮聯(lián)的客戶。

·威斯坦工業(yè)級SLA裝備單日出貨100臺

2021年11月，威斯坦獲得500臺的有效SLA工業(yè)級3D打印機(jī)訂單，月出貨量也高達(dá)500臺。而在12月27日，該公司單日出貨量達(dá)到100臺，刷新該公司最高紀(jì)錄。威斯坦日前推出了免設(shè)備租金、押金、包售后，用戶只需支付材料費的經(jīng)營模式，極大改變了光固化3D打印服務(wù)市場的現(xiàn)狀，也表現(xiàn)出該領(lǐng)域競爭激烈程度，但從側(cè)面也反映出市場對技術(shù)的需求呈現(xiàn)井噴式的增長。

·易加三維年訂單超2億元

2021年，易加三維厚積薄發(fā)，營業(yè)收入取得長足進(jìn)步，大尺寸金屬打印機(jī)得到市場廣泛驗證認(rèn)可。同時，公司積極布局國際市場，目前已在歐美、東南亞、日韓等40多個國家和地區(qū)的相應(yīng)領(lǐng)域均有落地應(yīng)用，發(fā)展前景良好。

·華曙高科單月訂單超40臺，價值1億元

華曙高科在2021年11月創(chuàng)下有史以來最高的月營業(yè)額，包括40余臺設(shè)備、材料、服務(wù)及其他產(chǎn)品在內(nèi)的銷售金額達(dá)到1億元人民幣。該公司并未公開具體的交易信息，但表示是歸功于“整個產(chǎn)品組合的增長”，其中金屬相關(guān)產(chǎn)品推動了超過 60% 的需求，涉及航空航天、運輸、醫(yī)療、模具和加工服務(wù)等多個領(lǐng)域。

新材料與打印工藝不斷創(chuàng)新，民營航天加大3D打印技術(shù)應(yīng)用步伐

2021年2月5日，零壹空間科技集團(tuán)有限公司自主研發(fā)的OS-X6B新型智能亞軌道火箭暨“重慶兩江之星”在西北某發(fā)射場成功發(fā)射，試驗載荷成功分離，全程飛行正常。該枚火箭為零壹空間OS-X系列商業(yè)火箭，是為航空航天技術(shù)驗證量身打造的專用飛行試驗平臺，OS-X6B火箭首次采用3D打印姿控動力系統(tǒng)產(chǎn)品飛行。

2021年4月23日，空天引擎自主研發(fā)的“炎馭一號甲”液氧煤油發(fā)動機(jī)圓滿完成協(xié)調(diào)性熱試車，中國航天報進(jìn)行了報道。“炎馭一號”系列發(fā)動機(jī)核心部件推力室、燃?xì)獍l(fā)生器等均采用3D打印工藝路線，設(shè)計靈活性大幅提高，制造效率顯著提升，大幅度降低了小型泵壓式火箭發(fā)動機(jī)的研制周期和成本。

總結(jié)：2021年，3D打印技術(shù)在更加廣泛的范圍內(nèi)獲得應(yīng)用，一批新的材料和打印工藝獲得突破，一批創(chuàng)新設(shè)計產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，應(yīng)用端開始更深入的探索該技術(shù)對自身產(chǎn)生的影響并試圖再進(jìn)一步。航空航天應(yīng)用方面仍舊表現(xiàn)突出，民營航天極大受益于該技術(shù)所帶來的制造變革。中國3D打印產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持高速增長，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用繼續(xù)拓寬，前沿企業(yè)營收取得長足進(jìn)步，國產(chǎn)設(shè)備正在更多的走向世界，從業(yè)人員也從過去關(guān)注國外企業(yè)居多轉(zhuǎn)向更多的關(guān)注國內(nèi)企業(yè)。