韓國已有約400家活躍的增材制造公司，影響力持續(xù)增加！

來源：3dprint.com
作者：Sangmin "Simon" Lee

導讀：韓國一直在穩(wěn)步增加對增材制造 (AM) 的參與度，特別是在 2010 年代后，韓國政府的“制造創(chuàng)新 3.0”戰(zhàn)略將增材制造置于最前沿。這一現(xiàn)代化制造和培育智能工廠的舉措推動了3D打印集成，韓國政府撥款和以增材制造為中心的工業(yè)園區(qū)的創(chuàng)建進一步刺激了中小企業(yè)采用該技術。韓國已經(jīng)擁有約 400 家活躍的增材制造公司，正在醫(yī)療、航空航天、國防、汽車和其他行業(yè)實現(xiàn)增材制造應用多元化，凸顯其在全球增材制造領域日益增長的影響力。



韓國增材制造的總體趨勢
●自動化發(fā)展：韓國的3D打印行業(yè)持續(xù)增長，許多公司投資于生產力提高、供應鏈重組和制造創(chuàng)新。韓國工業(yè)的重要趨勢之一是增材制造過程自動化的發(fā)展，其中包括整個增材制造過程，如工作流程、設備操作和后處理，這一趨勢是為了響應工業(yè) 4.0 中對數(shù)字化制造日益增長的需求。

●增加按需和個性化產品生產：隨著數(shù)字化、人工智能和增材制造技術的不斷進步，利用增材制造技術的按需生產和個性化產品生產在制造業(yè)中越來越有吸引力。特別是在數(shù)字化推進的醫(yī)療/牙科和服裝/時尚行業(yè)，植入物、假肢和鞋子等定制產品的生產顯著增加。

●零件產量加大：韓國增材制造市場的 3D 打印零件產量有所增加，EOS 等全球增材制造公司的產量也有所增加推出可打印尺寸超過 1,000 毫米的 AMCM 機器。因此，越來越多的用戶采用大規(guī)模增材制造解決方案來實現(xiàn)汽車和半導體行業(yè)前所未有的應用。

韓國市場對高強度耐熱工程塑料的需求也不斷增加，這些工程塑料可以替代電氣/電子、汽車和機械行業(yè)的金屬部件。特別是在快速發(fā)展的電動汽車行業(yè)，除了努力減輕重量之外，為了應對環(huán)保法規(guī)，工程塑料的使用量也在大幅增加。航空航天、汽車、國防、醫(yī)療、牙科等高附加值行業(yè)對金屬增材制造技術的需求也在不斷增加，進一步擴大了相關市場。韓國3D打印行業(yè)仍處于發(fā)展過程中，韓國企業(yè)在開發(fā)增材制造相關技術和應用方面正在取得進展，市場預計將進一步增長。



韓國概況：10 個行業(yè)

1）航空航天



韓國航空航天業(yè)在集成 3D 打印技術方面取得了重大進展，主要用于原型制作。這種集成對于發(fā)動機和通信設備等組件至關重要，由于缺乏既定標準和材料能力的限制，應用仍然受到限制。

●該行業(yè)的主要參與者，例如大韓航空，在使用 3D 打印制造高效發(fā)動機方面處于領先地位，這表明行業(yè)正在發(fā)生轉變走向創(chuàng)新的制造方法。

●韓國宇宙航空研究所（KARI）已成功利用金屬3D打印技術制造了用于一噸推力液氧的雙蓄熱式冷卻燃燒器/甲烷發(fā)動機。 3D 打印的應用將原型制作時間顯著縮短了三分之一。

●韓國工業(yè)技術研究所 (KIIT)開發(fā)了一種使用 3D 打印制造航天器推進劑罐的技術。與傳統(tǒng)零件相比，這項創(chuàng)新使空間效率提高了 12%，零件重量減輕了 27%，展示了 3D 打印在提高航空航天零件性能和效率方面的潛力。

盡管取得了這些進步，該行業(yè)仍面臨著一些阻礙更廣泛采用的挑戰(zhàn)。航空航天領域 3D 打印零件缺乏具體的性能標準是一個重大障礙，使得性能評估和實際應用變得困難。此外，目前材料性能和技術能力的限制限制了打印部件的承載能力，這在航空航天應用中至關重要。這些先進應用的市場規(guī)模仍在發(fā)展，導致設備投資進展緩慢。如今迫切需要針對特定​​行業(yè)的 3D 打印工藝和設備開發(fā)，以滿足航空航天領域的需求。

2) 汽車
汽車工業(yè)是韓國制造業(yè)的重要組成部分。因此，增材制造在該國具有巨大的增長潛力。增材制造在汽車行業(yè)越來越受歡迎，因為它可以快速創(chuàng)建原型并對零件進行逆向工程。這對于設計要求經(jīng)常變化且時間至關重要的領域尤其有利。



