北美 3D 列印氣體市場規模、份額和趨勢分析報告－產業概況及 2032 年預測

3D列印氣體市場規模

• 2024 年北美 3D 列印氣體市場規模價值299 億美元，預計到 2032 年將達到 2,910 億美元，預測期內 複合年增長率為 32.9%。
• 市場成長主要得益於北美航空航太、汽車和醫療領域對增材製造技術的快速採用，這些技術需要氬氣和氮氣等高純度氣體來在金屬基 3D 列印過程中維持受控的列印環境
• 此外，政府和私人部門對先進製造業的投資不斷增加，加上強大的工業基礎和研發基礎設施，正在推動3D列印技術融入大規模生產。這些因素共同作用，顯著加速了對可靠氣體輸送系統和製程優化解決方案的需求，從而推動了該地區3D列印氣體市場的發展。

3D列印氣體市場分析

• 氬氣、氮氣和氫氣等 3D 列印氣體在增材製造過程中，尤其是在 DMLS 和 EBM 等金屬列印技術中，在維持惰性和穩定狀態方面發揮著至關重要的作用。這些氣體可防止氧化，確保材料完整性，並支援高性能產業中零件品質的一致性。
• 大型工業 3D 列印設施的不斷部署、對輕量化和複雜部件製造的日益關注以及氣體處理和淨化技術的進步是促進北美市場擴張的關鍵因素
• 美國憑藉其在航空航太、國防和醫療保健領域增材製造應用方面的領先地位，在 2024 年佔據 3D 列印氣體市場的55.7%份額。先進製造中心的存在、大量的研發投入，以及渦輪機零件、植入物和輕量化汽車零件等關鍵應用對金屬 3D 列印的高需求，推動了氬氣和氮氣等高純度惰性氣體的強勁成長。
• 由於政府大力支持將積層製造融入航空航太、能源和醫療領域的舉措，預計加拿大將成為預測期內 3D 列印氣體市場成長最快的地區
• 氬氣憑藉其惰性以及在直接金屬雷射燒結 (DMLS) 和電子束熔化 (EBM) 等金屬增材製造流程中的廣泛應用，在 2024 年佔據了 42.1% 的市場份額。氬氣能夠確保穩定、無污染的環境，這對於防止金屬熔化過程中的氧化至關重要，使其成為工業和航空航天級應用的首選。

報告範圍和 3D 列印氣體市場細分  

3D列印氣體市場趨勢

“特種氣體需求不斷增長”

• 北美 3D 列印氣體市場正在擴大，因為製造商和研究實驗室對增材製造流程中高純度專用氣體（如氬氣、氮氣和客製化氣體混合物）的需求日益增加，這對於確保產品品質和最大限度地減少高精度應用中的氧化和污染至關重要
  • 例如，在美國，航空航太、國防和醫療保健等領域（包括涉及客製化醫療植入物和高性能零件的公司）已對先進的氣體解決方案進行了大量投資，以在 3D 列印生產過程中保持嚴格的精度和零件完整性標準
• 氣體混合物領域已成為規模最大、成長最快的子市場，反映出 3D 列印材料和應用日益複雜，需要客製化的大氣控制才能獲得最佳列印效果
• 航空航太和汽車等領域從原型設計到大規模生產的轉變增加了對受控氣體環境的必要性，因為即使是輕微的污染或孔隙率也會直接影響關鍵部件的性能和安全性
• 北美領先的工業氣體供應商正在推出創新氣體產品並擴大生產能力以滿足不斷變化的需求，同時也與 3D 列印機製造商和最終用戶合作提供針對特定應用的解決方案
• 北美作為 3D 列印的早期採用者，加上強大的本地硬體和特殊氣體供應鏈，繼續增強市場成長——尤其是隨著越來越多的行業整合金屬和生物列印技術

3D列印氣體市場動態

司機

“3D列印產業的成長”

• 北美 3D 列印產業的快速發展，以及在航空航太、醫療保健、汽車和消費品領域的應用不斷增加，是高品質 3D 列印氣體需求增加的主要催化劑
  • 例如，美國憑藉其高度先進的製造基礎設施、早期採用積層製造技術以及高價值應用（如製造航空零件、牙科假體和複雜機械）成為領先的市場，這些應用需要嚴格的氣體使用標準
• 金屬增材製造和生物列印等應用特別需要氣體，因為惰性環境對於生產具有嚴格冶金規格的無缺陷、高性能產品至關重要
• 隨著 3D 列印從快速成型擴展到全面製造和供應鏈集成，對精確、可靠的氣體解決方案的需求不斷增長，促使氣體生產商跟上技術進步和更高產量的需求
• 氣體供應商與設備製造商和最終用戶部門合作不斷創新，簡化了生產流程並提高了材料質量，進一步推動了兩個行業的成長軌跡

