美国增材制造市场（2023 - 2030）

市场规模与趋势

美国增材制造市场规模预计到 2022 年将达到 35.6 亿美元，预计从 2023 年到 2030 年将以 21.3% 的复合年增长率 (CAGR) 增长。三维 (3D) 打印领域的积极研发以及各个垂直行业（特别是医疗保健、汽车、航空航天与国防）对快速原型制作和迭代设计流程日益增长的需求预计将推动市场的增长。此外，美国政府认识到增材制造 (AM) 的战略重要性。 America Makes 和国家增材制造创新研究所等举措旨在推进该领域的研究和开发。

增材制造包括逐层增量沉积材料，以创建物体t。该过程由专门软件引导并使用 3D 打印机执行，全部基于三维数字设计文件。增材制造可以创建以前难以或不可能制造的复杂且轻质的结构。因此，增材制造对美国各行业的创新、定制、可持续性和供应链弹性产生了深远的影响。它促进了经济增长、创造就业机会和研究机会，同时能够生产复杂和轻型结构。

增材制造使制造商能够进行原型制作、设计结构和最终产品、建模和缩短上市时间。结果，生产费用大大降低，制造商能够以合理的价格提供更好的产品。由于这些优势，预计未来几年对 3D 打印机的需求将引发更多。在美国，3D 打印机正在帮助轻松开发复杂的机械和零件；大规模定制、提高上市速度和减少浪费是关键因素，因为市场正在以令人难以置信的速度前进。该行业可能受到各个最终用途部门越来越多地将 3D 打印机纳入主流制造设备的尝试的推动。此外，各种尺寸和容量的 3D 打印机的出现预计将推动市场扩张。

然而，中小型制造商对原型制作流程普遍存在的误解正在阻碍增材制造的采用。以设计为重点的公司，特别是中小型企业，经常考虑对原型设计的投资是否是明智的财务决策，而不是充分认识到原型设计的优势。许多此类企业普遍认为原型制作是实际制造之前昂贵的预备步骤。这种对原型设计的看法，加上对更专业知识的需求以及标准流程控制迫在眉睫的短缺，预计将阻碍市场增长。

COVID-19 大流行的爆发对美国整体经济以及随后的增材制造行业产生了重大影响。此外，受疫情影响，美国局势恶化，疫情全面封锁，影响了增材制造打印机的生产。另一方面，疫情扰乱了全球供应链，导致传统制造零部件和设备短缺。增材制造能够快速按需生产零件，有助于填补供应缺口，特别是呼吸机零件和面罩等关键医疗设备。此外，疫情凸显了对敏捷和本地化制造的需求。许多企业开始探索和采用增材制造技术来减少对远程的依赖

组件洞察

基于组件，市场进一步细分为硬件、软件和服务。硬件领域引领市场，到 2022 年收入份额将超过 64.1%。硬件领域从快速原型设计和先进制造实践日益增长的需求中受益匪浅。硬件领域的扩张主要归因于几个因素，包括快速工业化、消费电子设备的日益普及、民用基础设施的发展、城市化的加速以及劳动力支出的优化。

技术扩散、快速3D打印工艺（例如快速原型制作）的日益普及以及各个垂直行业应用的增加是可能推动硬件需求的因素各种增材制造组件。该技术可以逐步生产 3D 对象，并通过利用相关数字文件的系统进行互连。飞机生产间接依赖于大规模3D打印。 3D 打印速度更快、成本更低，因为它具备制造复杂零件的能力。它通常用作大型飞机零件聚氨酯铸造​​的母模。 3D 打印设计最初用于将多个组件集成到流体组件中。因此，增材3D打印硬件技术和3D打印软件在各个工业领域的使用预计将推动市场的增长。

打印机类型洞察

根据打印机类型，市场进一步细分为工业和桌面3D打印机。工业打印机部分引领市场，到 2022 年占收入份额超过 69%。工业打印机的较高份额可归因于工业打印机的广泛采用汽车、电子、航空航天和国防以及医疗保健等行业的真实打印机。原型制作、设计和工具加工是这些垂直行业中最常见的工业应用。增材制造在原型制造、设计和模具制造领域的广泛应用正在推动工业领域需求的增长。因此，预计工业打印机领域将在整个预测期内保持其主导地位。

