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金屬增材制造行業研究：方興未艾，星辰大海。增材制造（Additive Manufacturing, AM, 俗稱“3D 打印”）是具 有顛覆性的先進制造技術。增材制造以三維數字模型為基礎， 將材料通過分層制造、逐層疊加的方式制造出實體零件。其優 勢在于短研發周期、復雜結構制造、輕量化、高材料利用率、 強力學性能等。反之金屬增材制造在可加工材料種類、加工精 度、表面粗糙度、加工效率方面遜于傳統精密加工，在大規模 生產上成本處于劣勢，因此增材制造的主要應用場景為：小批 量、復雜化、輕量化、定制化、功能一體化零部件制造。

 金屬增材制造技術以 PBF、DED 為主要路線

金屬增材制造工藝原理主要為粉末床熔融（PBF）和定向能量 沉積（DED）兩大類別。前者適用于精密成型，后者適用于高 效率大尺寸應用場景。當前 PBF 應用最廣泛，DED 市場份額逐 步提升。2021 年 PBF 和 DED 分別在金屬增材制造市場中占據 83.8%和 9.1%的市場份額，預計到 2026 年 PBF 與 DED 市場份 額分別下降至 74%和 8.6%。且金屬增材制造成熟度及產業化水 平最高的技術路線主要集中在 PBF、DED，其中 L-PBF（基于 激光的 PBF，以 SLM 為代表）在產業中應用最為廣泛，E-PBF （基于電子束的 PBF，以 EBM 為代表）排名第二。

SLM 是目前應用最廣泛的金屬增材制造技術，廣泛用于制造航 空航天、汽車模具等領域的精密零部件。SpaceX 使用 SLM 技術 制造二代龍飛船引擎室，解決了復雜結構制造、縮短火箭發動 機交貨期、降低制造成本。

電子束熔融技術(Electron Beam Melting）是新興的先進金屬增材制造技術，已廣泛應用于快速原型制作、 快速制造、工裝和生物醫學工程等領域。EBM 技術應用助力航空航天零部件生產發展，減輕發動機零部件重 量，提高燃油效率，并且有效提高增材制造技術在航空航天領域的滲透率。

激光近凈成形技術是無需后處理的金屬直接成形方法，也是 DED 中研究和應用最廣泛的技術。該技術不 僅能直接打印出三維金屬零件，還能在已有零件上進行打印。因此在制造或修復高附加值的產品，比如航空發 動機或機床部件中得到廣泛應用。LENS(激光近凈成型)技術能夠實現梯度材料、復雜曲面修復，在大型器件的 修復上正不斷地發揮作用，是鏈接傳統制造與 3D 打印的橋梁。

電子束熔絲沉積成形技術（Electron Beam Wire Deposition, EBWD）是以電子束作為激活源的前沿 DED 技術，具有速度快、成本低、打印尺寸大等優點。Sciaky 公司推出的 EBAM 技術實現了沉積速率大幅提升。 電弧增材制造技術（Wire and Arc Additive Manufacture, WAAM）使用電弧作為激活源，是一種成本極 大降低的大尺寸高效率金屬增材制造技術。WAAM 打印精度較低，但是打印尺寸較大。WAAM 的特點讓其很 適合以高價值的材料制造中等復雜程度的大尺寸零件。