克制/挑戰

“初始成本高”

• 特種氣體基礎設施和先進的 3D 列印設備所需的高額初始投資是一個重大障礙，特別是對於尋求採用或擴大增材製造規模的中小型企業而言
  • 例如，除了購買高階 3D 列印機外，建立和維護受控儲存、輸送系統以及氬氣和氮氣等氣體的監控解決方案，可能會大幅增加前期專案成本
• 先進的金屬 3D 列印和生物列印製程還需要持續供應超高純度氣體，這不僅增加了初始投資，還增加了持續的營運支出
• 培訓員工進行氣體處理和設備操作的複雜性，以及遵守法規和行業標準，可能會增加新進入者的時間和資源需求
• 雖然隨著時間的推移，成本可以透過提高效率和品質來抵消，但這些資本需求可能會減緩成本敏感領域的採用速度，並限制靈活性，特別是對於預算有限的以研發為重點的組織而言

3D列印氣體市場範圍

市場根據類型、技術、材料、儲存和分銷、功能和最終用途進行細分。

• 按類型

根據類型，3D列印氣體市場細分為氬氣、氮氣、氫氣、氦氣和其他氣體。氬氣佔據了2024年最大的市場收入份額，達到42.1%，這主要歸功於其惰性，以及在金屬增材製造製程（例如直接金屬雷射燒結 (DMLS) 和電子束熔化 (EBM)）中的廣泛應用。氬氣能夠確保穩定且無污染的環境，這對於防止金屬熔合過程中的氧化至關重要，使其成為工業和航空航天級應用的首選。

預計2025年至2032年，氫氣領域將迎來最快的成長速度，這得益於其在尖端金屬列印技術中的日益普及，這些技術要求更高的能源效率和更清潔的燃燒。氫氣在特定高溫應用中提升列印品質的潛力，正在實驗和研究型列印環境中日益受到關注。

• 依技術

根據技術，市場細分為立體光刻 (SLA)、選擇性雷射燒結 (SLS)、熔融沈積成型 (FDM)、數位微影 (DLP)、多重噴流熔融 (MJF)、Polyjet、直接金屬雷射燒結 (DMLS)、電子束熔融 (EBM)、Poly-Jet 和其他技術。 DMLS 在 2024 年佔據最大市場份額，這歸因於其在航空航太、汽車和醫療領域廣泛用於生產高精度金屬零件，這些零件需要受控氣氛，尤其是氬氣和氮氣，以確保材料完整性。

電子束熔煉 (EBM) 憑藉其獨特的反應性和高性能合金加工能力，預計將在 2032 年實現最快成長。 EBM 對真空和惰性氣體環境的依賴推動了對高純度氣體的需求，尤其是在鈦基和鎳基高溫合金製造等特殊應用中。

• 按材質

根據材料，市場細分為塑膠、金屬、鋁、木材和其他材料。金屬材料在2024年佔據了最大的收入份額，這得益於航空航天、醫療和汽車等行業對耐用且功能性部件的需求不斷增長，這些行業中的金屬粉末是在保護性氣體環境下加工的。

由於鋁在輕量化結構部件和原型中的應用日益廣泛，預計2025年至2032年期間鋁材市場的複合年增長率將最高。鋁材與SLS技術的兼容性以及燒結過程中對受控氣體環境的要求進一步提升了其在市場中的重要性。

• 按儲存和分配

根據儲存和配送方式，市場細分為氣瓶、商用液體和噸位。氣瓶細分市場在2024年佔據市場主導地位，因為它適用於中小型3D列印操作，並且易於運輸和現場處理，尤其是在學術和原型實驗室中。

預計在預測期內，噸位部分將以最快的速度增長，這得益於大型工業增材製造設施數量的不斷增加，這些設施需要持續、大量的氣體供應才能實現不間斷的生產。

• 按功能

根據功能，市場細分為絕緣、照明、冷卻和其他。絕緣部分在2024年佔據了最大的收入份額，因為許多3D列印製程（尤其是金屬基列印製程）需要熱穩定性和惰性氣體覆蓋層來防止氧化並保持一致的製程溫度。

由於高能量製程中對精密冷卻的需求不斷增加，尤其是在 DMLS 和 EBM 等技術中，熱管理對建造品質有顯著的影響，預計冷卻領域將在 2025 年至 2032 年間迅速擴張。

• 按最終用途

根據最終用途，市場細分為工業、汽車、航空航太、消費品、醫療、建築施工、珠寶、食品、玩具、視覺藝術、機器人等。航空航太領域在2024年引領市場，這得益於該行業廣泛依賴高性能金屬列印，而高性能金屬列印需要嚴格的氣體控制以確保零件品質、可靠性和合規性。

