增材制造（Additive Manufacturing，AM），又称“3D 打印”，通过使用计算机辅助设计三维模型数据，将离散材料（液体、粉末、丝、片、板等）以分层制造、逐层堆叠的方法创建物理对象的技术。
增材制造从原理上突破了复杂异型构件的技术瓶颈，实现材料微观组织与宏观结构的可控一体化成型，将复杂的零部件结构离散为简单的二维平面加工，解决同类型零部件加工难题，可用于部件的设计与优化、批量化、整体化全流程生产。
增材制造技术是引领新一轮科技革命和产业变革的核心技术之一，是现代产业体系中智能制造业的重要组成部分，增材制造技术的发展推动传统制造业向智能制造转型升级。增材制造具有设计灵活、可定制化生产、减少装配成本和材料浪费、降低产品开发和制造周期、构型精准多样等优点，是对传统制造业的创新和补充，在快速成型及复杂结构加工领域具有优势，已在产品设计研发、定制化开发、部件批量化生产等方面得到应用。
作为综合型运用技术，增材制造技术有效地融合了数字造型、机电控制、信息技术、材料化学等前沿技术，集成了机械加工技术、数字化技术、激光技术和材料科学等多项现代科技成果。增材制造技术是当前国际先进制造技术发展的前沿展望，也是智能制造体系的重要组成部分。
世界科技强国都将增材制造技术作为未来产业发展新的增长点加以培育和支持，欧美等发达国家纷纷将增材制造技术引入国家战略，如美国“America Makes”、欧盟“Horizon 2020”、德国“工业 4.0”等战略计划均将其列入提升国家竞争力、应对未来挑战亟需发展的先进制造技术。
二十世纪 80 年代，全球首家增材制造公司成立。增材制造技术逐步从理想走进现实，该阶段增材制造主要以模型、原型制造为主。2000 年以后，金属增材制造如选区激光熔融（SLM）等技术的出现，解决了传统制造无法实现超复杂加工的痛点，增材制造进入到大规模产业化试制和应用阶段。
近年来，相关国家政策大力驱动增材制造行业，政策指引下企业端、研发端、资本端等齐力发展，推动增材制造行业大发展，从研究端快速迈向产业化。我国增材制造行业相关技术不断推陈出新，下游应用领域持续拓展，产业规模不断扩大，行业广度与深度都得到了较快的发展。
2、行业产业链
增材制造产业链的上游为原材料、核心硬件和辅助运营系统，中游主要为增材制造设备和相关服务制造商，下游为增材制造应用领域，主要为航空航天、工业制造、科学研究、消费电子等领域。根据艾瑞咨询的《中国 3D 打印行业报告》，国内增材制造应用市场以工业级应用为主，约占 70%。在整体产业链中，增材制造全产业链技术壁垒和专利集中在中游设备厂商，增材制造设备是推动整个产业链发展和创新的基础。
此外，设备制造商负责在产业链中将市场需求转化为具体的设备和服务，通过不断的技术迭代和产品更新，满足市场的多样化需求，并进一步整合其他产业链环节。增材制造设备的成本结构和性能直接影响整个产业链的成本结构和竞争力，尤其是在高端市场和技术驱动的应用中，因此设备在整个增材制造产业链中占据主导地位。
（1）行业上游
增材制造产业链上游主要包括原材料、硬件和软件等。
原材料是增材制造最重要的物质基础。粉末床热熔融技术相关的增材制造原材料包括金属粉末和非金属粉末。对于金属材料，目前常用的金属粉末有钛合金、钴铬合金、不锈钢、铝合金等材料。金属和复合材料凭借比传统材料更优异的力学特性，如刚性、抗冲击性、轻便性等，将推动增材制造技术服务更多应用场景。
金属粉体材料供应商以欧美厂商为主，国内增材制造行业金属粉材厂商众多，部分龙头产品性能已能赶超国外水平。对于非金属材料，非金属粉末发展历史更久，在目前行业中占据主导地位，我国材料市场仍以非金属类型为主。
目前常用的非金属粉末有工程塑料、尼龙、树脂，以及不断开发的生物基可降解材料、复合材料、高分子粉末材料等。增材制造设备所使用的核心硬件包括激光器和振镜系统等。其中，激光器主要从美国、德国进口，振镜主要从德国进口，存在依赖进口的情况。进口振镜在行业内应用历史较久，性能成熟稳定，知名度相对更高。
国产振镜的技术成熟度相比进口振镜存在一定的差距，随着国内对激光器和振镜的研发投入，性能进一步得到提高，目前已能实现部分替代进口产品，整体国产化正快速推进。增材制造设备所用到的辅助运行工具主要包括增材制造设备工艺软件、设备控制软件等。工艺软件是对扫描路径规划等数据进行处理的软件，设备控制软件是控制增材制造设备制造运行全环节整体控制的系统软件，集合扫描控制、制造与故障诊断、温场控制、远程监测、数字化扫描控制、数据反馈与集成控制等功能于一体。
