2023年增材制造10大趋势ampampamp20家创新公司

　　近日，专注于全球科技初创公司商业进展的研究机构StartUs Insights发布了《2023年增材制造十大趋势与创新》报告。在报告中，StartUs Insights对全球1356家3D打印初创及业务高速增长公司进行了分析，最终筛选并重点推荐了20家3D打印初创公司，它们分别在各自细分领域代表行业领先水平。
　　原文：StartUs Insights
　　编译：3D打印资源库
　　增材制造或3D打印使企业能够加快设计定型、减少材料浪费并加快生产速度。随着3D打印生产线的端到端自动化，该技术推动了智能工厂的发展。另一方面，增材制造企业利用硬件、软件和材料创新来提高3D打印效率。本报告概述了2023年增材制造的主要趋势和创新，从高通量3D打印技术和新型材料到增材制造自动化和大批量生产。
　　在对全球3D打印行业1356家初创公司和实现了规模化增长的公司进行分析后，本文归纳出将会影响全球公司的10大增材制造趋势和创新，最终挑选出积极推动新技术的20家初创公司。
　　10大增材制造趋势与创新粉末床融合增材制造自动化新型材料大桶光聚合直接能量沉积材料挤压先进的3D打印机大批量生产粘合剂喷射快速成型
　　很多初创公司和实现规模化增长的公司正在开发3D打印机和为各种增材制造工艺量身定制的新型材料。主要的3D打印技术趋势包括粉末床融合 (PBF)、大桶光聚合 (VPP)、直接能量沉积、材料挤出和粘合剂喷射。与此同时，制造商正在利用这些解决方案实现端到端生产操作自动化，并实现大批量生产和快速原型制作。
　　下图是本文分析的1356家初创企业和规模化增长公司的全球热度分布地图。该图表明欧洲是这些公司的大部分所在地，其次是美国和印度。
　　通过综合考量成立时间、注册地、资金筹集、技术创新、应用等因素，StartUs Insights选出了20家有前途的3D打印初创企业和规模化企业，以下是具体的介绍。
　　1. 粉末床融合
　　粉末床融合（PBF）主要用于跨行业的小批量功能部件和打印一次性部件，如机器部件、夹具和固定装置。由粉末床融合3D打印制成的部件具有可与机加工和铸造相媲美的机械性能。PBF还支持广泛的材料，并支持同时开发多个零件。最常见的粉末床融合方法是选择性激光烧结 (SLS)、电子束选区熔化（EBM）和选择性激光熔化 (SLM)。
　　该领域的进展集中在提高粉末纯度和减少粒度分布上。随着硬件的改进大大加速了PBF的应用，而增强的粉末性能将进一步扩大应用。此外，初创公司正在开发低成本的3D打印材料，以使PBF更实惠。
　　1.1 云耀深维Aixway提供工业微米金属3D打印
　　云耀深维自主研发的微米级金属3D打印机- Precision 100，采用了超高精度的粉末床以及专有的铺粉技术，可以完成超高精度的激光粉末床技术金属零件的成形制造。自主研发的设备具有2-5微米的成形精度，可以实现复杂结构的超高表面光洁度的制造，节省复杂金属零部件后处理的需求。
　　1.2 3DPS提供按需选择性激光烧结
　　3DPS是一家新加坡初创公司，提供按需选择性激光烧结服务。这家初创公司为制造商打印的零件最小壁厚为1毫米，尺寸精度为0.2毫米。这使制造商能够开发具有复杂几何形状和稳健机械性能的功能部件、组件和尼龙部件。
　　2. 增材制造自动化
　　在3D打印自动化零件开发的同时，制造商利用数字工作流程和自动化系统进一步简化增材制造生产线。例如，自动化零件加工消除了组件生产后的人工干预，从而提高了生产吞吐量。因此，初创公司正在提供与打印机无关的设计和处理软件和硬件解决方案，以实现增材制造过程的自动化。
　　它们可实现高速零件开发、按需制造和快速原型制作，同时增强打印灵活性并最大限度地减少浪费。此外，自动化3D打印线可降低人工成本并消除人工错误。
　　2.1 AM-Flow推进自动化工业3D打印
