喷射增材制造技术在2025年：突破、市场动态与通往2030年的道路。探索喷射如何塑造先进制造的未来。
- 执行摘要：主要发现与战略洞察
- 市场概述：定义喷射增材制造技术
- 2025年市场规模与增长预测（2025–2030）：年均增长率18.7%
- 竞争格局：领先企业与新兴创新者
- 技术深度分析：喷墨、粘结喷射与材料喷射的进展
- 应用分析：航空航天、医疗、汽车及其他
- 区域趋势：北美、欧洲、亚太及其他地区
- 投资与融资环境：创业公司、并购与风险资本
- 挑战与障碍：技术、法规与供应链问题
- 未来展望：颠覆性趋势与2030年前的机会
- 利益相关者的战略建议
- 来源与参考
执行摘要：主要发现与战略洞察
喷射增材制造（AM）技术，包括材料喷射和粘结喷射过程，已成为3D打印在原型制作和最终产品生产中的关键解决方案。在2025年，该领域的特点是打印头精度、材料多样性和工艺可扩展性迅速提升，使制造商能够应对更广泛的工业应用。关键发现表明，喷射AM因其能够提供高分辨率、多材料和全彩部件而越来越受青睐，特别是在航空航天、医疗、汽车和消费品等行业。
战略洞察表明，包括Stratasys Ltd.、3D Systems, Inc. 和 voxeljet AG等领先公司在研发方面投资巨大，以提高产出和材料兼容性。先进软件的整合用于过程控制和质量保证，进一步推动了采用，因为制造商寻求减少后处理并确保重复性。值得注意的是，认证材料的扩展——从光聚合物到金属和陶瓷——为功能原型和直接零件生产开辟了新的机遇。
2025年的市场动态受大规模定制和按需制造需求增长的影响。喷射AM能够无工具生产复杂几何形状，加上缩短的交货时间，特别吸引短期和定制应用。然而，在大规模生产的可扩展性方面仍然存在挑战，尤其是在成本效率和材料废物管理方面。行业合作，例如HP Inc.与主要材料供应商之间的合作，正在通过开发开放材料平台和自动化后处理解决方案来应对这些障碍。
总之，喷射增材制造技术正从小众原型工具转变为主流生产资产。优先投资于材料创新、过程自动化和数字工作流程整合的公司，预计将获得显著价值。随着生态系统成熟，战略伙伴关系和持续的技术完善将在克服当前限制和释放喷射AM在工业规模应用中的全部潜力方面至关重要。
市场概述：定义喷射增材制造技术
喷射增材制造（AM）技术代表了一系列3D打印工艺，通过选择性排放构建材料的液滴，通常是逐层创建复杂几何形状。与基于挤出或粉末床熔化的方法不同，喷射技术依赖于对液体或半液体材料的精确控制，这些材料通过固化或冷却机制固化。最主要的喷射AM工艺包括材料喷射（MJ）、粘结喷射（BJ）和纳米颗粒喷射（NPJ），每种工艺具有不同的材料兼容性和应用领域。
材料喷射，由Stratasys Ltd.和3D Systems, Inc.等公司的系统为典型，利用类似于喷墨打印机的打印头，排放光聚合物或蜡，然后使用紫外线（UV）光固化。这种技术以其高分辨率、多材料能力和生产全彩原型而闻名，因而在牙科、珠宝和产品设计等行业中备受欢迎。
粘结喷射，由ExOne Company（现为Desktop Metal的一部分）等公司率先推出，涉及将液态粘结剂选择性地沉积到通常由金属、陶瓷或砂子构成的粉末床上。生产的“绿色”零件需要后处理，如烧结或浸润，以实现最终的机械性能。粘结喷射因其可扩展性、速度和适用于制造复杂金属部件及铸造用砂模而受到重视。
纳米颗粒喷射，由XJet Ltd.领导的较新创新，采用喷墨打印头排放纳米颗粒的悬浮液，如陶瓷或金属，随后通过热处理使其固化。这种方法能够生产高细节、高密度的部件，具有精细特征分辨率，扩大了增材制造在先进陶瓷和金属应用中的潜力。
喷射AM市场以打印头技术、材料配方和过程自动化的持续进展为特征。截至2025年，该领域在最终零件生产中见证了更高的采纳率，特别是在医疗、航空航天和汽车行业，推动力来自于对定制、快速原型和缩短交货时间的需求。竞争格局中既有成熟的参与者，也有创新的初创企业，大家共同推动喷射基础增材制造解决方案的发展和多样化。