（2）行业中游
增材制造产业链中游主要包括各种打印技术的设备生产制造商及技术服务提供商。在整体产业链中，真正掌握打印生产能力或设备制造能力的中游厂商在行业中占有相对主导地位，影响着上游的原材料选择和供应，以及下游的应用拓展和市场需求。增材制造设备可分为工业级设备和桌面级设备。
工业级打印机技术壁垒高，资本投入大，一直以来发展较为缓慢，但当前工业级增材制造产业受到国家政策大力支持，我国增材制造产业发展迅速，越来越多的企业参与到工业级设备的研发制造中，产品设备关键技术指标与国外相当，市场规模目前已开始呈现出快速增长的发展态势。其中，金属打印更专注于工业级应用，设备均价更高。
设备和技术相关的专利研发数量呈现出上升趋势，研发重点聚焦在对技术和设备的效率提升，从而形成更高效的规模化经济效益。中游增材制造设备处于产业链主导位置，承上启下促进产业链整体提升。对接下游各领域需求并展开设备研发和迭代，推动增材制造技术在下游应用领域的开拓和单一领域渗透率的提升，并为中游增材制造服务业务提供扩容基础，同时倒逼上游原材料产能扩充，提升效率，降低材料成本。
我国目前相较全球仍处于下游开拓和快速渗透阶段。因此国内增材制造企业目前以中游的增材制造设备企业为主。根据中商产业研究院出具的《2024 年中国 3D 打印行业市场前景预测研究报告》，我国增材制造行业中，打印设备的营收占比超过 55%。
（3）行业下游
增材制造产业链下游为打印产品与服务的使用者，通常为企业型用户，根据产品的适用场景分类不同，下游应用领域又可进一步分为航空航天、工业制造、科学研究、消费电子等细分领域，主要的应用领域情况具体详见第4点、增材制造下游应用领域。
连续纤维增强复合材料、多激光选区激光融熔（SLM）金属等技术的发展，使得增材制造在直接制造和批量生产中展现出巨大潜力。未来，随着材料性能的提升和打印效率的提高，增材制造技术有望在更多领域实现突破和应用。
3、行业技术
增材制造发展至今，目前处于多技术路线共存的状态。根据 ISO/ASTM52900-15 和国标《增材制造术语》（GB/T 35351-2017），增材制造工艺可分为七大基本类别，每一工艺类别分别衍生出不同的细分工艺技术，具体如下：
粉末床熔融（Powder BedFusion）简称 PBF：通过热能选择性地熔化/烧结粉末床区域的增材制造工艺。选区激光熔融（SLM，也称金属粉末床激光熔化技术 MPBF，）；选区激光烧结（SLS）（也称选择性粉末床烧结技术 PPBF）；电子束熔化（EBM）。
定向能量沉积（DirectedEnergy Deposition）简称 DED：利用聚焦热能将材料同步熔化沉积的增材制造工艺。激光近净成形（LENS）[又称激光立体成型（LSF）或激光熔覆成型（LMD）]。
材料挤出（Material Extrusion）：将材料通过喷嘴或孔口挤出的增材制造工艺。熔融沉积成型（FDM）。
立体光固化（VatPhotopolymerization）：通过光致聚合作用选择性地固化液态光敏聚合物的增材制造工艺。光固化成形（SLA）。
材料喷射（Material Jetting）：将材料以微滴的形式按需喷射沉积的增材制造工艺。材料喷射成形（PJ）。
粘结剂喷射（Binder Jetting）：选择性喷射沉积液态粘结剂粘结粉末材料的增材制造工艺。三维立体打印（3DP）。
薄材叠层（Sheet Lamination）：将薄层材料逐层粘结以形成实物的增材制造工艺。薄材叠层（LOM）。
增材制造技术多样，经过多年发展，总体技术路线已基本定型，大多数企业选择时仍有较多分支路线。粉末床熔融技术为工业级增材制造的主流技术路径，是金属与非金属打印共同的技术基础，也是国内外主流厂商的选择，更能满足工业级领域对产品精度、强度、大尺寸、打印效率和可靠性的要求。
其中，选区激光熔融（SLM）和选区激光烧结（SLS）是最主流的方向，绝大部分国内厂商和国际厂商均布局粉末床熔融技术路线。根据 Wohlers Report 2022 报告显示，增材制造领域 40 家主要设备生产商中有 22 家提供粉末床熔融（PBF）设备，占到总数的 55%。根据 AM POWER，2021 年 PBF 在金属增材制造市场中占据 83.8%的市场份额。
