美国增材制造市场规模及份额

美国增材制造市场分析

2025年美国增材制造市场规模为64.7亿美元，预计到2030年将达到116.2亿美元，复合年增长率为12.42%。航空航天领域的减重机会、国防仓库的现场生产以及骨科领域的患者专用植入物正在将技术从原型设计转向经过认证的最终用途生产。 《通货膨胀减少法》第 48D 条信贷等联邦激励措施奖励国内先进制造业投资，而国防部 (DoD) 预算分配则为军事平台创造长期需求信号。^{[1]美国国税局，“26 CFR 1.48D-1 — 确定先进制造业投资信贷”，ecfr.gov} Vert通过合并进行的整合——最明显的是 Nano Dimension 于 2025 年收购了 Desktop Metal 和 Markforged——增强了多材料能力并扩大了规模。然而，每个零件超过 600,000 美元的认证成本和每公斤 120 美元的镍合金粉末限制了受监管行业的采用。

美国增材制造市场趋势和见解

美国联邦航空管理局资格认证加速航空航天应用

美国联邦航空管理局在 2024 年对其特殊适航途径进行了现代化改造，为 OEM 厂商提供了一条清晰的途径来认证 3D 打印飞行硬件。^[2] GE Additive 的 LEAP 发动机燃油喷嘴重量减轻了 25%，并拆除了 18 个喷嘴波音和空客现在运营内部增材制造中心，以确保关键供应链与美国联邦航空管理局的合作支持统一的质量指标，随着飞机制造商需求的增长，推动美国增材制造市场更深入地进入初级结构应用。ws，设备供应商在多激光吞吐量和实时熔池监控方面展开竞争。

骨科行业通过针对患者的制造实现转型

选择性激光熔化使晶格植入物能够复制骨各向异性，减轻年轻患者的应力屏蔽。^{[2]联邦航空管理局，“特殊适航认证的现代化”，federalregister.gov} FDA 使质量体系法规与 ISO 13485:2016 保持一致的修订版于 2026 年 2 月生效，简化了定制设备的审批。^{[3]BioMed，“为模仿患者骨各向异性属性而定制的定制晶格结构”，mdpi.com} 交付时间从 8 缩短几周到两周，外科医生报告说，当患者匹配的模型指导术前计划时，手术时间会缩短。随着结果数据的积累，保险公司会考虑基于价值的报销，消除日常使用的障碍。这些动态使医疗植入物成为美国增材制造市场中两位数增长的引擎。

石油和天然气基础设施采用大型 WAAM

电弧增材制造 (WAAM) 现在可按需生产米级管道阀门和泵壳，从而消除长导程铸件。^{[4]制造和材料加工杂志，“大型 WAAM 组件的热机械建模”，mdpi.com} 操作员可将材料浪费减少高达 90%，并减少远程设施的停机时间。与压铸相比，WAAM 的能耗更低，符合第 i 个企业脱碳目标。区域生产中心创造了分布式弹性，并且无需新工具即可实现流程效率的设计调整。这些运营收益扩大了美国增材制造市场的金属产量。

国防部路线图推动系统性军事采用

国防部的 2024-2030 年路线图将增材制造嵌入到每个服务部门，将 2025 财年 RDT&E 资金中的 104 亿美元用于先进制造零部件。舰队战备中心已经打印工具和备件，而陆军则部署集装箱打印机用于基地级维修。通过 ASTM 标准化材料规格确保了互操作性，使国防领域的经验教训能够渗透到商业航空航天领域。由此产生的长期需求锁定了硬件升级，推动了美国增材制造市场在不同建造量级别的发展。

资格成本造成监管瓶颈

航空航天和医疗领域的逐个认证费用最高可达 600,000 美元，阻碍了中小企业参与高利润项目。广泛的疲劳测试、CT 扫描和统计过程控制可延长上市时间。 America Makes 耗资 320 万美元的 Delta Qualification 项目应用机器学习财产预测来缩短测试周期，但各机构仍持谨慎态度。大型原始设备制造商吸收费用并扩大竞争有效的护城河。在简化协议成熟之前，这一障碍会抑制美国增材制造市场的增长。

原料价格波动给经济服务局带来压力

由于地缘政治动荡，镍合金粉末价格将在 2024 年飙升至 120 美元/千克，使原材料成本上升至零件价格的 40-60%。钛供应不确定性加剧风险。服务机构很难引用长期合同，从而限制了容量投资。一些公司投资闭环粉末回收，而另一些公司则转向聚合物。因此，价格波动抑制了美国增材制造市场的短期利润。

细分市场分析

按组成部分：硬件实力与外包生产势头相结合

2024 年，硬件占据了美国增材制造市场 63.5% 的份额，凸显了现在具有多种功能的工业打印机的资本密集度。i 千瓦激光器和自动粉末处理。 Stratasys 于 2025 年 2 月从 Fortissimo Capital 获得 1.2 亿美元，用于扩展高吞吐量 F3300 平台。然而，由于企业将生产外包以避免折旧和维护成本，服务领域每年增长 14.2%。 Protolabs 的端到端合同模式代表了这种转变。

软件收入随着机器安装量的增加而增加； EOS 和 1000 Kelvin 推出了 AMAIZE，这是一款人工智能副驾驶，可将构建参数迭代减少 80%。检查工具集成 CT 分析以加快鉴定周期。随着设备变得模块化，基于订阅的软件和预防性维护服务越来越受欢迎，逐渐将收入重新平衡到经常性收入流。这种资本销售和高利润服务的结合将维持美国增材制造市场到 2030 年。

