Ist der Vorrat an metallischen 3D-Druckmaterialien für Formen ausreichend?

一, Angebotsseite: Technologie führt zu mehr Kapazität und einer breiteren Produktpalette.
1. Die Produktionskapazität wächst schnell und die größten Unternehmen erobern den Markt.
Die Produktionskapazität von metallischen 3D-Druckmaterialien für Formen wächst auf dem Weltmarkt sehr schnell. Beispielsweise plant Jiangsu Weilari, der Branchenführer in China, bis 2025 mehr als 1000 Tonnen Formstahlpulver herzustellen, was einem Marktanteil von 70 % entspricht. Nach der Eröffnung wird die geplante Anlage der zweiten Phase in der Lage sein, 4000 Tonnen Waren pro Jahr herzustellen. Durch das Modell „Ausrüstung + Materialien + Dienstleistungen“ haben große inländische Unternehmen wie Bolite und Huashu High Tech den Anteil der Einnahmen aus selbst entwickelten Materialien von 15 % im Jahr 2022 auf 32 % im Jahr 2024 erhöht und so eine große Lieferkapazität geschaffen. Auf dem internationalen Markt dominieren Unternehmen wie EOS und SLM Solutions High-End-Bereiche wie Luft- und Raumfahrt und Gesundheitswesen, indem sie ihre Technologie und Marke ausbauen, während inländische Unternehmen aufgrund ihrer Kosteneffizienz schnell in den Industriemarkt vordringen. Dadurch entsteht ein Muster aus „High-End-Monopol und Mid- bis Low-End-Wettbewerb“.
2. Ständiges Hinzufügen neuer Arten von Materialien, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen
Für den Formenbau müssen die Materialien hohe Anforderungen an Härte, Zähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfüllen. Derzeit haben metallische 3D-Druckmaterialien für Formen ein Produktsystem geschaffen, bei dem Formenstahl im Mittelpunkt steht. Dieses System umfasst viele Arten von Materialien, wie zum Beispiel Hochtemperaturlegierungen, Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen und mehr.
Formenstahl: 18Ni300, H13 und andere Qualitäten können durch Steuerung der Sphärizität und des Sauerstoffgehalts Teile mit einer Dichte von mehr als 99 % herstellen und mehr als doppelt so lange halten wie normale Formen. Beispielsweise stellt die Chargenstabilitätskontrollmethode für Weilari 18Ni300-Pulver sicher, dass sich die Druckleistung nicht um mehr als ± 2 % ändert, was für Präzisionsformen erforderlich ist.
Hochtemperaturlegierungen wie GH4169 und GH3625 haben technische Probleme wie die Verbrennung von Lanthan und die Verflüchtigung von Mangan überwunden, indem sie ihre Zusammensetzung geändert und ihre Prozesse optimiert haben. Dies hat zu einer stetigen Versorgung mit Teilen für Luft- und Raumfahrtmotoren geführt.
Aluminiumlegierung: Nanokeramik und Eloxierung haben neue Materialien wie ZY6061 und AlSi10Mg stärker gemacht, was ihre Wärmeleitfähigkeit um 30 % erhöht hat. Sie eignen sich gut für leichte Dinge wie Schuhformen und technische Geräte.
Titanlegierungen wie TC4 und TA15 werden häufig in medizinischen Formen und kundenspezifischen Implantaten verwendet, da sie sehr stark und sicher für den Körper sind.
3. Neue Technologien senken die Materialkosten und machen die Lieferkette effizienter.
Die hohen Materialkosten sind ein Hauptgrund dafür, dass der Metall-3D-Druck nicht weiter verbreitet ist. Der Preis für Metallpulver für Formen ist in den letzten Jahren aufgrund von Verbesserungen im Zerstäubungspulver-Produktionsprozess, neuen Pulverrückgewinnungstechnologien und der Freisetzung von Skaleneffekten stark gesunken. Valari beispielsweise senkte den Preis für 316L-Edelstahlpulver von 800 Yuan/kg auf 400 Yuan/kg durch den Einsatz der Technologie „Vakuumzerstäubungspulverproduktion + vollständige Prozessrückverfolgbarkeit“. Durch das Wasserstoffreduktionsverfahren wurde auch die Sauerstoffkonzentration von 0,08 % auf 0,03 % gesenkt, wodurch das Pulver besser fließen und sich gleichmäßiger verteilen konnte. Darüber hinaus hat die ausgereifte Pulverrecyclingtechnologie die Rückgewinnungsrate auf 95 % erhöht, was die Kosten für den Einsatz von Rohstoffen noch weiter senkt.
2, Nachfrageseite: Mehr Anwendungsfälle und ein größerer Markt
1. Der Bedarf an Formenbau wächst weiter.
Die Metall-3D-Drucktechnologie wird im Formenbau nicht nur für die Herstellung von Prototypen eingesetzt; Es wird auch zur Erstellung von Vektoren verwendet. Statistiken zeigen, dass bis 2025 25 % der Metallmaterialien, die weltweit im Formenbau verwendet werden, 3D-gedruckt sein werden. Bis 2030 dürfte diese Zahl auf 40 % steigen. Seine Hauptvorteile zeigen sich in:
Flexibler Kühlkanal: Durch eine bessere Gestaltung des Kühlpfads wird die Spritzgießzykluszeit um 30 bis 50 % verkürzt, was die Produktion effizienter macht. Das hybride Teileproduktionssystem von GF Processing Solutions nutzt beispielsweise subtraktive und additive Technologien, um Hochdruck-Druckgussformen schnell zu iterieren.