同时，根据 AM POWER Metal AM Maturity Index 2022，金属增材制造成熟度及产业化水平最高的技术路线主要集中在 PBF、DED，其中 L-PBF（基于激光的 PBF，以 SLM 为代表）在产业中应用最为广泛。选区激光熔融（SLM）技术能保证打印成品的精度，能完成更复杂程度的产品，并最终得到较高的表面完成度。
粉末床熔融技术为目前工业级增材制造的主流技术路径选择。粉末床熔融技术的主要原理为，将三维模型的切片导入，通过热能选择性地逐层扫描并熔化/烧结粉末床区域直至成品完成的增材制造工艺。具体的打印过程如下：
（1）模型设计与参数选择。利用计算机三维建模软件设计出零件实体模型，然后将三维模型切片分层，得到一系列截面的轮廓数据，输入合适的工艺参数，如零件加工方向、扫描间距、扫描速度、激光功率、粉末类型、铺粉厚度等，根据轮廓数据和分割区域设计扫描路径。
（2）零部件打印过程。激光束扫描开始前，利用铺粉辊均匀地在成型缸的基板上铺上一层很薄的粉末，激光束对当前层进行选择性激光熔化/烧结，熔化/烧结的粉末冷却固化后，生成具有一定厚度的实体薄片，工作台降低一个单位高度，粉料缸上升一个单位高度，铺粉辊重新铺粉，激光束开始扫描新一层，层与层之间同步结合，层层叠加，直至整个零件成型。
（3）后处理。所有切层扫描完毕后，可移动制件到除尘室，移除并回收未被熔化/烧结的粉末，并将制件上多余的粉末去掉，取出打印好的实体制件。选区激光熔融（SLM）和选区激光烧结（SLS）区别在于选区激光熔融（SLM）专门用于金属打印，通常搭配激光器数量较多，功率较大，能达到较高制造温度，完全熔化金属粉末。
选区激光烧结（SLS）主要用于非金属，通过激光束照射使粉末表面瞬间升温到接近熔点或烧结温度而非完全熔化状态，通常搭配激光器较少，功率较低，系统结构相对更简单。两种技术都被广泛应用于航空航天、工业制造、科学研究、消费电子等领域，可用于快速原型设计和制件直接制造等。两种技术路线的原理如下：
选区激光熔融（SLM）技术使用材料以钛合金、高温合金、铜合金、钴铬合金等金属材料为主，材料使用率高，成型致密度高，成型件的力学性能好，一般拉伸性能、抗拉强度等机械性能指标优于铸件水平，甚至可达到锻件水平。由于打印过程中激光需将温度提升至上千摄氏度使得金属完全熔化后再固化，打印件能够达到较高的打印精度。
金属粉末床激光熔化技术工艺较复杂，整个加工过程在惰性气体保护的加工室中进行，以避免金属在高温下氧化。金属粉末床激光熔化技术是当前金属打印主流方案，产品性价比相对占优，具备高致密度、高强度、高精度、高利用率的优势。
选区激光烧结（SLS）技术所使用的成型材料种类广泛，理论上，任何加热后能形成原子间粘结的粉末材料都可作为选择性粉末床烧结技术的成型材料，主要为尼龙、工程塑料等聚合物，也可用于铁、钛、合金等金属、陶瓷等，材料使用率高。对制件形状几乎没有要求。由于下层的粉末自然成为上层的支撑，且打印过程无需支撑结构，可制造任意复杂的形体，实现设计制造一体化。制件具有较好的力学性能。成品可直接用作功能测试或小批量使用。成型件的产品强度和表面光滑度略低于选区激光熔融（SLM）。
4、增材制造下游应用领域
根据 Wohlers Associates，2024 年全球增材制造行业的下游应用领域主要为航空航天、医疗健康、汽车领域、能源领域等。其中，航空航天、医疗健康、汽车领域、能源领域为主要应用领域，收入占比分别为 17.7%、11.1%、10.3%和8.4%。
（1）航空航天领域
航空航天领域对金属增材制造的需求尤为旺盛，是增材制造技术较早进入的领域之一，也是目前增材制造技术应用最广和最有发展前景的领域之一。
增材制造技术突破了传统制造技术对结构尺寸、复杂程度和成型材料的限制，提供了变革性的技术途径：第一，航空航天设备往往具有“多品种、小批量”的特点，尤其在试制阶段许多零部件都需要单件定制，若采取传统工艺则周期长、成本高，增材制造可以实现低成本快速成型，大幅缩短零件交付周期；第二，出于减重与强度要求，航空航天设备中复杂结构件或大型异构件的比例较高，若采用传统的“锻造+机加工”方式，则所需工序繁多、工艺复杂。
