航空航天增材制造市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（塑料材料、陶瓷材料、金属材料、其他材料）、按应用（商业航空航天、国防、航天、其他）、区域见解和预测到 2033 年

航空航天增材制造市场概述

2024年航空航天增材制造市场规模为4.5389亿美元，预计到2033年将达到7.5606亿美元，2025年至2033年复合年增长率为5.9%。

由于对轻质、复杂和定制部件的需求不断增加，航空航天增材制造市场正在迅速发展。超过 70% 的航空航天制造商现在采用增材制造 (AM) 来生产原型和功能部件。

基于金属的 3D 打印技术，特别是粉床熔融和定向能量沉积，由于能够精确打印钛合金、不锈钢和铬镍铁合金材料而被广泛采用。钛合金仅此一项就占航空航天领域使用的所有金属增材制造材料的近 38%。 2022 年至 2024 年间，商用飞机中使用增材制造制造的零部件数量同比增长了 24%。例如，GE Aviation 自 2018 年以来已使用增材制造方法打印了超过 100,000 个燃油喷嘴。

此外，与传统减材制造方法相比，增材制造可减少 80% 以上的材料浪费，从而显着降低生产成本和环境影响。包括空客、波音和劳斯莱斯在内的主要飞机原始设备制造商和供应商正在扩大发动机零件、机舱部件和机身结构的增材制造能力。仅 2023 年就申请了 800 多项航空航天专用增材制造专利，该行业正在见证创新和知识产权保护的激增。

主要发现

司机：对轻质、节能的航空航天部件的需求不断增长正在推动市场扩张。

国家/地区：美国以超过 45% 的全球航空航天增材制造装置占据市场主导地位。

部分：基于金属材料的增材制造占据最大份额，这得益于其在飞机结构部件中的应用。

航空航天增材制造市场趋势

航空航天领域的增材制造正在重塑设计、生产和供应链模式。最突出的趋势之一是从原型设计到大规模生产的转变。全球超过 60% 的航空航天公司正在将 3D 打印集成到最终零件制造中，特别是涡轮叶片、发动机支架和支架结构。空中客车公司已在其 A350 XWB 飞机中采用了 1,000 多个 3D 打印零件，这表明其正在向大规模采用转变。自动化和数字孪生集成也变得越来越普遍。到 2023 年，北美超过 35% 的航空航天增材制造业务与仿真工具和实时监控软件集成，从而实现高精度和可重复的结果。数字化的兴起仓库由于可以在分布式制造地点按需打印备件，因此交货时间也缩短了 40%。材料创新是另一个关键趋势。高强度铝合金和碳纤维增强热塑性塑料的开发为增材制造在机身和结构部件中的应用开辟了新途径。 2024年，超过12种新型航空航天级材料获得主要监管机构的认证。环境可持续性日益受到关注。每个零件的增材工艺消耗的能源减少了 25-30%，并有助于在零件制造过程中减少 50% 的二氧化碳排放。随着更严格的环境法规即将出台，增材制造为传统方法提供了更清洁、更精简的替代方案。

航空航天增材制造市场动态

航空航天增材制造市场的动态是由技术创新、监​​管标准、材料可用性和工业采用之间复杂的相互作用决定的。该市场的主要驱动力是对传统制造方法难以高效生产的轻型和复杂航空航天部件的需求不断增长。

司机

"对轻质、节能的航空航天部件的需求不断增长。"

轻质材料对于降低飞机燃油消耗至关重要。飞机重量每减轻 1 公斤，在飞机的整个生命周期内可节省约 30,000 升燃油。增材制造可实现复杂的中空晶格结构，与机加工零件相比，零件重量减轻 40-60%。随着航空公司推动更节能的机队，航空航天制造商开始采用增材制造技术来制造发动机零件、机身支架和机舱内部元件。例如，罗尔斯·罗伊斯公司开发了一种采用增材制造的轻型发动机支架，比传统制造的部件轻 55%。这些重量减轻直接转化为更低的运营成本，推动增材制造的大规模采用。

克制

"认证和资格壁垒高。"

尽管有诸多好处，航空航天增材制造市场仍面临严格的认证障碍。飞机零件必须符合美国联邦航空局、欧洲航空安全局和美国宇航局等机构制定的精确标准。认证新的 3D 打印飞机部件可能需要长达 18 个月的时间，成本高达 200 万美元。到 2023 年，提交用于航空航天应用的增材制造零件中只有 27% 通过了初始资格测试。此外，缺乏全球统一的认证协议增加了复杂性并减慢了采用速度，特别是对于资源有限的小型供应商而言。

机会

"增加对太空探索和卫星生产的投资"。

全球太空任务的增加为航空航天增材制造创造了大量机会。 NASA、ESA 和 SpaceX 等私人企业正在大力投资增材制造，以建造火箭发动机、卫星结构和推进系统。 2023 年发射的 CubeSat 中超过 60% 至少采用了一种增材制造组件。同年，Relativity Space 完成了世界上第一个 85% 3D 打印的火箭，展示了增材制造在轨道任务中的可扩展性。增材制造的成本效益和快速开发周期对于太空计划至关重要，特别是对于小型运载火箭和模块化卫星架构。

