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开拓粉末冶金市场的新领域

未来市场增长取决于先进材料和量产能力

• 金属粘合剂喷射技术在量产中的兴起：随着金属粘合剂喷射技术从原型设计逐渐成熟为可行的量产方法，一个重大机遇正在涌现。GE Additive 于 2024 年推出的粘合剂喷射生产线 3 系列等系统旨在每年生产数万个零件，与传统的大批量生产形成直接竞争。Desktop Metal 的 Production System™ P-50 现在每天可加工高达 2,200 公斤的镍基高温合金。这一规模上的飞跃使得以经济高效的方式生产数百万个复杂零件成为可能，从而为粉末冶金市场开辟了此前经济效益不高的消费电子产品和工业机械应用领域。
• 极端环境应用的高熵合金 (HEA)： HEA 粉末的商业化代表着一个利润丰厚的新领域。这些含有五种或五种以上主要元素的新型材料，拥有无与伦比的强度、延展性和耐高温性能。2024 年，像 6K Additive 这样的特种粉末生产商开始供应专为高超音速防御和下一代燃气轮机应用定制的 HEA 粉末。一项由 550 万美元政府拨款支持的 2025 年研究计划旨在开发能够在 1200°C 以上温度下持续运行的 HEA 组件，从而创造一个性能与价格相符的高价值细分市场。

新需求驱动重塑粉末冶金市场

太空探索推动粉末冶金增材制造迈向新高度

蓬勃发展的私营航天业对基于粉末冶金增材制造技术的零部件的需求空前高涨。企业需要快速生产轻量化、精密复杂且高强度的零部件。Velo3D 将于 2025 年第一季度向 SpaceX 交付其第 8 台和第 9 台 Sapphire XC 打印机，彰显了该行业对这项技术的信赖。零部件的规模也在不断扩大；2024 年发布的 Sapphire XC 1MZ 打印机拥有直径 600 毫米、高度 1000 毫米的巨大构建体积，能够生产更大的整体式火箭零部件。

粉末冶金市场的需求由切实的性能和效率提升驱动。3D打印的火箭发动机喷射头可以将100多个独立部件整合成一个优化的组件。在2024年的案例研究中，一个复杂卫星支架的交付周期从6个月缩短到仅2周。成果显著：Ursa Major计划在2025年交付30台3D打印的哈德利火箭发动机。Launcher的E-2发动机于2024年成功测试，其特点是采用3D打印的铜合金燃烧室。NASA也在投资，将在2024年拨款250万美元用于新的增材制造技术。目标是提高性能并降低成本，ESA的普罗米修斯计划旨在到2025年将发动机生产成本降低到100万欧元。

可持续能源基础设施依赖先进的粉末冶金组件解决方案

全球向可持续能源的转型正在为粉末冶金市场开辟出一条至关重要的新需求流。尤其需要注意的是，绿色氢气的生产严重依赖于专用粉末冶金部件。吉凯恩烧结金属公司 (GKN Sinter Metals) 正在扩大规模以满足需求，目标是到 2025 年为电解槽生产 150 万平方米多孔传输层 (PTL)。为了支持这一生态系统，弗劳恩霍夫 IFAM 中试工厂于 2024 年投入运营，年产能为 20 万块燃料电池双极板。这些部件对于提高氢气生产和使用的效率并降低成本至关重要。

粉末冶金的应用遍及绿色能源领域。在风能领域，用于5兆瓦风力涡轮机的大型粉末冶金行星齿轮每个重达500公斤，这提供了一种资源节约型的锻造替代方案，每个齿轮可节省400多公斤的材料。在太阳能领域，Höganäs AB于2024年推出了一种新型软磁复合材料Somaloy 5P，用于逆变器中的高频电感器。储能领域也在不断创新，其中一个2025年的项目正在开发使用金属氢化物粉末的固态储氢罐，能够储存4公斤氢气。欧盟清洁氢能伙伴关系进一步支持这一趋势，将于2024年为一个项目提供500万欧元的资助，以推进基于粉末冶金的电解槽堆的发展。

细分分析 

汽车产量和成本效益造就钢铁的强大竞争力

钢铁占据粉末冶金市场 39% 的主导地位，这得益于其成本效益以及汽车行业的庞大需求量。北美平均每辆汽车包含 18 至 23 公斤的粉末冶金零件，其中大部分是钢基部件，例如连杆和轴承盖。仅 2023 年，北美的钢铁粉末总出货量就达到了 290,452 公吨，这表明其消费规模巨大。新的投资正在巩固这一主导地位；例如，安赛乐米塔尔在西班牙的工业规模雾化器计划于 2025 年投入运营，初始产能为每年 4 万吨。使用钢粉的压制烧结工艺效率高，单台压机每小时可生产 1,000 多个零件，这一生产速度对于实现汽车生产目标至关重要，仅在 2024 年 4 月，中国就出口了 504,000 辆汽车。