而增材制造在复杂部件加工方面具有明显优势，能够满足零部件形态复杂及零部件轻量化要求，同时实现零件整合，大幅减少装配所需零件数量；第三，航空航天制造多采用价格昂贵且难以加工的材料，如钛合金、镍基、高温合金等。传统工艺材料利用率低，铸模、锻造、切割和打磨等环节会浪费大量的材料。采用传统工艺加工飞机零部件的原材料利用率只有 10%左右，而增材制造方式可将原材料利用率提高至 90%以上。
航空航天领域是当前增材制造技术落地最成功的产业之一。随着航空航天领域的不断迭代和技术突破，航空航天领域对零部件提出了轻量化、集成化、缩短研发周期以及复杂结构一体化成型等需求，这些需求和特性均与增材制造的特点完美契合。增材制造行业近年来实现快速增长，其在航空航天领域目前已实现产业化应用，且未来渗透率将持续提升，市场空间巨大。
空客公司、SpaceX、美国GE、蓝箭航天、深蓝航天等公司已实现使用增材制造技术生产航空发动机零部件、机身零部件、阀门、涡轮泵等部件，达到轻量化、低成本、短周期的制造效果。目前，增材制造在航空航天和国防科技领域中已率先完成落地应用，并逐渐完成技术迭代，成为整体行业规模扩张的重要基石领域。
2023 年 3 月，全球首枚“全 3D 打印火箭”（Terran 1）发射，虽未能进入轨道，但首次向全世界展示了全 3D 打印的火箭可以承受最恶劣的轨道发射条件，验证了增材制造大规模合并零件制造的安全可行性。Relativity Space 发射的Terran 1 火箭 85%零部件由增材制造技术制造，通过增材制造 Relativity Space 将零件数量从传统的 100000 个大幅减少到大约 1000 个，最大限度减少了潜在故障点，能够在 60 天内打印和组装一枚火箭，而传统火箭通常需要 18 个月。
2024年 8 月，SpaceX 首次展示了其第三代猛禽发动机（Raptor 3），大量使用金属增材制造技术，帮助实现大量零件整合、优化和轻量化，得益于增材制造在复杂结构制造、快速制造方面的优势，猛禽发动机自 2016 年推出以来，不到十年时间实现三代更迭，实现了成本的极致压缩，和性能的极致提升。美国官方机构 NASA采用了增材制造技术开发了全尺寸的旋转爆轰火箭发动机，并进行了多次实验；此类发动机将用于深空探测，以及开发了由新型铝合金制造的火箭喷嘴并成功测试。
在国内，长征五号 B 运载火箭的成功首飞中包含了全 3D 打印的芯级捆绑支座。新一代载人飞船试验船的返回舱防热大底框架、“鹊桥二号”卫星的贮箱结构使用了增材制造技术。其他商业航空领域也蓬勃发展，如星河动力“谷神星一号”运载火箭的“边界”轨姿控动力系统，其中的集合环使用了增材制造技术，从而极大简化了管路接口，优化了机加过程。蓝箭航天的朱雀二号和朱雀三号火箭配备了增材制造的不锈钢和高温合金零件。
星际荣耀的双曲线二号验证火箭中，三通和喷注器通过增材制造技术完成制造。中国航天科技表示，新研制的火箭发动机中，60%以上的零部件都可以通过 3D 打印生产，生产效率实现了显著飞跃，合格率从 30%提升至 95%，生产时间从 50 小时缩短至 10 小时。根据 Straits Research 的分析，全球 3D 打印在航空航天和国防市场的价值为2021 年为 13.5 亿美元，预计到 2030 年将达到 86.6 亿美元。
在该市场分析公司的最新报告中，预计该行业将 2022 年至 2030 年期间复合年增长率为 26.1%。推动市场扩张的因素是航空航天供应链中对 3D 打印零件的接受度提高以及 3D 打印的优势，以及加工和制造成本的降低。按应用划分，市场分为飞机、无人机和航天器，其中飞机占据最大的市场份额。
增材制造在航空航天装备领域主要应用于飞机、飞船、火箭等精密零部件的设计与制造，已经成为锻造、铸造等传统制造方式的补充，目前锻造、铸造等传统市场已有超过千亿元市场规模，金属增材制造作为其有效补充，预计可实现其中 20-30%的技术替代。目前增材制造在航空航天及国防科技领域渗透率较低，尚有待进一步提升空间，在军队化建设、民用航空市场、商用航空市场等均有较大发展潜力。具体如下：
1）军队化建设
在全球安全需求提升、地缘政治局势日趋紧张的大背景下，国防科技领域对增材制造的应用需求持续增长，全球主要国家国防预算仍在不断上升。我国经济实力持续增强，在国防支出上的预算不断增加，航空装备领域等实力与美国仍存在差距，国防现代化建设进程存在需求性。