　　AM-Flow是一家荷兰初创公司，提供自动化工业3D打印生态系统。该初创公司将硬件和软件解决方案集成到现有的3D打印生产线中，以实现制造和相关流程的自动化。为此，AM-Flow结合了数字制造、自动分拣、机器人零件处理和自主移动机器人 (AMR)多个系统。这允许制造商利用增材制造来自动化整个生产工作流程实行精益原则。
　　2.2 Printinue实现连续打印
　　德国初创公司Printinue生产用于连续打印的自动化3D打印机。它使生产和后续质量控制自动化，以实现高质量产品和零件的批量生产。因此，这家初创公司允许制造商以低成本制造具有复杂几何形状的组件，同时确保高效和可持续的运营。
　　3. 新材料
　　原材料和粘合剂特性以及3D打印方法会显著影响打印产品的机械特性，这就是为什么越来越多的初创公司正在开发新材料探索更多的3D打印应用。此外，陶瓷、电子、生物材料和复合材料等可用于开发具有先进性能的组件。它们可以实现医疗设备、消费电子产品和生物人造器官等非常规产品的3D打印。
　　此外，初创公司正在从废料中提取高价值的可3D打印材料，以减少原始材料的需求和排放。
　　3.1 f3nice提供增材制造原料
　　意大利初创公司f3nice提供增材制造原料。这家初创公司回收有价值的金属，如钢和其他合金，以生产高质量的金属粉末。根据客户的要求，f3nice准备了不同尺寸范围的金属粉末。通过对AM原料生产采用循环方法，这家初创公司提高了金属3D打印的可持续性。
　　3.2 Foundation Alloy提供新型合金
　　美国初创公司Foundation Alloy创造了用于3D打印的新型合金。该初创公司专有的高性能材料设计和软件的垂直集成提高了生产能力。这也提高了供应链的效率和灵活性，同时能够以更短的周转时间和能源消耗来生产金属零件。
　　4. 大桶光聚合
　　大桶光聚合是最古老、最快的增材制造工艺之一，目前仍在不断创新。目前，投影和连续立体光刻 (SLA) 广泛用于医疗、航空航天和汽车应用。此外，体积立体光刻技术将在提高分辨率和处理方面取得更多进步，从而加快产品开发。因此，大桶光聚合使制造商能够快速生产聚合物部件，同时确保光洁度和一致的质量。
　　此外，初创公司正在开发具有成本效益的树脂、新型材料和后处理解决方案，以扩大该技术的应用。
　　4.1 铼赛智能RAYSHAPE推进数字光处理 (DLP)
　　铼赛智能是一家总部位于苏州的初创公司，生产基于DLP的3D打印机。这家初创公司的工业应用打印机Shape1+系列结合了高精度直线导轨和重型内部结构。这确保了准确的层厚度、高表面质量和准确的移动。此外，Shape 1+系列的光学系统提供精确稳定的曝光，以实现均匀的光输出。这家初创公司还开发了一种基于DLP的数字牙科3D打印机Shape 1+ Dental，用于制作牙科模型和隐形矫治器。
　　4.2 Masitte制造激光SLA 3D打印机
　　Masitte是一家提供激光SLA 3D打印机的中国初创公司。这家初创公司的大规模生产打印机Masitte Large具有紧凑的外形、全铝框架和 F-theta 扫描镜头。它使制造商能够为原型制作和批量生产生产准确一致的零件。此外，Masitte的其他打印机在珠宝、牙科和鞋类行业也有应用。
　　5. 直接能量沉积
　　直接能量沉积3D打印可用于开发新零件和修复组件。为此，制造商控制光束功率以根据要求定制技术。3D打印机制造商主要使用电子束或电弧作为其DED打印设备的电源。常见的DED方法包括电子束增材制造 (EBAM)、金属直接沉积 (DMD) 和激光近净成形 (LENS) 等。
　　它们使制造商能够制造高精度的金属零件，并支持广泛的材料和复杂的几何形状。由于DED使用粉末和线材作为原料，因此3D打印过程可针对特定零件要求进行更多配置，并减少材料浪费。因此，DED打印机可用于维护操作和近净形零件生产。
　　5.1 Alloy Additive提供线弧增材制造 (WAAM)
　　土耳其初创公司Alloy Additive提供基于WAAM的金属零件。该初创公司的机器人WAAM系统支持各种合金，如不锈钢、Ti64和Inconel625。它还具有直径为1米、高度为1.5米的打印区域。因此，Alloy Additive的解决方案可实现新零件和停产零件的近净成型、按需和现场制造。