其经济和性能优势显而易见。与传统机械加工相比，使用钢粉末冶金技术制造行星齿轮架组件，每单位成本可节省高达30美元。该工艺可制造出最终密度高达7.2克/立方厘米的零件，确保关键应用的耐用性。先进的烧结硬化钢合金的开发使零件在烧结炉中直接达到35 HRA的表观硬度，烧结炉的工作温度约为1120摄氏度。这些性能对于粉末冶金市场至关重要，因为它们减少了对二次热处理工艺的需求，从而进一步缩短了每年数百万辆汽车的生产时间和成本，其中包括巴西预计在2025年生产的275万辆汽车。

• 在最近的应用中，重达 825 克的钢粉末冶金行星架取代了传统制造的零件。
• 全球汽车行业每年使用超过5亿个粉末冶金减震器部件。
• SAP Parts 于 2024 年 2 月安装的新型金属粉末压机能够施加 1,000 吨的力。

金属注射成型精密工程推动市场收入

金属注射成型 (MIM) 工艺能够以无与伦比的精度生产数百万个小型复杂部件，占据了粉末冶金市场 52% 以上的收入。该技术能够制造具有极其精细特征的零件，例如壁厚低至 0.1 毫米、公差在 50 微米以内，这是其他批量生产方法难以达到的细节水平。该工艺对于大批量生产非常高效，一些 MIM 模具设计用于 16 腔生产，单日可生产超过 50,000 个零件。对微型化有严格要求的行业（例如电子和医疗）推动了对 MIM 的需求，但汽车行业也是一个关键的消费者。2024 年前三个季度，中国生产了 2,147 万辆汽车，需要大量小型复杂的传感器外壳和执行器零件，这些零件非常适合 MIM。

通过MIM工艺获得的卓越物理性能是其成功的关键因素。零件在高温下烧结，通常在1280至1370摄氏度之间，从而产生致密度高达98%、强度和抗疲劳性的部件。这对于预计到2025年底将在中国道路上行驶的2500万辆电动汽车至关重要，这些汽车依赖于高性能的电子和电力传输部件。该工艺的多功能性使其能够使用各种材料，包括17-4 PH等不锈钢，其热处理后的抗拉强度超过1100 MPa，这使得粉末冶金市场在高应力应用中不可或缺。

• MIM技术可以生产重量从0.01克到250克的零件。
• 领先的 MIM 零件制造商 Indo-MIM 的月生产能力超过 3000 万个零件。
• MIM 中使用的原料通常由直径小于 20 微米的金属粉末颗粒组成。

航空航天和国防是推动市场需求的关键领域

由于对能够在极端环境下工作的轻质高强度材料的迫切需求，航空航天和国防占据了粉末冶金市场52%的份额。粉末冶金技术，尤其是通过增材制造技术，可以显著减轻重量；例如，使用钛铝涡轮叶片可以使3000公斤的飞机发动机减重30至50公斤。新型高温合金的开发至关重要。例如，与传统的镍基合金相比，美国宇航局（NASA）商业化的GRX-810合金粉末的蠕变寿命提高了1000倍，在1093摄氏度的温度下强度提高了两倍。对于像涡轮盘这样每分钟转速超过10000转的部件来说，这样的性能是不可妥协的。

新设施的投资凸显了该行业对这些先进材料的依赖。山特维克的新工厂将于2025年投产，生产粒度精确控制在15至45微米之间的钛和镍粉末。这种精度对于冷喷涂等技术至关重要。美国海军使用冷喷涂进行按需维修，其沉积速度高达每小时20公斤，形成的结合强度超过70兆帕。熔点超过1300摄氏度的钴基高温合金的使用，以及像“废料变粉末”模式这样的回收利用举措，将价值每公斤超过40美元的Inconel 718废料转化为粉末，进一步巩固了粉末冶金市场在这一高价值领域的重要性。

• 一架空客 A350 飞机包含 1,000 多个独立的 3D 打印粉末冶金部件。
• 研究人员最近开发出一种新型钛合金（Ti-6Al-4V）超材料，可承受超过自身重量 120 万倍的力。
• 预计到 2026 年，全球对航空级钛粉的需求将超过 5,000 公吨。