相反，桌面 3D 打印机的使用最初仅限于业余爱好者和小型企业。然而，它们的应用现已扩展到涵盖家庭和家庭功能。此外，在包括学校、教育机构和大学在内的教育领域，桌面打印机越来越多地用于技术培训和研究工作。此外，小型企业尤其采用桌面打印机并扩大其经营范围范围包括增材制造和相关服务。这方面一个值得注意的趋势是“生产车间”的出现，在美国越来越受欢迎。

这些生产车间提供按需增材制造服务，根据客户的规格和设计生产零部件。因此，在可预见的未来，对桌面打印机的需求将大幅增长。由于 3D 打印机在传统生产过程中的广泛应用，3D 打印在过去十年中迅速普及。高灵活性、快速原型制作、发布、损失小、快速设计和制造、易于访问以及成本和时间效率只是生产过程的一些好处。这些打印机可以实现个人、专业和工业打印。这些打印机可以编程为无限期地打印任何部件或组件，从而降低材料成本以确保很少或没有浪费。

技术洞察

根据技术，市场进一步细分为立体光刻、熔丝沉积成型 (FDM)、直接金属激光烧结 (DMLS)、选择性激光烧结 (SLS)、喷墨、聚合喷射、激光金属沉积、电子束熔化 (EBM)、数字光处理、层压物体制造等。立体光刻技术占据最大份额，到2022年将超过11.3%。目前，立体光刻技术占据最大份额，因为它恰好是最古老、最传统的印刷技术之一。虽然立体光刻技术的优势和操作简单性正在促进其采用，但替代技术的进步以及行业专家和研究人员的研发举措正在为一系列其他高效可靠的技术创造途径。

由于广泛的应用，FDM 到 2022 年也将占据近 10.2% 的可观收入份额。跨各种 3DP 流程的技术采用。 DLP、EBM、喷墨打印和 DMLS 预计在预测期内将得到越来越多的采用，因为这些技术适用于专门的增材制造工艺。航空航天与国防、汽车和医疗保健垂直行业对众多组件和系统的需求不断增长，将为采用这些技术提供机会。

3D 打印技术在此期间不断发展。各种类型的3D打印机应用于多个行业，包括直接金属激光烧结、立体光刻（SLA）、选择性激光烧结（SLS）、碳DLS、碳DLS和多喷射融合（MJF）。美国国防工业正在将这些技术广泛用于各种目的，例如 3D 打印可用于从战斗机替换零件到孤立前哨基地的混凝土宿舍等各种用途。美国海军陆战队正在探索使用混凝土 3D 打印

软件洞察

基于软件，市场进一步细分为设计软件、检查软件、打印机软件和扫描软件。 2022年，设计软件领域占据最大份额，为34.4%，预计在预测期内将保持其主导地位。设计软件用于构建要打印的对象的设计，特别是在汽车、航空航天和国防以及建筑和工程垂直领域。它充当要打印的对象和打印机硬件之间的桥梁。由于扫描对象和存储扫描文档的趋势，对扫描软件的需求预计将增长。这种存储物体扫描图像的能力，无论其大小或尺寸如何，以便在必要时对这些物体进行 3D 打印，预计将推动细分市场的增长。

该细分市场也有望增长由于扫描仪的普及，见证了快速增长并产生了可观的收入。预计从 2023 年到 2030 年，扫描软件领域将以最高 21.8% 的复合年增长率增长。3D 打印是一个复杂的过程，需要各种软件才能正常运行。由于扫描需要打印的部分的尺寸必须精确到毫米，因此该软件起着至关重要的作用。设计、检查、打印机和扫描等各种软件有助于实体建模，生成轻量级、多样化的模型。美国是增材制造软件的主要创建者之一。 Tinkercad、Blender、BRL-CAD、DesignSpark Mechanical 和 Wings3D 等软件用于国防、自动化和建筑行业。

应用洞察

根据应用，市场进一步细分为原型设计、工具和功能部件。原型制作领域引领市场和客户到 2022 年，其收入份额将超过 52.8%。特别是汽车、航空航天和国防行业利用原型技术来精确设计和开发零部件和复杂的系统。这种方法使制造商能够实现更高的精度并生产可靠的最终产品。因此，原型制作领域处于有利位置，可以在整个预测期内保持其市场领先地位。功能组件包括紧凑的接头和连接不同部件的各种金属硬件。在工程机械和系统中，精密和准确的尺寸至关重要。