　　5.2 SBI进一步推进等离子金属沉积
　　SBI是一家致力于推进等离子金属沉积的奥地利初创公司。这家初创公司的3D打印机M3DP结合了专有控制系统和等离子焊接。它还支持各种金属，如钢和钛，并具有0.5至10kg/h的沉积速率和0.7至3mm的层厚度。航空航天制造商利用SBI的解决方案以低成本开发用于热层应用的部件。
　　6. 材料挤压
　　与其他增材制造工艺相比，材料挤压是最具成本效益的3D打印技术。它使用熔融沉积成型 (FDM) 来开发组件，并可用于建筑和小规模生产运行。此外，材料挤出是一种低温工艺，支持范围广泛的经济实惠的打印材料。这就是大多数桌面打印机使用这种3D打印过程的原因。
　　然而，基于FDM零件的最终质量受到喷嘴半径的限制。为了解决这个问题，初创公司正在开发高精度材料挤压技术。它们使制造商能够加速原型开发和设计定稿。
　　6.1 NematX提供高性能3D打印
　　瑞士初创公司NematX开发了Nematic 3D打印，这是一种专有的高性能增材制造技术。它使用液晶聚合物 (LCP) 增强聚合物基体以提供高惰性。这提高了印刷聚合物组件的耐火性，同时易于回收。此外，LCP削弱了碳纤维部件。因此，NematX的解决方案可应用于航空航天、医疗和电子制造领域。
　　6.2 Karkhana.io 提供FDM3D打印服务
　　Karkhana.io是一家印度初创公司，为汽车、航空航天和机器人行业提供FDM 3D打印服务。这家初创公司的网站允许制造商上传零件设计并选择生产所需的材料。它支持聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PETG) 和聚乳酸 (PLA)。通过利用Karkhana.io的服务，制造商能够实现按需生产并加快上市时间。
　　7. 先进的3D打印机
　　虽然材料创新为增材制造带来了新的应用，但3D打印机的性能限制了它们的采用。例如，生物打印需要高精度的液滴位置和尺寸。为了解决这些问题，初创公司正在提供针对特定增材制造工艺和用例量身定制的创新3D打印机。
　　此外，该领域的进步提高了打印机臂的移动程度，同时降低了增材制造过程的能源需求。因此，它们降低了3D打印工作流程的成本并提高了该技术的市场渗透率。
　　7.1 Brinter创建模块化生物打印机
　　Brinter是一家芬兰初创公司，为医疗、制药和生命科学行业制造模块化生物打印机。它支持一系列生物墨水，例如纳米纤维素和纤维蛋白原，以及各种打印表面。此外，这家初创公司的配套软件简化了打印机的管理和控制。最后，生物打印机具有可选的内置紫外线/可见光LED用于消毒。这使研究人员能够打印癌症模型、身体部位和器官以及个性化药物。
　　7.2 Verde Mantis提供易于使用的桌面3D打印机
　　美国初创公司Verde Mantis开发了一款易于使用的桌面3D打印机。它具有一个 Raspberry Pi模块、一个磁床、一个自调平平台和一个内置摄像头。此外，该打印机支持即插即打模式，用户开箱即可开始打印。配置和维护3D打印机往往是一项繁琐的工作，但该初创公司的打印机简化了3D打印机控制，并为创作者提供了更好的增材制造途径。
　　8. 大批量生产
　　小批量、高混合制造是3D打印的主要应用。传统3D打印方法的机械性能和部件开发速度限制阻碍了它们在部件的大规模生产中的应用。然而，材料、3D打印机和工作流程自动化软件的进步使制造商能够利用增材制造进行大批量制造。
　　此外，他们能够通过将3D打印工作流程外包给第三方工厂进行生产，这反过来又使制造商能够在无需大量资本支出的情况下实现按需和敏捷生产。
　　8.1 Q.big 3D支持大批量3D打印
　　德国初创公司Q.big 3D提供QUEEN 1设备，这是一种适合大批量3D打印的机器。它使用可变熔融颗粒制造 (VFGF)，具有1.7×1.1×1.05米的打印尺寸和快速打印速度。此外，它支持批量生产和大量的聚合物颗粒选择。这使得汽车、农业机械和医疗设备制造商能够批量生产大型零件。