根据《World Air Forces 2023》，我国军用飞机总数为 3,284 架，仅为美国军用飞机数量的 25%。从 2018 年起，我国国防预算已连续 8 年破万亿元。2024 年，我国军费预算为 1.67 万亿元，增加的国防费的主要用途之一便是加快国防科技装备现代化建设。国防预算的增长将产生对金属增材制造更大的市场需求，未来将持续赋能增材制造设备行业的发展。
2）民用航空市场
中国民用航空市场空间广阔，单通道客机仍是需求主流，未来 20 年中国将是新机交付量最大市场。根据中国商飞预测年报（2022-2041），中国航空旅客周转量年均增长率将为 5.61%，为全球最高。到 2041 年，中国的机队规模将达到 10,007 架，占全球客机机队比例 21%，成为全球最大的单一航空市场。2022-2041 年中国航空市场将补充 50 座级以上客机 9,284 架，价值约 1.47 万亿美元，年均市场 735 亿美元。其中，单通道喷气客机 6,288 架，价值量为 7,490 亿美元（年均 374 亿美元），双通道客机 2,038 架，价值量为 6,730 亿美元（年均336 亿美元）。
国产大飞机 C919 已正式交付并获适航许可证，投入商业运营。2023 年 C919交付 4 架，ARJ21 交付 34 架，国产大飞机从研制阶段全面转向产业化发展新阶段，中国商飞收获了“两个历史性首航”等重大成果：C919 在全球首家客户中国东航实现商业首航，首批 3 架航线运营平稳开局，新增订单 100 架。
ARJ21在海外首家客户首航，累计交付国内外客户 122 架，通航 140 余座城市，载客突破 1,000 万人次；首批 2 架货机交付客户，医疗机完成取证，系列化发展取得重要突破。C929 立项研制，稳步推进初步设计中。当前，中国商飞的储备订单 1200 余架，每年交付几十架，交付量与空客和波音两大巨头相比仍有差距，但是中国商飞的市场化在提速。民航局工作会明确提出，推动国产大飞机的国际市场发展。未来，中国大飞机或将改变全球航空工业格局。
3）商业航天市场
在国家政策支持和民间资本研制下，商业航天产业在卫星制造、卫星遥感、卫星导航、卫星通信和商业火箭等领域将拥有广泛前景。如低轨通信卫星发展迅速，SpaceX 星链计划已证明卫星互联网在商业上的可行性。SpaceX 星链计划是全球最大卫星星座，截至 2024 年累计发射数量超过 7,000 颗。成功的核心在于通过卫生批量生产、一箭多星技术、火箭回收复用等方式降本增效，引领航天产业革命。目前中国在这些方面较国际领先水平仍有不小的差距。基于商业需求、应对低轨资源竞争、和国防安全威胁，中国支持国内卫星产业尤其是商业低轨卫星的发展。
2020 年 4 月，国家发改委将卫星互联网纳入“新基建”范畴，中国卫星互联网项目开始迅猛发展。2023 年 10 月，工信部发布《关于创新信息通信行业管理优化营商环境的意见（征求意见稿）》，提出分步骤、分阶段推进卫星互联网业务准入制度改革。后续国家陆续出台产业政策重点支持领域集航天装备制造及卫星应用领域。商业航天作为新质生产力的典型代表，不仅是建设航天强国的重要组成部分，更是推动社会经济高质量发展的新增长引擎之一。
伴随着低成本商业卫星与运载火箭、低轨卫星互联网、太空旅游、太空资源利用等领域的拓展，商业航天已成为推动航天产业发展的主体力量，是构成国家战略性力量的有机组成。在国家政策的大力支持下，我国商业航天活动日益活跃，商业发射次数高速增长，2023年，我国发射商业航天器 141 颗，同比增长 29%；商业发射 23 次，较 2022 年增长 28%。
随着国家队和商业航天加速追赶，2024年成为中国低轨卫星密集发射元年，随着供需两端不断成熟，相关技术有望突破，国内低轨通信卫星的发射量有望在2026 年迎来爆发。我国的低轨卫星互联网星座规划包括“GW 星座”“G60 星座”和“鸿鹄-3 星座”，合计超过 3.6 万颗卫星。我国预期将在 2027 年前发射约 3900 颗卫星，2030 年总数量有望突破 6000 颗。
2024 年 8 月 6 日，我国在太原卫星发射中心使用长征六号甲遥二十一运载火箭成功将“千帆星座（G60 星座）”首批组网卫星——千帆极轨 01 组 18 颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。2024 年 12 月 16 日，“中国版星链”GW 星座在海南文昌发射中心完成首发任务。卫星方面，2023 年 7 月，中国首颗采用柔性太阳翼得卫星——银行航天灵犀 03 星发射升空，完成了平板卫星堆叠分离技术国内首次在轨验证，未来将计划实施一箭多星发射。