原始设备制造商 最终消费者推动销量

原始设备制造商 (OEM) 是粉末冶金市场的引擎，通过将数十亿个零部件直接集成到量产产品中，占据了 73% 的市场份额。汽车行业是主要驱动力，消耗了超过 70% 的粉末冶金零件。一辆典型的乘用车包含 400 多个此类零件，而仅 2024 年 3 月全球汽车产量就已达到 890 万辆，其规模巨大。丰田等大型原始设备制造商严重依赖这项技术为其每年超过 1000 万辆的汽车生产零部件。经济优势是关键因素；通过粉末冶金技术生产一个复杂的齿轮比用棒料加工便宜 50%。

粉末冶金市场中，原始设备制造商 (OEM) 与粉末生产商之间的紧密整合促进了创新和效率。这种关系在 500 家关键行业利益相关者（包括众多 OEM）中得到了体现。他们最近接受了调查，以确保生产与未来市场需求保持一致。大型航空航天 OEM 目前正大力投资内部金属 3D 打印能力，能够以每小时 10-20 立方厘米的速度制造零件，以减少对长供应链的依赖。这种直接采用使 OEM 能够将关键部件的交付周期从数月缩短至仅 2-3 周。例如，福特汽车公司一直是行业先驱，25 多年来一直将粉末冶金技术用于其发动机的连杆，这表明 OEM 对该技术的可靠性和成本效益的长期信任。

• 全球汽车发动机粉末冶金连杆年产量超过1亿根。
• 典型汽车零部件的粉末冶金工艺可将材料浪费减少到 3% 以下。
• 领先的原始设备制造商 (OEM) 的目标是在烧结炉中使用绿色氢气，每吨零件需要大约 1400 千瓦时的能量输入。

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区域分析 

北美先进制造业推动粉末冶金市场占据主导地位

北美在全球粉末冶金市场占据领先地位，占有超过 39% 的市场份额。[ 1 ] 该地区的主导地位得益于其高度先进的制造业生态系统，尤其是在美国。2024 年，美国政府拨款 45 项新的先进材料研究经费，直接惠及粉末冶金创新。投资强劲，例如阿美特克 (AMETEK) 计划斥资 3000 万美元扩建其位于宾夕法尼亚州的细粉末工厂，预计于 2025 年完工。这一增长也受到蓬勃发展的增材制造行业的推动。例如，预计到 2025 年底，美国粘合剂喷射系统的新工业装置将达到 250 台。

国防和航空航天领域是钛合金的关键消费领域。美国国防部于2024年授予的一项新合同要求1200个非关键飞机部件必须使用国产钛粉。加拿大汽车零部件行业也是钛合金的重要贡献者，预计2024年电动汽车传动系统烧结部件出货量将达到180万个。此外，北美生产商在回收利用方面处于领先地位；Molyworks位于加州的工厂有望在2025年将500吨废金属加工成高级球形粉末。美国医疗器械市场是另一个关键驱动力，预计2025年将通过粉末冶金技术生产8.5万个骨科植入物。该地区每年还举办15场大型粉末冶金研究研讨会。

亚太地区工业引擎推动粉末冶金市场快速扩张

亚太地区是粉末冶金市场的强势地区，其特点是产量巨大且国家采取了战略性举措。中国是这一主导地位的核心，2024年钨产量将达到6.7万吨，占全球产量的绝大部分。同年，中国钨粉总产量约为8.6万吨。日本的制造业实力体现在其出口活动上，预计2024年日本将出口1.25万吨高精度烧结汽车零部件。产能投资是该地区的优先事项；住友电工正在日本投资50亿日元新建一座烧结零部件工厂，计划于2025年投产。

在政府支持本土制造业的推动下，印度的粉末冶金市场也呈现强劲增长势头。2024 年 2 月，位于马哈拉施特拉邦的 SAP Parts 公司安装了一台新的高容量金属粉末压机，以提高其生产能力。印度的目标是到 2030 年拥有超过 2800 万辆电动汽车，这一目标将大幅增加对粉末冶金零部件的需求。韩国是另一个重要参与者，凭借其庞大的电子产业。2023 年，韩国的半导体出口额达到近 1000 亿美元，粉末冶金在生产各种零部件中发挥着至关重要的作用。为支持这一目标，韩国公布了一项价值 33 万亿韩元（约合 232.5 亿美元）的半导体产业扶持计划，该计划将从 2025 年持续到 2027 年。