2025年市场规模与增长预测（2025–2030）：年均增长率18.7%
喷射增材制造（AM）技术市场预计在2025年将强劲增长，行业分析师预测到2030年将实现18.7%的年均增长率（CAGR）。这一增长轨迹源于航空航天、汽车、医疗和消费品等各行业的日益普及，在这些行业中，对高精度、多材料和全彩3D打印的需求正在加速。喷射AM技术，包括材料喷射和粘结喷射，因其能够生产复杂的几何形状、精细细节和平滑表面处理而倍受青睐，成为原型制作和最终零件生产的理想选择。
包括Stratasys Ltd.、3D Systems Corporation和voxeljet AG等主要参与者正在大量投资研发，以提高打印速度、材料兼容性和可扩展性。这些进展预计将进一步推动市场渗透，尤其是在各行业寻求简化供应链和实现按需制造的情况下。例如，医疗行业正在利用喷射AM技术生产针对患者的植入物和手术导向，而汽车行业则利用这一技术制造轻量化部件和快速原型。
从地理上看，北美和欧洲预计将在市场份额中保持领先地位，得益于成熟的制造基础设施和对先进AM技术的早期采用。然而，预计亚太地区将见证最快的增长，受到工业化加速、政府支持数字制造的倡议以及区域制造商日益增加的投资推动。
市场预测的18.7%的年均增长率不仅反映了技术进步，还有喷射AM在缩短交货时间、最小化材料废物和实现大规模定制方面潜力的日益认可。随着越来越多的公司将喷射技术整合到其生产工作流中，预计市场将超过以前的增长估计，巩固其在更广泛增材制造领域作为变革力量的角色。
竞争格局：领先企业与新兴创新者
2025年喷射增材制造（AM）技术的竞争格局表现出成熟行业领导者与新兴创新者之间动态的相互作用。喷射AM，包括材料喷射、粘结喷射和纳米颗粒喷射等工艺，已在打印速度、材料多样性和分辨率方面取得了显著进展，推动其在从航空航天到医疗等各行业的应用。
在主要参与者中，Stratasys Ltd.继续主导材料喷射领域，利用其PolyJet技术，提供在原型制作和牙科应用中广泛使用的多材料和全彩能力。3D Systems, Inc.仍是一家关键竞争者，利用其MultiJet Printing (MJP)平台为医疗和工业提供高精度零件。在粘结喷射领域，ExOne Company（现为Desktop Metal的一部分）和voxeljet AG因其大型系统和在金属及砂打印方面的专业知识而受到认可，服务于汽车和铸造行业。
新兴创新者正在以新颖的方法和颠覆性技术重塑市场。HP Inc.扩大了其Jet Fusion平台，引入了新材料和自动化功能，提高产量并降低每件产品成本，使其在生产规模应用中更加吸引人。像XJet Ltd.这样的初创公司正在开拓纳米颗粒喷射，使得能够以卓越的细节和表面处理生产复杂的陶瓷和金属组件。同时，Carbon, Inc.和Digital Alloys, Inc.正在探索混合和直接金属喷射工艺，推动速度和材料性能的边界。
合作与战略伙伴关系也在塑造竞争格局。主要参与者越来越多地与材料供应商、软件开发商和终端用户合作，以加速创新并解决特定行业需求。例如，Stratasys Ltd.已与多个领先化学公司建立联盟，以扩展其材料组合，而HP Inc.则与制造服务提供商合作，以扩大生产能力。
随着市场成熟，竞争预计将加剧，差异化将由打印速度、材料多样性和与数字制造生态系统的整合进展推动。在已建立的巨头和灵活的初创企业之间的相互作用将继续推动创新，塑造喷射增材制造技术的未来轨迹。
技术深度分析：喷墨、粘结喷射与材料喷射的进展
喷射增材制造技术近年来在喷墨、粘结喷射和材料喷射领域取得了显著进展。这些过程共享一个共同的原理：选择性地将材料或粘结剂的液滴沉积在构建平台上，以逐层创建零件。然而，每种技术都有其独特机制和应用，而近期的创新正在推动其能力在2025年进一步提升。
喷墨3D打印已从其在2D打印中的起源发展而来，现在能够精确沉积光聚合物及其他功能材料。现代喷墨系统，如Stratasys Ltd.开发的系统，利用多个打印头同时喷射不同材料和颜色，使得能够创建具有精细细节的多材料、全彩部件。打印头技术和材料配方的进步提高了分辨率、表面处理和机械性能，使喷墨3D打印适用于原型、牙科和医疗应用。