因此，在这些关键部件的设计和制造需求不断增长的推动下，功能应用领域预计 2023 年至 2030 年的复合年增长率为 21.8%。美国是广泛使用3D打印的主要国家之一。 3D打印应用于各个领域，例如教育、原型设计和制造、d 药物。美国也在太空和航空领域使用 3D 打印。例如，2023 年 3 月，一枚名为 Relativity Space Terran 1 的 3D 打印火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队站发射升空。 Terran 1 拥有九个通过增材制造技术制造的发动机，采用旨在承受极端温度的创新铜合金，代表了航空航天领域增强能力和成本效益的关键技术。

垂直洞察

基于垂直行业，市场已进一步细分为桌面增材制造和工业增材制造的单独垂直市场。桌面增材制造垂直领域包括教育用途、时尚和珠宝、物品、牙科、食品等。工业 3DP 考虑的垂直行业包括汽车、航空航天和国防、医疗保健、消费电子、工业、电力和能源等。 AE由于在与这些垂直行业相关的各种生产过程中积极采用技术，预计航空航天与国防、医疗保健和汽车垂直行业将为美国工业增材制造的增长做出重大贡献。在医疗保健领域，增材制造在推动高度模仿自然人体组织的人造组织和肌肉的发展方面发挥着关键作用，为替代手术提供了有前途的解决方案。

这些功能有望刺激 3D 打印在整个医疗保健行业的采用，为工业领域的增长做出重大贡献。相反，预计牙科、时尚和珠宝以及食品行业将在可预见的未来为美国桌面增材制造市场的扩张做出重大贡献。牙科领域在 2021 年占据主导地位，预计将继续保持领先地位部分。此外，增材制造在仿珠宝、微缩模型、艺术创作以及服装和服饰的生产中的应用正在稳步增长。汽车行业对 3D 打印技术的采用大幅增加。

随着对高性能汽车的需求不断增长，传统制造方法难以满足生产汽车零部件所需的规模和精度。因此，许多公司开始采用 3D 打印来制造这些零件。例如，2020 年，福特推出了福特野马 Shelby GT500 跑车，该跑车采用了 3D 打印元素，包括车身部件、刹车片支架和刹车线，有助于增强空气动力稳定性并加快制造工艺。 2022 年 2 月，知名聚合物 3D 打印解决方案提供商 Stratasys Ltd. 与全球汽车制造商 Radford 建立合作伙伴关系otive 公司将为 Lotus Type 62-2 客车跑车的发布生产约 500 个 3D 打印零件。 3D打印技术的集成为制造商提供了更大的设计灵活性，能够创建符合客户期望的定制样式和功能。

材料洞察

根据材料，市场进一步细分为聚合物、金属和陶瓷。金属部门在 2022 年占据最大的收入份额，预计在预测期内将保持领先地位。预计从 2023 年到 2030 年，该细分市场的复合年增长率将达到 26.4%。金属 3D 打印具有众多优势，包括设计灵活性、可持续性优势以及创建复杂和定制零件的能力。随着这些优势得到越来越广泛的认可和利用，该行业的各个领域预计将持续增长。

陶瓷材料预计该细分市场也将大幅增长。由于使用陶瓷材料的增材 3D 打印相当新，FDM 和喷墨打印等增材制造技术的研发日益受到关注，这增加了人们对陶瓷增材制造的兴趣。采用增材制造工艺使制造商能够更加轻松和精确地生产复杂而精密的组件。此外，由于材料效率的提高和该技术提供的优势，生产支出显着减少。因此，增材 3D 打印的优势正在引起众多垂直行业参与者的高度关注。

主要公司和市场份额见解

市场竞争格局分散，全球和地区参与者众多。领先的行业参与者正在采取合作伙伴关系、合作、并购和协议等战略，以在高度竞争的环境中生存巩固并增强他们的业务足迹。例如，2022 年 3 月，GE Additive 宣布与 Orchid 建立合作伙伴关系。 Orchid 生产骨科植入物和器械。根据合作伙伴关系，Orchid 将购买 GE Additive 的 EBM Spectra L 系统、AP&C 金属粉末、服务协议以及 GE Additive 的 AddWorks 咨询服务。此次合作将帮助 Orchid 在其制造过程中采用增材制造。

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