預計醫療領域將在預測期內實現最快的成長率，這得益於 3D 列印在生產患者專用植入物、手術工具和牙科設備方面的日益廣泛的應用，而這些設備中氣體輔助精度和滅菌至關重要。

3D列印氣體市場區域分析

• 美國在3D列印氣體市場佔據主導地位，2024年其營收份額高達55.7%，位居榜首。這得益於美國在航空航太、國防和醫療保健領域增材製造應用方面的領先地位。先進製造業中心的崛起、大量的研發投入，以及渦輪零件、植入物和輕量化汽車零件等關鍵應用對金屬3D列印的旺盛需求，正推動氬氣和氮氣等高純度惰性氣體的強勁成長。
• 美國擁有多家知名的氣體供應商和3D列印原始設備製造商，他們合作開發客製化的氣體輸送解決方案，確保在複雜的列印作業中一致地控制氣體濃度。聯邦政府為國內製造業創新和永續發展目標提供的資助計畫也為經濟成長提供了支持，這些計畫鼓勵使用高效的氣體技術。
• 美國市場繼續受益於大型工業列印中心的興起，以及金屬和聚合物3D列印在原型設計和最終用途零件製造中的快速應用。氣體監測系統的技術進步以及工業4.0實踐的不斷滲透，進一步鞏固了其在北美市場的主導地位。

加拿大3D列印氣體市場洞察

預計2025年至2032年，加拿大將在北美3D列印氣體市場中實現最快的複合年增長率，這得益於政府日益增多的旨在將增材製造融入航空航天、能源和醫療領域的舉措。研究機構和大學驅動的創新中心的不斷擴張，刺激了對研究級氣體供應的需求。金屬3D列印的普及率不斷提高，尤其是在安大略省和魁北克省，推動了氬氣和氮氣在受控製造環境中的使用。

墨西哥3D列印氣體市場洞察

預計墨西哥的3D列印氣體市場將在2025年至2032年期間穩步增長，這得益於汽車製造業的擴張以及消費品和工具的本地化生產。工業園區和OEM工廠的投資不斷增長，尤其是在墨西哥北部地區，這正在推動3D列印技術的普及，並進而推動用於製程優化的高純度氣體的普及。此外，與美國積層製造企業不斷加強的跨境合作以及工業氣體供應鏈管道的改善也為市場提供了支撐。

3D列印氣體市場份額

3D 列印氣體產業主要由知名公司主導，包括：

• 杜邦（美國）
• 日本酸素控股株式會社（日本）
• ExOne（美國）
• 3D Systems, Inc.（美國）
• 雷尼紹公司（英國）
• 環球工業氣體公司（美國）
• 梅塞爾股份公司（德國）
• 布隆克霍斯特（荷蘭）
• Stratasys（以色列）
• 通用電氣（美國）
• Höganäs AB（瑞典）
• GKN粉末冶金公司（德國）
• Equispheres（加拿大）
• 山特維克公司（瑞典）
• 空氣產品和化學品公司（美國）
• 液化空氣集團（法國）
• 贏創工業股份公司（德國）
• 巴斯夫公司（德國）
• 林德公司（愛爾蘭）

北美3D列印氣體市場最新發展

• 2021年2月，3D Systems推出專為航太和汽車應用量身訂製的「高速融合」3D列印系統，進一步提升了其在3D列印氣體市場的影響力。這項策略性舉措體現了業界對高可靠性產品的需求，並與公司為響應市場需求而擴展的產品組合相契合。
• 2021年2月，AMEXCI與SLM Solutions合作，共同致力於推動積層製造的工業化進程。此次合作的重點是支持企業實施先進的製造技術，凸顯了3D列印氣體在不斷發展的市場中促進複雜金屬零件批量生產方面發揮的作用。
• 2021年1月，Equispheres推出了三種高性能鋁粉，旨在提高強度、精準度和列印速度。這項策略性舉措提升了公司的收入，並豐富了產品組合，使其在3D列印材料市場中佔據了成長的有利地位。
• 2020年5月，通用電氣與美國空軍合作，為F110引擎3D列印了油底殼蓋，實現了技術里程碑。此次成功合作展示了金屬增材製造技術的進步，並透過加大對航空航天應用的參與，促進了通用電氣的收入成長。
• 2020年3月，Stratasys與m2nxt Solutions達成合作，標誌著雙方在3D列印氣體市場達成了一項關鍵合作。此次合作旨在增強3D列印解決方案和積層製造應用，幫助企業擁抱工業4.0，並塑造3D列印技術不斷發展的格局。

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