挑战

"成本上升和材料限制。"

用于航空航天增材制造的金属粉末每公斤的成本在 200 至 600 美元之间，这大大增加了生产成本。仅钛粉一项就占航空航天增材制造零件总成本的近 35%。此外，全球航空级金属粉末的供应集中在少数国家，造成了供应链的脆弱性。设备成本也仍然很高，工业金属 3D 打印机的价格在 50 万至 150 万美元之间。这些资本和材料成本限制了航空航天价值链中中小企业和二级供应商的采用。

航空航天增材制造市场细分

航空航天增材制造市场按类型和应用细分。根据类型，市场包括塑料材料、陶瓷材料、金属材料和其他材料。按应用分类，可分为商业航空航天、国防、太空等。

按类型

• 塑料材质：热塑性塑料PEEK、PEKK 和 ULTEM 等聚合物广泛用于机舱内部、管道和通风系统。到 2023 年，基于 ULTEM 的零件将占航空航天领域所有塑料增材制造零件的 18%。这些材料的耐热性高达 220°C，并符合 FAA 火焰烟雾毒性 (FST) 法规。现在有 60 多种飞机模型采用了塑料 3D 打印机舱组件。
• 陶瓷材料：陶瓷材料虽然小众，但在航天器和高超音速飞行器的热保护系统中越来越受到关注。到 2024 年，至少有 9 个航空航天项目将陶瓷增材制造用于发动机衬套和隔热罩。使用粘合剂喷射技术打印的陶瓷基复合材料可承受 1,600°C 以上的温度，非常适合太空应用。
• 金属材料：金属增材制造在航空航天市场占据主导地位，占总体材料使用量的 72% 以上。钛 (Ti6Al4V)、Inconel 718 和铝合金是最常见的。 GE Additive 报告称，2023 年金属粉末需求将增长 22%。金属增材制造可以为发动机、起落架和结构元件生产高强度、轻重量的零件。
• 其他材料：混合材料，包括金属聚合物复合材料和碳纤维增强塑料，正在进行实验性使用。这些约占市场容量的 3%，但仍在增加，特别是在无人机应用中。

按申请

• 商业航空航天：航空公司和原始设备制造商正在利用增材制造制造飞机内饰、发动机零件和备件。 2023 年，超过 6,000 个商用飞机零部件采用增材制造技术生产。波音公司已在 787 梦想客机机队中采用了 300 多个 3D 打印零部件。
• 国防：国防部门使用增材制造来减少零件报废、增强维护并创建定制设备。美国国防部将于 2023 年在全球部署 30 台移动 AM 装置用于现场维修。
• 太空：卫星制造商和运载火箭公司越来越多地使用增材制造。 SpaceX 的 SuperDraco 发动机和 Blue Origin 的 BE-4 涡轮泵包含 3D 打印元件。增材技术有助于将发动机开发时间缩短高达 50%。
• 其他：无人机、无人机和超音速飞机正受益于增材制造的轻量化和定制设计能力。到 2024 年，将有超过 1,200 种无人机型号至少配备一个 3D 打印组件。

航空航天增材制造市场的区域展望

航空航天增材制造市场在多个地区表现强劲。航空航天增材制造市场在采用、投资和技术基础设施方面表现出显着的地区差异。北美仍然是最主要的地区，主要由美国推动，2023 年美国安装的航空航天增材制造系统约占全球的 45%。

• 北美

美国在全球应用方面处于领先地位，有 300 多家航空航天公司使用增材制造技术。到 2023 年，该地区占全球航空航天增材制造安装量的 45%。自 2020 年以来，NASA 和美国空军在增材制造项目上总共投资了超过 14 亿美元。诺斯罗普·格鲁曼公司和洛克希德·马丁公司建立了专门的增材制造研究中心来支持他们的飞机和卫星项目。

• 欧洲

在德国、法国和英国的大力推动下，欧洲紧随其后。德国拥有超过 25 家航空航天增材制造初创公司，是粉末床融合技术的全球中心。 2023 年，空中客车公司在其欧洲工厂生产了 70,000 个增材制造零件。欧洲航天局还资助了 30 多个专注于月球和轨道任务的活跃增材制造项目。

• 亚太

中国、日本和印度等国家正在迅速扩大航空航天增材制造能力。 2023年，中国在航空航天增材制造基础设施上投资了23亿美元。中国商飞公司（COMAC）在C919喷气式飞机项目中使用增材制造。印度 ISRO 开发了用于卫星推进器的基于增材制造的喷射器头和喷嘴。