增材制造技術主要用于電池模塊、內飾組件、機器人傳感器支架、車輪、儀表板、門板和方向盤等零件制造中的原型設計，廣泛采用的主要挑戰(zhàn)是滿足行業(yè)標準并保持與傳統(tǒng)方法相比，由于耐用性問題和更高的生產成本，因此無法實現(xiàn)大規(guī)模生產。

盡管存在這些挑戰(zhàn)，增材制造在汽車行業(yè)的未來看起來還是充滿希望的。用于零件生產的金屬 3D 打印、城市空中交通 (UAM) 應用以及用于減輕重量的自主機器人產品是該行業(yè)的潛在方向。這些發(fā)展可以制造更耐用的零件并降低生產成本，最終為消費者帶來更好的產品。

●在韓國，3D Solution 是汽車領域的知名企業(yè)之一，已于 2020 年成為現(xiàn)代汽車的官方供應商，為其生產線提供 3D 打印夾具。

●現(xiàn)代汽車的主要合作伙伴之一Ajin Industrial已采用EOS設備，并正在積極研究金屬增材制造技術。這些公司正在努力提高增材制造的效率和成本效益，同時保持其作為創(chuàng)新的核心驅動力，這可能會導致增材制造在汽車行業(yè)的使用大幅增加。

●韓泰輪胎使用金屬增材制造技術批量生產下一代輪胎箍，并計劃對集成輪胎模具進行同樣的操作。

3) 醫(yī)療/牙科：
增材制造的主要用途是創(chuàng)建針對患者的醫(yī)療組件和手術導板，以確保效率。聚合物和金屬材料已被用于制造醫(yī)療器械，如假肢皮膚、語音模具、植入物、椎間融合器、脊柱籠等。皮膚癌手術導板等手術導板也采用增材制造技術生產。模擬器等仿真工具以及制藥行業(yè)的藥物開發(fā)也是增材制造的一些典型應用。

●Anymedi Solutions 是一家專門從事外科應用的增材制造公司。他們以創(chuàng)建針對患者的手術指南而聞名，尤其是復雜的癌癥手術和主動脈重建。該公司開發(fā)并商業(yè)化了世界上第一個3D打印的、針對患者的乳腺癌切除手術導板，被認為是一項創(chuàng)新醫(yī)療技術，并在頂級醫(yī)療機構中使用。Anymedi Solutio進行了 700 多個臨床實驗，發(fā)表了 13 篇論文，并注冊了三項專利。他們的乳腺癌指南獲得 FDA/CE 認證和在全球范圍內使用。

●Medical IP 開發(fā)了人工智能驅動的MEDIP軟件，可將 CT 和 MRI 掃描轉換為 3D 模型，是第一家獲得該獎項的韓國公司醫(yī)療軟件獲得 FDA/CE 批準。他們的進步促進了模仿人體器官物理特性的 3D 打印解決方案的開發(fā)，這是醫(yī)療 3D 打印技術的重大突破。

●韓國知名牙科公司Dentium于2021年推出了“Rainbow Metal Printer”，這是一款專為滿足牙科行業(yè)需求而設計的金屬增材制造機器。該機器目前用于生產醫(yī)用脊柱籠。它正在進一步開發(fā)，以服務于更大范圍的牙科應用。

●增材制造還擴展到生物 3D 打印應用。 T&R Biofab，韓國3D生物打印技術先驅，顱面植入物 (CFI) 即將獲得 FDA 的首次批準，這是向全球市場擴張邁出的重要一步，凸顯了 3D 生物打印在醫(yī)療應用中的潛力。


△T&R Biofab 工程師致力于生物打印產品和醫(yī)療植入物

4) 電力/設備:
該行業(yè)采用3D打印實現(xiàn)動力零部件生產國產化、高性能難加工材料的應用以及制造工藝的優(yōu)化。目前的用途包括燃氣輪機部件和核冷卻泵部件，重點是部件國產化和擴大領域應用。



●Doosan Enerbility 已開發(fā)超過 1600 種增材制造零件，其中包括 400 種小規(guī)模生產的產品。他們的一項顯著成就是使用增材制造技術生產了獨立制造的“燃氣輪機燃燒室噴嘴”。

●韓華宇航也開始使用增材制造技術實現(xiàn)燃氣輪機零部件的國產化。他們于2022年啟動了國家項目“鎳基超耐熱合金復合形狀材料及零件制造技術開發(fā)”，旨在開發(fā)鎳基超耐熱合金增材制造材料和國產化零件制造技術到 2025 年，用于發(fā)電的燃氣輪機設備和航空航天工業(yè)的推進發(fā)動機。

●Korean Western Power在 2020 年成功演示了使用 3D 打印制造的 15 個零件中的 10 個零件的首次現(xiàn)場應用，證明了其耐用性，在三個月的運行期間沒有出現(xiàn)振動或泄漏等性能下降，展示了 3D 打印組件在實際應用中的可靠性。