火箭方面，多家民营商业航天公司公开了 LEO 运力超过10 吨的火箭计划，如深蓝航天的“星云二号”（预计 2025 年半年首飞）、星际荣耀的“双曲线三号”（预计 2025 年首飞）等。深蓝航天的“星云-M”1 号试验箭在 2022 年完成 1 公里垂直起飞及降落飞行试验，成为继 SpaceX 后全球第二家完成液氧煤油火箭垂直回收复用全部低空工程试验的公司。2024 年 11 月 30日，我国首个商业航天发射场海南商业航天发射场首次发射取得圆满成功。
新型运载火箭长征十二号成功将卫星互联网技术试验卫星、技术试验卫星 03 星送入预定轨道。海南商业航天发射场建成并成功首发，填补了我国没有商业航天发射场的空白，完成了星箭制造、商业发射场测试发射，以及卫星数据应用服务的商业航天全产业链闭环。
根据思瀚产业研究院，中国商业航天市场规模保持高速增长，从 2018 至 2023年，市场规模由 0.6 万亿元突破至 1.9 万亿元，年均增长率达 23%。随着近年来政策不断开放，中国商业航天产业发展已驶入快车道。2024-2029 年，中国商业航天产业将进入发展黄金期，预计 2029 年中国市场规模将达到 6.6 万亿元人民币，年复合增长率超过 20%。增材制造技术作为提高航空航天设计和制造能力的关键技术，应用规模增长迅速，未来市场发展潜力巨大。
（2）医疗健康
医疗健康领域已广泛应用增材制造技术。医用植入物和医疗器械制造已在临床上大规模应用，前景广阔。增材制造技术可用于快速实现各种个体化医学模型、辅助器械、植入体等产品的制造，有助于实现临床个体化、精准化治疗。从最初的医疗模型快速制造，逐渐发展到利用增材制造技术直接制造助听器外壳、植入物、复杂手术器械、康复辅具和增材制造药品，正逐步拓展更多的应用场景，为医疗界提供新的更精准、更有效、更安全的手术技术治疗方案。
增材制造在医疗健康应用可应用于生物制造、定制植入物、现场制造、手术规划、医学教育、药物输送系统等。从医疗器械领域来看，目前通过我国注册或备案审批的产品大部分为模型或导板，骨科等成为关键布局方向，如 2015 年爱康医疗旗下子公司北京爱康宜诚医疗器材股份有限公司开发的人工髋关节产品获国家药品监督管理局注册批准，成为我国首个获批的增材制造人体植入物。
增材制造在医疗健康中存在应用优势：增材制造可以减少生产医疗设备和植入物所需的交货时间，简化制造过程，减少装配需求，最大限度地减少错误，并改善质量控制；增材制造允许更大的设计自由度和复杂性，能够创建复杂的几何图形和复杂的内部结构；减少对过剩库存的需求；通过创建患者器官或四肢的解剖模型进行手术前计划和手术练习从而改善手术效果；通过定制的医疗设备和植入物降低感染和并发症的风险，并改善患者的治疗结果，改善患者护理。
根据 Acumen Research and Consulting （ARC）机构关于 3D 打印在医疗应用市场的分析报告，2022 年全球增材制造在医疗应用中的市场规模占 28 亿美元，预计到 2032 年将达到 110 亿美元的市场规模，从 2023 年到 2032 年的复合年增长率为 16.6%。北美是最大的增材制造医疗应用市场，其次是欧洲和亚太地区。中国作为亚太地区最大的医疗消费国家，医疗健康领域增材制造市场发展潜力大。
（3）汽车领域
汽车行业是最早应用增材制造技术的领域之一，早在 20 世纪 90 年代，欧美整车制造企业如福特、宝马、大众等，已将增材制造应用于汽车的研发和试制环节。车企在应用增材制造技术上主要有三个发展方向，一是满足客户定制化需求，进行个性化外观组件定制；二是缩短研发周期并快速生产，减少部分零部件备库压力；三是应用于汽车轻量化领域，通过中空夹层、一体化结构、镂空点阵结构和异形拓扑优化结构，结合钛合金、铝合金、碳纤维等轻质原材料，有效实现汽车降重。金属增材制造在汽车行业的应用经历了从概念模型打印，到功能模型打印，功能部件制造，最后向打造整车方向的方向发展的过程，未来增材制造有望打通汽车生产全生命周期。