　　8.2 Phasio进一步推进去中心化制造
　　Phasio是一家新加坡初创公司，致力于为增材制造创建软件解决方案。它允许3D打印服务提供商组合不同生产车间的操作并实现分散制造。该软件还处理订单、生成即时报价、处理付款以及自动化运输和统计。这反过来又使增材制造服务提供商能够建立数字店面并最大限度地提高生产力。
　　9. 粘合剂喷射
　　与其他方法不同，粘合剂喷射（BJT）增材制造工艺支持陶瓷、聚合物和金属原料。因此，它可用于制造铸模和高保真原型制作。与PBF类似，BJT也生产高精度零件，但成本更低。此外，将两种材料组合在一起可以让部件开发人员利用多种材料混合来实现不同的机械性能。
　　但是，基于BJT的零件的机械性能无法与PBF相媲美，从而限制了在重型应用中的采用。同时，新型粘合剂和原料粉末提高了粘合剂喷射的性能，扩大了其在各行业的应用。
　　9.1 SFS开发Sand Binder Jetting 3D打印机
　　SFS是一家韩国初创公司，创建了Freeforms P1000和P2000，即砂粘合剂喷射3D打印机。他们结合无机粘合剂和各种铸造砂粉来生产铸造模具、型芯和注塑模具。此外，专有粘合剂对人类和环境无毒无害。SFS的打印机允许造船、汽车和电力设备制造商开发模具和型芯。
　　9.2 Freeform Composites制造可3D打印的碳复合材料
　　Freeform Composites是一家澳大利亚初创公司，致力于制造可3D打印的碳复合材料。这家初创公司的材料具有重量轻、性能高的特点，可实现经济的增材制造。此外，Freedom Composites的技术使制造商能够在较短的交货时间内开发复合材料，而无需工具、夹具或夹具。因此，3D打印机制造商能够利用它迅速进入复合材料市场，而航空航天、汽车和医疗设备制造商则利用这些材料打印高性能组件。
　　10. 快速原型制作
　　3D打印允许制造商和设计人员在不开发工具的情况下创建零件。因此，它加速了设计修改和产品定型。为此，初创公司正在提供高性能3D打印机和设计软件，以加快原型开发。它们与CATIA等产品设计工具相结合，以简化零件设计。此外，3D打印驱动的快速原型制作消除了人工劳动和错误的需要。
　　10.1 SmartZavod 制造自动化3D打印机
　　SmartZavod是一家乌克兰初创公司，提供SmartZavod CEH #1，这是一种用于快速原型制作的自动化3D打印机。该初创公司提供其3D打印机或允许用户通过网络平台访问其3D打印服务。该打印机还可以远程配置和控制，并具有自动零件移除系统。这使设计人员能够按需利用初创公司的3D打印机并加速原型制作
　　10.2 e3Dify Designs创建支持物联网 (IoT) 的FDM打印机
　　e3Dify Designs是一家印度初创公司，提供Arctic 3D打印机，这是一种支持物联网的FDM打印机。它具有双层冷却风扇、可更换喷嘴、自动灯丝装载/卸载、高构建体积和灯丝跳动检测。e3Dify Designs的打印机使产品设计师和制造商能够利用快速原型设计并加快产品开发周期。
　　增材制造公司不断提高3D打印机的性能，并开发针对特定机械性能量身定制的材料。此外，越来越多的公司正在将可持续材料作为原料。此外，人工智能、物联网和制造执行系统(MES) 集成将显著提高3D打印性能，它们还将实现数字库存、分布式制造和安全供应链。
　　本报告中概述的增材制造趋势和初创企业仅触及StartUs Insights在数据驱动的创新和初创企业搜寻过程中的部分。其中，先进的3D打印机、新型和可持续材料以及分散的基于云的生产将改变我们今天所知道的行业。
　　原文链接：https://www.startus-insights.com/innovators-guide/additive-manufacturing-trends/