Leichte Struktur: Durch die Verwendung von Materialien wie Aluminiumlegierungen und Titanlegierungen wird das Gewicht der Form um 40 bis 60 % reduziert, was sie ideal für Situationen macht, in denen das Gewicht auf ein Minimum beschränkt werden muss, wie z. B. Batteriepakete für neue Energiefahrzeuge und Flugzeugmotoren.
Integriertes Formen komplizierter Strukturen: Überwinden Sie die Grenzen standardmäßiger Verarbeitungsmethoden, sodass Formeinsätze, Schieber und andere Teile direkt gedruckt werden können, wodurch das Risiko von Montageproblemen und Dichtungsfehlern verringert wird.
2. Die Nachfrage aus verschiedenen Branchen bestimmt das Materialangebot
3D-Druckmaterialien aus Metall werden in vielen Bereichen eingesetzt, darunter in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizintechnik und anderen. Dadurch erhöht sich die potenzielle Nachfrage:
Bis 2025 werden 15 % aller Flugzeuge über 3D-gedruckte Metallteile verfügen, und bis 2030 wird diese Zahl voraussichtlich auf 30 % steigen. Dies wird den Bedarf an Materialien wie Hochtemperaturlegierungen und Titanlegierungen erhöhen.
Herstellung von Autos: Da Fahrzeuge mit neuer Energie immer leichter werden, nimmt die Verwendung von 3D-gedruckten Metallteilen in wichtigen Teilen wie Motoren und Fahrgestellen zu. Schätzungen zufolge werden bis 2030 weltweit mehr als 5 Millionen Autos über 3D-gedruckte Metallteile verfügen.
Medizinische Ausrüstung: Es besteht ein wachsender Bedarf an maßgeschneiderten Implantaten, Bohrschablonen und anderem Zubehör. Bis 2025 werden weltweit 20 % der medizinischen Geräte aus 3D-gedrucktem Metall bestehen, und bis 2030 wird dieser Anteil voraussichtlich auf 35 % steigen.
3, Ausgleich von Angebot und Nachfrage: die kombinierten Auswirkungen von Technologie, Ökologie und Politik
1. Technologische Iteration trägt dazu bei, dass Angebot und Nachfrage genau aufeinander abgestimmt sind.
Künstliche Intelligenz, das Internet der Dinge und Cloud Computing haben sich zusammengetan, um eine intelligente und personalisierte Versorgung mit 3D-Druckmaterialien aus Metall zu ermöglichen. Beispielsweise kombiniert die Huashu High Tech Intelligent Process Library mehr als 100.000 Materialparametersätze und ermöglicht Ihnen die Erstellung der besten Drucklösungen mit nur einem Klick. Die Platinum IoT-Plattform kann Sie vor Geräteproblemen warnen und diese aus der Ferne diagnostizieren, und der Prozentsatz des Serviceumsatzes ist auf 30 % gestiegen. Darüber hinaus verändert der Einsatz generativer KI den „Design-Druck-Nachbearbeitungsprozess“ durch Simulationsoptimierung, um Materialverschwendung zu reduzieren und den Lieferprozess effizienter zu gestalten.
2. Gemeinsam am Aufbau eines Lieferökosystems in der Industriekette arbeiten
Für Formen müssen viele metallische 3D-Druckmaterialien verfügbar sein. Dies hängt von einer starken Zusammenarbeit zwischen den vor- und nachgelagerten Teilen der Industriekette ab. Vorgelagerte Rohstofflieferanten nutzen neue Technologien, um Pulver besser und stabiler zu machen. Midstream-Ausrüstungshersteller und Dienstleister bieten „Ausrüstung+Materialien+Prozesse“-Lösungen an. Nachgelagerte Anwendungsunternehmen nutzen Feedbackschleifen, um die Leistung von Materialien zu verbessern. Beispielsweise hat Weilari langfristige Partnerschaften mit Universitäten wie der Shanghai Jiao Tong University und dem Harbin Institute of Technology geschlossen. Sie verfügen über insgesamt 96 autorisierte Patente und 14 nationale Standards, die ein kollaboratives Innovationssystem namens „Industrie-Universitätsforschungsanwendung“ bilden.
3. Festlegung von Standards und Unterstützung durch die Regierung, um die Qualität des Lieferanten sicherzustellen
Regierungen und Unternehmen auf der ganzen Welt arbeiten zusammen, um 3D-Druckmaterialien aus Metall stärker zu standardisieren. Schätzungen zufolge wird China bis 2030 für die Herstellung von mehr als der Hälfte aller weltweiten Standards verantwortlich sein. Diese Standards umfassen Dinge wie die Funktionsfähigkeit von Geräten, die Prüfung von Materialien und die Beschreibung von Prozessen. Die „Green Manufacturing“-Gesetzgebung in Ländern wie der Europäischen Union und den Vereinigten Staaten stimuliert auch die Forschung und Entwicklung von Materialien, die weniger Energie verbrauchen und weniger Schadstoffe ausstoßen. Dies hilft der Branche, sich in Richtung Nachhaltigkeit zu bewegen.