粘结喷射在速度和材料多样性上取得了显著进展。在这个过程中，液态粘结剂选择性地沉积到粉末床上，粘合颗粒形成固体部件。像ExOne Company和Desktop Metal, Inc.这样的公司已经推出能够处理金属、陶瓷和砂子的系统，拓展了该技术在工具制造、铸造和最终金属零件生产中的应用。近期的发展集中在提高产量、减少后处理步骤和通过优化粘结剂化学和烧结协议改善零件密度和强度。
材料喷射以其高精度排放多种构建和支撑材料的能力而脱颖而出。这项技术，以3D Systems, Inc.和Stratasys Ltd.为例，使得能够制造复杂几何形状的光滑表面和复杂内特征。在2025年，材料喷射系统利用先进的打印头设计和新的光聚合物配方，实现更快的构建速度、提升机械性能和改善医疗设备及解剖模型的生物相容性。
在所有喷射技术中，基于人工智能的过程监控、闭环反馈和实时质量控制的整合进一步提高了可靠性和可重复性。随着这些创新的继续发展，喷射增材制造将能够以前所未有的速度、准确性和材料多样性满足更广泛的工业、医疗和消费应用。
应用分析：航空航天、医疗、汽车及其他
喷射增材制造（AM）技术，包括材料喷射和粘结喷射，因其精度、多功能性和加工多种材料的能力而在多个行业得到了显著的应用。在航空航天领域，喷射AM被用来生产轻量、复杂的组件，如支架、风管和工具。该技术的高分辨率制造能力使得能够创建传统制造难以或无法实现的复杂几何形状。像波音公司和空中客车公司已经将喷射AM整合到其原型制作和生产工作流程中，特别是针对那些需要快速迭代和定制的非关键部件。
在医疗领域，喷射AM正在革新患者特定医疗设备、手术导向和解剖模型的生产。该技术的多材料和全彩打印能力对预手术规划和教育目的尤为重要。例如，Stratasys Ltd.提供的PolyJet系统能够制造高度详细的生物相容性模型，支持临床和研究应用。此外，粘结喷射正在被探索用于金属植入物和牙科修复体的直接制造，为提供经济、高度定制的医疗解决方案开辟了一条路径。
汽车行业通过快速原型制作、工具制造和最终零件生产从喷射AM中获益。宝马集团和福特汽车公司等汽车制造商利用喷射技术加速设计周期、降低工具成本，并实现轻量化、复杂组件的制造。材料喷射的高表面质量和尺寸精度特别适合用于内饰部件、灯具组件和功能原型。
除了这些行业外，喷射AM还在消费品、电子产品甚至建筑行业不断拓展。像HP Inc.这样的公司正在借助多材料和多彩喷射技术推动个性化产品的界限，而研究机构则在探索粘结喷射的应用，以实现诸如建筑元素和模具等大规模应用。随着材料组合和工艺可靠性的不断提升，喷射AM技术预计将在制造业数字化转型中发挥关键作用，覆盖越来越多的行业。
区域趋势：北美、欧洲、亚太及其他地区
喷射增材制造（AM）技术，包括材料喷射和粘结喷射，正在全球各地区经历不同的发展轨迹，这些轨迹受到工业优先事项、法规环境和研发投资的影响。
北美在喷射AM的采用方面仍然处于领先地位，得益于强大的航空航天、汽车和医疗行业。特别是美国，受益于强大的政府支持以及如Stratasys Ltd.和3D Systems, Inc.等增材制造创新者的集中。该地区对高价值、复杂部件和快速原型制作的关注继续推动对喷射技术的需求，尤其是在医疗设备和牙科应用中。
欧洲以一个协作生态系统为特征，该生态系统涉及研究机构、制造商和终端用户。德国、英国和法国等国处于前沿，在汽车和航空航天应用方面对工业规模喷射AM进行了大量投资。像EOS GmbH和Renishaw plc等组织正在推动粘结喷射和材料喷射工艺，而欧盟对可持续性的法规重视则鼓励开发环保材料和能源高效的系统。
亚太地区正在快速扩张，以中国、日本和韩国为主导。该地区的增长受到政府倡导支持先进制造和本地AM设备制造商日益增加的推动。像Farsoon Technologies和DM3D Technology这样的公司正在扩展其喷射AM产品组合，目标覆盖国内和国际市场。该地区在消费电子、牙科和工业工具领域的应用尤为强劲，逐渐重视经济高效、高通量的解决方案。