按材料划分：聚合物稳定，金属加速

聚合物在 2024 年占据 49.2% 的份额，这要归功于成熟的原型需求，而随着更多飞行关键部件和能源部件进入批量生产，金属将以 15.4% 的复合年增长率增长。钛合金在航空航天领域占据主导地位；不锈钢和铬镍铁合金用于发电中的涡轮机热部分。在符合 ISO 的 FDA 审批途径的支持下，到 2030 年，美国仅金属植入物的增材制造市场规模预计将达到 19 亿美元。

复合原料和高性能热固性材料为赛车运动和国防领域带来了新的机遇。陶瓷打印仍然是小众市场，但对于高超音速隔热罩来说具有战略意义。粉末供应商与 ASTM F42 工作组合作，对 III 型和 IV 型机械数据进行标准化，这是结构认证的先决条件。随着数据库的成熟，材料多样化将推动美国增材制造市场更广泛的接受。

按技术分类：FDM 主导地位面临粘合剂喷射上升

熔融沉积建模以 28由于进入成本低和聚合物产品组合广泛，到 2024 年收入份额将达到 0.7%。 Stratasys 向航空航天和国防用户运送了 30 多台 F3300 机器用于夹具和固定装置，构建时间缩短了 25%。预计复合年增长率为 16.1% 的粘合剂喷射技术可以在不进行激光熔化的情况下大规模生产钢制模具镶件和铜热交换器，从而将每个零件的能源消耗减少一半。 Nikon SLM Solutions 的四激光器 SLM 500 和八激光器 SLM 800 平台展示了粉末床金属的吞吐量竞赛。

混合机器集成了减材精加工，可在一个设置中满足航空航天公差要求。实时声发射传感和分层热成像技术可增强工艺稳定性，这是美国增材制造市场向熄灯工厂过渡的关键因素。

按最终用户行业：航空航天规模、医疗速度

航空航天和国防利用经过认证的钛零件来节省燃料并延长运行时间，在 2024 年贡献了 31.4% 的收入ge。 Relativity Space 对 3D 打印火箭级进行了著名的飞行测试，展示了极端环境下的结构可行性。医疗和牙科销量以 13.3% 的复合年增长率增长，利用符合 FDA 要求的数字工作流程，在几天内即可交付与患者匹配的种植体。骨科原始设备制造商报告称，当多孔钛改善骨整合时，翻修手术减少了 18%。

汽车轻量化、石油和天然气备件本地化以及半导体工具进一步使需求多样化。教育和研究机构嵌入增材课程，以缩小技术劳动力差距，加强对扩大美国增材制造市场至关重要的人才管道。

地理分析

区域集群反映了传统制造业的优势。华盛顿和加利福尼亚州拥有航空航天巨头，为飞行硬件认证提供密集的打印机网络支持。东南部各州注意通过工作权政策和军事设施使用权进行绿地投资，与海军的分布式先进制造战略保持一致。中西部仍然是汽车模具和聚合物原型设计的关键，而墨西哥湾沿岸能源走廊引领了管道备件的 WAAM 采用。

根据 CHIPS 法案，联邦基于地方的激励措施将半导体模具项目引向亚利桑那州、德克萨斯州和纽约州，刺激了对随形冷却装置的需求。北卡罗来纳州投资 2.85 亿美元建立了美国制造研究所，专注于数字孪生，将增材研发锚定在美国东海岸。IACMI 与国防部的合作伙伴关系等劳动力计划优先考虑田纳西州和俄亥俄州的复合材料和金属基体印刷技能。

供应链弹性影响选址决策。国内钛举措对冲俄罗斯原料风险，而粉末回收初创公司则在服务局附近设立基地以削减物流。 ASTM 的 1500 万美元斯塔标准化卓越中心建立了一个国家数据协调中心，但在各大学之间分配试点项目，确保在全国范围内受益。总而言之，区域专业化与联邦协调相结合，支撑着美国增材制造市场的平衡扩张。

竞争格局

市场结构仍然适度分散，但整合正在加速。 Nano Dimension 于 2025 年进行的双重收购创建了涵盖电子、金属和复合材料的产品组合，增强了航空航天产品的交叉销售潜力。 Stratasys 与 Fortissimo Capital 基金齐头并进，着眼于无机增长，将聚合物的领先地位扩展到复合材料和大型金属领域。 EOS 专注于人工智能驱动的流程控制，提供可锁定经常性收入的订阅软件。

服务机构根据材料和功能进行区分实际的。 Mears Machine 运行了第三台 Velo3D Sapphire XC，以确保国防铝合同，而 i3D MFG 订购了 12 台 EOS M 400-4 打印机，以扩大发电客户的不锈钢生产规模。随着公司获得过程监控和碳纤维沉积专利，知识产权的风险也随之增加。 AMGTA 对 Stratasys 等可持续性认证越来越多地影响客户的选择。

竞争强度因利基市场而异：大批量聚合物原型制造的价格受到压缩，而经过认证的金属飞行部件则拥有较高的利润。 2024 年，排名前五的供应商控制了约 52% 的硬件收入，这表明整合和专业进入者都有空间。随着自动化降低单位劳动力，规模优势将扩大，从而塑造美国增材制造市场的未来轨迹。