• 中东和非洲

该地区正在成为一个利基市场，特别是在阿联酋和沙特阿拉伯。阿联酋航空使用增材制造为其 A380 机队生产机舱部件。 2023年，阿联酋制定了国家增材制造战略，目标是到2030年航空航天零部件的本地生产比例达到25%。

顶级航空航天增材制造公司名单

• 斯特拉塔西斯
• 3D系统
• 阿卡姆集团
• 雷尼绍
• 埃克斯一
• 奥托美克
• 可持续管理解决方案
• 远景科技
• 体素捷特公司
• 西亚基公司

斯特拉塔西斯：到 2023 年，Stratasys 占全球部署的航空航天增材制造系统的 18% 以上。其FDM和PolyJet技术广泛应用于机舱内饰部件和工装。该公司为 120 多家航空航天 OEM 和一级供应商提供支持。

3D 系统：3D Systems 拥有 700 多家航空航天客户，占据航空航天增材制造系统市场 16% 的份额。其直接金属打印 (DMP) 解决方案广泛用于涡轮机和发动机部件的生产，提供低至 20 微米的精度。

投资分析与机会

2023 年，全球航空航天增材制造投资达到显着水平，用于基础设施、研发和生产规模的投资超过 41 亿美元。政府和私营实体正在积极资助增材制造中心和合资企业。在美国，国防部通过其 AM Forward 计划授予了 3.5 亿美元的 AM 拨款，支持供应商创新。初创公司也引起了人们的关注，超过 40 家航空航天增材制造初创公司在 2023 年获得了风险投资资金。Relativity Space 筹集了 6.5 亿美元用于开发 3D 打印运载火箭，而 Rocket Lab 则承诺投资 2.5 亿美元用于推进系统的增材制造扩展。一级航空航天供应商正在投资专用增材制造设施。赛峰集团斥资 1.8 亿美元在法国开设了一家增材制造工厂，每年生产 60,000 多个发动机零部件。霍尼韦尔亚利桑那州 AM 中心已将零件开发周期缩短了 35%。联合研究项目正在激增。空中客车公司与克兰菲尔德大学合作开发下一代增材制造材料，而波音公司则与 Norsk Titanium 合作改进基于线材的增材制造技术。机会在于数字孪生集成、预测性维护和回收粉末的使用。 2023 年出现了 200 多个新的增材制造工作岗位，预示着强劲的就业前景和强大的创新生态系统的创建。

新产品开发

2023 年和 2024 年，航空航天增材制造取得了众多产品突破：

GE Additive推出了一种专为高压涡轮盘设计的新型钛粉末，可减少30%的氧化。

EOS 推出了双激光金属打印机，能够以传统系统一半的时间打印出复杂的几何形状。

雷尼绍发布了更新的 AM400 平台，该平台改进了冷却通道，可加快构建速度并提高表面光洁度。

SLM Solutions 推出了 NXG XII 600E，这是一款配有 12 台激光器的工业打印机，大型航空航天零件的打印速度超过 1,000 立方厘米/小时。

Velo3D 与普惠公司合作，共同开发整体叶盘组件，在测试中实现了多个发动机的结构一致性。

这些创新强调了从原型设计到大规模、认证生产的转变。制造商专注于提高零件质量、可靠性和可重复性，同时扩大可用于航空航天认证的材料范围。

近期五项进展

• 2023 年，空中客车公司宣布使用聚合物和金属增材制造技术，为其飞机系列成功生产了 70,000 多个 3D 打印组件。
• NASA 于 2024 年与 ICON 合作，探索月球栖息地和关键任务航空航天部件的 3D 打印。
• 波音公司将于 2023 年在其全球工厂安装 250 台新型金属增材制造机器，以提高零件可用性并减少物流。
• 洛克希德·马丁公司增材生产的卫星天线到 2024 年重量减轻了 42%，并提高了信号效率。
• 2023年，Relativity Space使用3D打印的Terran 1火箭进行了全面发射，展示了85%的打印结构内容。

航空航天增材制造市场的报告覆盖范围

该报告全面涵盖了航空航天增材制造市场，分析了商业航空、国防和太空应用的当前和新兴趋势。它提供了按材料类型（包括塑料、金属、陶瓷和混合材料）的详细分类，突出了它们各自的应用和进步。区域范围包括北美、欧洲、亚太地区以及中东和非洲，并对基础设施发展、监管框架和技术采用率提供比较见解。市场动态，如驱动因素、限制因素、机遇和挑战，都在现实世界应用和用例的事实支持下进行了深入研究。竞争格局介绍了十家领先公司，并提供了有关其技术组合、合作伙伴关系和市场占有率的详细数据。投资见解反映了全球融资活动、政府举措和风险投资运动，而新产品开发则展示了最新的技术进步和材料创新。该报告还确定了战略机遇，特别是在太空计划、数字制造和先进推进系统方面。该报告分析了 2,000 多个数据点，成为航空航天制造、增材制造技术开发、投资分析和政策制定领域利益相关者的重要工具。