目前汽车行业增材制造已覆盖汽车设计、零部件开发与创新、内外饰应用、研发试制等场景。以设计为例，增材制造可以实现无模具设计和制造，缩短产品概念模型设计制造周期，帮助厂商优化设计。随着人们对汽车轻量化、个性化、智能化需求不断提升，增材制造技术的出现可以有效地满足汽车领域的零部件直接制造需求，突破传统制造工艺的局限性，在减重、材料损失、复杂性等方面发挥越来越重要的作用。汽车领域的工装夹具、模具、新能源汽车轻量化等零部件的市场需求将进一步增长，汽车领域的增材制造市场有望持续扩张。
基于对轻量化、个性化汽车零部件需求的激增，以及行业对可持续制造技术的日益关注，根据 PrecedenceResearch 的最新报告显示，2024 年全球汽车 3D 打印市场规模预计将达到 33.6亿美元，并将在 2034 年突破 256.1 亿美元，复合年增长率高达 22.53%。
增材制造技术在汽车行业应用广泛，前景广阔，将随着汽车保有量和增量的上升持续发展。根据《轻量化技术和材料在汽车工程中的应用》，对于燃油车，汽车质量每减少 10%，汽车燃油效率将会增加 6%-8%；而对于新能源汽车，每减重 10%，续航里程可提升 5-6%。在提高汽车性能，还是在实现汽车节能、降耗、增加续航里程方面，轻量化都是汽车的重要技术路径之一。根据中国汽车工业协会数据，2024 年我国汽车产销量突破 3,100 万辆，分别为 3,128.2 万辆和 3,143.6 万辆，同比增长 3.7%和 4.5%，连续 16 年稳居全球第一。
与此同时，全球新能源汽车市场进入高速增长期，新能源汽车近几年发展势头强劲也成为我国汽车行业发展的亮点。2024 年我国新能源汽车产销首次跨越1000 万辆大关，产销分别为 1,288.8 万辆和 1,286.6 万辆，同比分别增长 34.4%和 35.5%。目前，我国新能源汽车销量已经连续五年超过 100 万辆，并连续十年位居全球第一。
（4）消费电子领域
目前增材制造在消费电子行业的应用主要集中在产品设计和开发环节。消费电子行业涵盖范围较广，主要包括手机、电子产品、电脑、家电、工具和玩具等行业。消费品行业具有产品生命周期短，更新换代快的特性，需要持续不断的开发和投入。
借助增材制造的优势，可以缩短产品开发周期，大幅削减设计成本。此外，钛合金成为增材制造进入电子消费领域的切入点，成为产业发展的新趋势。钛合金兼具高强度和轻量化的优势，成为消费电子结构件的重要选项，被主要消费电子厂商大量使用。基于手机大屏化趋势、大容量电池的装配、和其他配件的堆积，智能手机伴随着代际更新和产品升级导致重量上升，因此钛合金成为重要选项，并主要用于铰链、手机中框、手机外壳等。
苹果从 Ultra 系列手表开始标配钛合金表壳，新发布的 iPhone15 Pro 版本也开始使用钛合金中框。华为在 2022 年发布的折叠屏手机 Mate Xs 2 结构件中采用钛合金材料，并在 Watch 4Pro 中使用了钛合金边框。根据测算，相比使用不锈钢，苹果 Ultra 手表标配钛合金边框，能够减轻全机重量的 12.9%。由于钛合金是热的不良导体，远低于不锈钢及铝合金，在加工中热量易聚集，局部升温快，对刀具和加工良率产生不利影响，因此机加工钛合金难度高，良率更低。
另一方面，增材制造的技术工艺较好地适配了钛合金零部件的制备。增材制造工艺通过激光熔融粉末成型并层层叠加的方式避免了对钛合金进行切割的弊端，其次增材制造对复杂结构具有低成本敏感性，因此设计自由度高，可以通过更多空腔结构来实现轻量化。当前消费电子钛合金趋势之下，增材制造技术打印钛合金成本低于传统 CNC 制造，市场空间释放，国内选区激光融熔（SLM）技术已成熟，在航空航天领域实现应用后逐步迁徙到消费电子领域。钛合金与增材制造的结合有望成为发展新趋势，推动增材制造新的增长点。
增材制造工艺下的钛合金对折叠屏手机性能提升显著。2023 年 7 月荣耀发布新款折叠屏手机 Magic V2，在折叠处的关键零件铰链中使用了钛合金材料，成为全球首款采用钛合金铰链的折叠旗舰机，也是钛合金增材制造工艺首次在手机上大规模使用。铰链的主要作用是辅助柔性屏对折，对手机的耐久度、折叠状态的贴合度、展开状态的平整度发挥着重要作用。
据荣耀官方数据，得益于钛合金铰链的应用，Magic V2 的折叠厚度低至 9.9mm，展开厚度仅 4.7mm，较铝合金材料强度提升 150%，可实现 40 余万次折叠，重量仅 231g，具有良好的性能指标。近年来手机折叠屏增速可观，叠加钛合金导入带来的轻薄优势，有望催生3C 行业结构性成长机会。