其他地区，包括拉丁美洲、中东和非洲，喷射AM的采用仍处于较早阶段。增长主要体现在教育和研究机构，工业部门的逐渐采用。像南非科学与工业研究委员会（CSIR）等组织的举措正在培养本地专业知识和基础设施，尽管在资本投资和技术人才培养方面仍面临挑战。
总体而言，喷射增材制造技术的区域趋势反映了工业需求、政策支持和技术创新的动态相互作用，其中北美和欧洲在高价值应用中领先，亚太推动量产增长，而其他地区则为未来扩张打下基础能力。
投资与融资环境：创业公司、并购与风险资本
2025年喷射增材制造（AM）技术的投资与融资环境呈现出强劲的风险资本（VC）活动、战略并购（M&A）以及越来越多的初创公司进入市场。喷射AM，包括材料喷射和粘结喷射等技术，由于其能够生产高分辨率、多材料和全彩部件以及其在工业应用中的可扩展性而吸引了相当大的关注。
对喷射AM初创公司的风险投资加速增长，资金主要瞄准在打印头技术、材料开发和工艺自动化方面展示出进展的公司。显著的风险资本支持的初创公司包括XJet Ltd.，该公司专注于金属和陶瓷部件的纳米颗粒喷射，以及voxeljet AG，以其大尺寸的粘结喷射系统而闻名。这些公司已获得了资金轮融以扩大研发、提升生产和进入新市场，反映出投资者对这一领域增长潜力的信心。
战略性并购活动也正在塑造竞争格局。像Stratasys Ltd.和3D Systems Corporation等成熟行业参与者通过收购增强其喷射技术品类并加速创新。例如，Stratasys收购了喷墨技术公司，扩大了其PolyJet产品；而3D Systems则投资于粘结喷射能力以应对工业规模生产的需求。
初创公司在推动创新方面仍发挥着关键作用。像Digital Metal（Höganäs AB的子公司）和HP Inc.等公司已推出新颖的喷射平台和材料，吸引了私人和企业投资。这些初创公司通常会与成熟制造商和研究机构合作，以加速商业化和验证在航空航天、汽车和医疗等行业的新应用。
展望未来，预计喷射AM技术的融资环境在2025年将保持动态，传统制造投资者和技术导向的风险资本将增加关注。材料科学突破、数字制造趋势与终端用户对定制、高性能零件的需求的趋同，可能会持续推动这一细分领域内的强劲投资与并购活动。
挑战与障碍：技术、法规与供应链问题
喷射增材制造技术，如材料喷射和粘结喷射，由于其能够生产复杂几何形状和高分辨率的多材料部件而受到关注。然而，它们的更广泛采纳面临技术、法规和供应链等多个领域的挑战与障碍。
技术挑战：主要的技术障碍之一是可打印材料的范围有限，尤其是对于需要高性能聚合物、金属或陶瓷的应用。实现一致的液滴形成和沉积对于零件的准确性和表面处理至关重要，但如喷嘴堵塞、液滴错误放置和材料兼容性等问题依旧存在。此外，后处理要求（如固化、烧结或浸润）可能引入变动并增加生产时间。喷射工艺在较大零件或更高产量上的可扩展性仍然是一个担忧，因为在扩展构建区域保持一致性和精确度在技术上具有挑战性。
法规障碍：喷射增材制造的法规环境仍在发展。航空航天、医疗设备和汽车等行业需要对材料和工艺进行严格的认证和验证。缺乏标准化的测试协议和材料可追溯性使得遵循诸如联邦航空管理局和美国食品药品管理局等监管机构的要求变得复杂。此外，关于数字部件文件和工艺参数的知识产权问题可能会阻碍合作和技术转移。
供应链问题：喷射增材制造的供应链不如传统制造成熟。采购高质量、可喷射的材料且具有一致性能是一个挑战，因为少数供应商符合纯度和流变性方面的严格要求。设备维护和备件可获得性，尤其是针对专有打印头和喷嘴，可能导致操作停机。此外，将喷射技术整合到现有制造工作流程中通常需要新的软件、硬件和培训，增加了采用的复杂性和成本。
解决这些挑战需要技术开发者、监管机构和供应链合作伙伴的协调努力。像ASTM国际等组织促进增材制造工艺和材料标准的制定是实现更广泛工业接受与可靠性的关键步骤。
未来展望：颠覆性趋势与2030年前的机会