5）國防/軍事：
在該領域采用增材制造的動機是生產已經(jīng)停產停產或難以采購的軍事零件。涵蓋塑料和金屬，目前用于各種軍事設備的零件、生產無人機 (UAV) 組件以及創(chuàng)建虛擬施工模擬。

未來的發(fā)展包括擴大增材制造應用，為韓國兩棲攻擊車 (KAAV) 和其他國防硬件生產關鍵金屬部件。 2019 年至 2021 年間，韓國國防部利用增材制造生產了 13,000 多個零件，節(jié)省了約 21 億韓元的成本。 LIG Nex1與Optisys 簽署諒解備忘錄進行設計和開發(fā)金屬3D打印天線并于2022年建立數(shù)字化制造技術合作體系。LIG Nexon自2020年以來一直將金屬增材制造技術應用于國防領域，建立了內部金屬3D打印中心設施。

6) 消費電子/ICT：



在韓國電子行業(yè)，3D打印主要用于原型設計和備件生產。雖然電子產品是韓國經(jīng)濟的重要組成部分，并且具有巨大的增材制造潛力，但其應用仍然受到制造成本和生產率的限制。然而，增材制造有潛力用于生產高端電子產品和外圍設備，以及滿足未來進一步采用的小批量定制產品需求。

LG 電子昌原研發(fā)中心利用 3D 打印技術，將 LG 電子冰箱研究所的模型制作時間縮短了 30%，每年節(jié)省 7 億韓元的成本。

7) 服裝/時尚：
一些韓國公司正在通過定制服務（例如定制西裝和個性化眼鏡）創(chuàng)收。 Breezm利用3D掃描和3D打印技術，提供適合個人面部尺寸、形狀和膚色的定制眼鏡框，展示了AM在消費應用中的多功能性和個性化能力。

Breezm在韓國擁有9家門店，過去五年約有5萬名顧客光臨其門店，累計銷售額達150億韓元�；�于其技術，Breezm 計劃于 2024 年第一季度在曼哈頓開設一家線下商店。

8) 建筑/施工：
在建筑行業(yè)，增材制造已被用于提高生產力、節(jié)省成本和實施 ESG 管理實踐。盡管韓國現(xiàn)行法律限制 3D 打印在可居住結構中的使用，導致創(chuàng)收極少，但未來的建筑應用仍有潛力。

現(xiàn)代工程與技術有限公司Construction 憑借其獨特的使用 3D 打印的長凳制作技術榮獲 2021 年 Architizer A+ 產品獎。他們還憑借公寓游樂場設施“兔子游樂場”贏得了“2023 年 IDEA 設計獎”大獎。

9）半導體：
半導體行業(yè)的增材制造還處于早期階段，在充分利用之前必須解決一些技術挑戰(zhàn)。對高分辨率打印、合適材料以及新標準和認證的需求是必須克服的一些障礙。盡管如此，增材制造有可能通過促進更高效的設計、制造和測試流程來徹底改變行業(yè)。它可以幫助半導體公司在快速變化的技術環(huán)境中保持競爭力。隨著技術不斷發(fā)展，預計它將在塑造行業(yè)未來方面發(fā)揮越來越重要的作用。

●Wonik IPS 是一家半導體設備制造商，今年早些時候在其工廠安裝了 EOS 的 AMCM M450-1kw 金屬機器。

●半導體設備零部件制造商Dongwon Parts與EOS簽署了擴大金屬3D-技術合作的諒解備忘錄(MOU)打印半導體零件并在內部安裝機器。

10）造船：
增材制造目前在韓國造船業(yè)用于開發(fā)各種船舶部件，包括螺旋槳。然而，由于在滿足零件尺寸、重量、強度和其他公司特定需求等特定要求方面存在局限性，傳統(tǒng)增材制造技術的更廣泛采用面臨著挑戰(zhàn)。盡管目前存在局限性，但行業(yè)內使用增材制造技術生產大型發(fā)動機零件還是有前景的。

2022 年，韓國主要實體，包括現(xiàn)代重工、KITECH、電子電信研究所 (ETRI)、蔚山信息行業(yè)促進局（UIPA）、DNV GL（挪威船級社）、SY Metal和K-AMUG簽署了基于增材制造技術的船舶螺旋槳開發(fā)和船級認證業(yè)務協(xié)議。

結論
總而言之，韓國對 3D 打印的參與反映了跨行業(yè)的戰(zhàn)略性、多方面的方法。從航空航天和汽車到國防、醫(yī)療、消費電子和時尚，該國正在利用增材制造來實現(xiàn)創(chuàng)新、高效率和定制化。 韓國正在努力將該技術融入傳統(tǒng)制造并探索新的應用。政府的大力投資和支持，加上行業(yè)參與者的共同努力，正在為韓國成為全球增材制造領域的關鍵參與者奠定基礎。