预计未来各大 3C 品牌折叠屏均有望转向 3D 打印钛合金轴盖。2023 年全球折叠屏手机出货约 1590 万台，占智能手机份额 1.4%。根据 Statista 和 Wholers Associates，2022 年全球消费电子市场规模约为 1.01万亿美元，全球消费电子领域 3D 打印市场规模为 21.27 亿美元，渗透率仅 0.21%，未来随着钛合金的广泛使用以及龙头厂商的示范效应，增材制造应用仍有巨大上升空间，仅钛合金增材制造在消费电子领域的市场空间便有望超百亿元。
根据中信证券研究部测算，如果苹果采用增材制造，长期看若 Ultra 手表表壳和 Pro 版本手机中框分别有 90%和 30%采用增材制造，则对应空间约 93 亿元。
（5）其他领域
1）工业模具
模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具，是汽车、家用电器、通信、轮胎、消费电子等制造业的配套产品，其产品性能必须满足各行业的需要，制造业都与模具行业相关，模具被称为“百业之母”。增材制造技术在模具领域的运用广泛，前景广阔。增材制造已广泛应用于复杂模具、嫁接模具以及随形冷却模具等领域，增材制造技术生产的模具涵盖了多个优点，包括：
①模具生产周期缩短；
②制造成本降低；
③模具设计的改进为终端产品增加了更多的功能性如随型水冷等；
④优化工具更符合人体工学和提升最低性能；
⑤定制模具帮助实现最终产品的定制化，提升注塑模具的生产效率以及模具寿命。
增材制造在模具行业的应用主要体现在快速成型、模具设计和优化生产工艺等方面。通过增材制造技术，模具制造商可以快速制作原型，验证设计，进行多次迭代，以节省大量时间与成本。常见应用包括注塑模具、压铸模具和热流道系统的制造。与传统方法相比，增材制造能够生产更复杂、更精细的模具，并减少传统制造中的人工操作和模具数量。我国模具市场规模整体稳定，汽车、电子、IT 为模具行业为主要应用下游。
由于我国中高端模具“自配率”不足 60%，但以精密模具为代表的高端市场仍有较大需求。未来模具行业仍将紧跟工业的步伐快速发展，增材制造、机器人、精密机床、智能控制等先进技术的引入，必将推动模具行业向新的高度发展。2022年中国模具行业的市场规模约为 3,467.73 亿元，同比增长 12.6%。预计到 2025年，我国模具市场规模将达到 3,800 亿元。
目前增材制造已在部分模具领域取得较快发展，如随形水路和鞋模等。注塑时塑胶产品的冷却主要靠模具冷却水路来完成，而传统冷却水路是通过铣床等机加工工艺制造，水路形状有局限性，且距离模仁表面更远，导致冷却效率低、注塑周期长、冷却不均匀、产品变形量大、良品率低等。而增材制造随形水路可以使水路根据零件形状均匀排布，在积热区域可以增加水路密度，从而使型腔温度均衡、提升产品良率，有效降低冷却周期，提高生产效率。
鞋模制造作为传统加工行业之一，其完整工序包括设计、木模制造、铸造、模具制作、咬花、喷砂、电镀/喷铁氟龙防护处理等工序。整个加工过程非常复杂，周期长，成本高，需要耗费大量的人工及满足严格的绿色环保要求。使用增材制造技术可免去木模、铸造和咬花等工序，实现更快的产品交付、更有立体感的花纹呈现效果和更环保的制造方式。
随着消费与制造业的双重升级，汽车、电子及通信等各行各业的产品对模具的精度提出了更高的要求，高档精密模具的研制与开发将成为未来模具产业的重点发展方向之一。同时，模具属于单件小批量生产个性化定制的产品，其定制设计能力水平将成为竞争力之一。增材制造技术有利于模具的设计过程实现数字化，优化模具结构，持续向复杂和高精密发展。
2）科学研究
在科学研究领域，增材制造技术可以为学生提供更好的学习机会与实践体验，支持复杂的教学模型、实验设备和课堂辅助器材，激发学生的学科兴趣和创新思维。高校和研究机构也可以使用增材制造技术制造各种实验设备和特种工具，为研究提供更全面的技术支持。增材制造技术在设计创新教育领域是设计教育检验与评价的实体化工具，是以解决问题为导向的个性化创造手段，也是虚实结合的设计创新教育平台的技术支撑，增材制造技术的升级将不断促进教育科研的创新发展，并推动健全完善跨学科增材制造的教育科研创新体系。另一方面，有助于促进增材制造相关领域的人才队伍的培养和建设，促进增材制造新技术产业与研究相结合，共同促进产业化升级。