喷射增材制造（AM）技术在2030年的未来显然将经历重大变革，这一变革受到材料科学、打印头工程和数字过程控制等方面的发展的推动。喷射AM，包括材料喷射和粘结喷射，预计将受益于颠覆性趋势，这些趋势将拓展其工业相关性并开启新的市场机会。
最有前景的趋势之一是发展多材料和功能性打印能力。新兴的打印头设计和油墨配方正在使在单个构建中沉积多种材料成为可能，从而能创建复杂的、功能独特的或嵌入电子元件。这对航空航天、汽车和医疗等行业尤为重要，在这些领域，集成功能和减轻重量至关重要。像Stratasys Ltd.和3D Systems, Inc.等公司正在积极投资于多材料喷射平台，旨在交付具有定制机械、电气和热性能的零件。
另一个颠覆性趋势是金属和陶瓷部件粘结喷射的快速扩展。粘结喷射正作为传统制造的经济高效替代方案在高产量生产中获得认可，特别是在汽车和消费品等行业。该技术以规模化生产复杂几何形状能力与后处理如烧结和浸润的进步相结合，正在缩短与传统金属加工之间的差距。HP Inc.和GE Additive正在领导工业化粘结喷射的努力，专注于过程可靠性、零件质量和材料多样性。
数字化和人工智能（AI）也将发挥关键作用。实时过程监控、闭环控制和基于AI的优化的整合将增强可重复性并减少缺陷，使喷射AM在关键任务应用中更具吸引力。此外，喷射AM的速度和灵活性将加速数字供应链和按需制造模型的采用，支持大规模定制和分布式生产的趋势。
展望2030年，可持续性将是驱动因素。喷射AM具有的材料效率和回收未使用原料的潜力符合全球减少废物和碳排放的努力。随着法规和市场压力的加大，利用喷射技术的公司将能够很好地满足不断变化的环境标准和客户期望。
利益相关者的战略建议
2025年喷射增材制造（AM）领域利益相关者的战略建议应关注技术创新、市场定位与生态系统合作。随着喷射AM技术（如材料喷射和粘结喷射）的持续成熟，制造商、供应商、终端用户和投资者等利益相关者必须调整其战略，以充分利用新兴机会并应对不断变化的挑战。
- 投资于研发与材料开发：持续投资研发对于推动打印头技术进步、扩展兼容材料组合和提高工艺可靠性至关重要。利益相关者应与领先技术提供商如Stratasys Ltd.和HP Inc.合作，获取尖端的材料喷射解决方案，并利用其在多材料和多色打印方面的专业知识。
- 目标高价值应用：喷射AM在生产高分辨率、多材料和全彩部件方面表现出色，特别适用于医疗、牙科、电子和消费品等领域。利益相关者应关注这些能力提供明确优势的行业，如患者特定医疗设备或复杂电子组件，并与终端用户密切合作，以定制针对行业特定需求的解决方案。
- 增强后处理与工作流整合：为了最大化喷射AM的价值主张，利益相关者应投资于自动化后处理解决方案，并与数字制造工作流程无缝整合。与像3D Systems, Inc.这样的公司的伙伴关系能够促进端到端解决方案的采用，减少人工劳动并提高产量。
- 推动可持续性与法规合规：随着环境法规趋严，利益相关者必须优先发展可持续材料和节能工艺。与像UL Solutions等机构合作进行认证和合规，将增强市场接受度并减少采纳障碍。
- 促进生态系统合作：与软件开发商、材料供应商和行业联合体建立战略联盟，可以加速创新和标准化。参与像ASTM国际主导的倡议确保与全球标准和最佳实践的一致性。
通过实施这些建议，利益相关者可以加强其竞争地位，推动喷射AM技术的采用，并为2025年及以后的增材制造行业的可持续增长贡献力量。
来源与参考
- Stratasys Ltd.
- 3D Systems, Inc.
- voxeljet AG
- ExOne Company
- XJet Ltd.
- Carbon, Inc.
- Digital Alloys, Inc.
- Desktop Metal, Inc.
- 波音公司
- 空中客车公司
- EOS GmbH
- Renishaw plc
- Farsoon Technologies
- 南非科学与工业研究委员会（CSIR）
- ASTM国际
- GE Additive
- UL Solutions