欧洲绿色转型和高科技行业推动粉末冶金需求

欧洲粉末冶金市场高度重视可持续性和高价值应用。德国仍是汽车零部件领域的领先者，其工厂预计到2024年将生产420万个用于混合动力汽车变速箱的烧结零件。瑞典Höganäs AB公司正在开拓绿色技术，投资建设一座新的生物炭工厂，该工厂将于2025年第二季度动工，以取代其海绵铁生产中的化石燃料。该计划旨在到2030年使公司的直接生产排放接近于零。英国也是一个重要的贡献者，山特维克的Osprey工厂将在2024年将其气雾化粉末产能提高200吨，以满足航空航天业的需求。

整个欧洲大陆对先进制造业的投资盛行。欧盟“地平线欧洲”计划已于2024年拨款15项新的研究经费，专门用于可持续粉末冶金工艺项目。意大利的精密制造业持续蓬勃发展，预计到2024年将为奢侈品和医疗器械生产约2500万个复杂的微型MIM零件。再往北，位于瑞典比尤夫的一家新的耐火材料厂预计将在三到五年内投产，从而实现区域产能的现代化。此外，Höganäs位于印度艾哈迈德讷格尔的工厂将于2024年投入运营两台新的风力涡轮机，目前为该工厂提供相当一部分电力。 

近期企业发展表明对粉末冶金市场充满信心

1. IperionX 获得价值 210 万美元的美国空军合同（2024 年 8 月）： IperionX 获得一份重要合同，为美国空军供应钛板、钛棒和钛粉，凸显了国防部门对先进 PM 材料的日益依赖。
2. 6K 完成 8200 万美元 E 轮融资（2024 年 9 月）：可持续材料领导者 6K 获得 8200 万美元，用于扩大电池材料的生产规模并扩大其增材制造金属粉末能力，这表明投资者信心强劲。
3. Desktop Metal 被 Anzu Partners 收购（2024 年 8 月）：根据美国破产法第 11 章申请，粘合剂喷射先驱 Desktop Metal 的关键资产被投资公司 Anzu Partners 收购，确保了其具有影响力的技术的延续性。
4. Triastek 获得 2700 万美元融资（2024 年 7 月）：制药 3D 打印公司 Triastek 筹集了大量资金来推进其熔体挤出沉积 (MED®) 技术，该技术利用粉末配方进行药物输送。
5. Kymera International 收购 Metallisation（2023 年 12 月）：特种材料公司 Kymera International 收购了英国的 Metallisation，后者是使用金属粉末的热喷涂和表面涂层技术领域的主要参与者，从而扩大了其产品组合。
6. Equispheres 完成 B 轮融资（2024 年 6 月）：这家加拿大铝粉生产商获得新融资，将其生产能力扩大至年 1,000 吨，以满足汽车和航空航天领域的高需求。
7. Gränges 收购 Getek 和 Aleastur（2024 年 4 月）：铝技术公司 Gränges 收购了铝坯生产商 Getek 和铝晶粒细化剂和母合金制造商 Aleastur，增强了其在铝价值链上游的能力。

粉末冶金市场的顶级公司

• 安泰科技材料有限公司（AT&M）
• 安赛乐米塔尔粉末公司
• 卡彭特技术公司
• ExOne（桌面金属）
• 吉凯恩公司
• 阿特拉斯压制金属
• 霍根萨斯公司
• Optomec公司
• 雷尼绍公司
• 山特维克公司
• 沃克赛尔捷公司
• 波莱玛
• 其他杰出球员

市场细分概述

按材质

• 钛
• 镍
• 钢
• 铝
• 钴
• 其他材料

按流程 

• 增材制造
• 金属注射成型
• 粉末金属热等静压（PM HIP）

按最终用途

• 代加工
• AM 操作员

按申请

• 航空航天与国防
• 汽车
• 医疗和牙科
• 石油和天然气
• 工业的

按地区

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
  • 墨西哥
• 欧洲
  • 西欧
    • 英国
    • 德国
    • 法国
    • 意大利
    • 西班牙
    • 西欧其他地区
  • 东欧
    • 波兰
    • 俄罗斯
    • 东欧其他地区
• 亚太地区
  • 中国
  • 印度
  • 日本
  • 韩国
  • 澳大利亚和新西兰
  • 东盟
  • 亚太地区其他地区
• 中东和非洲 (MEA)
  • 阿联酋
  • 沙特阿拉伯
  • 南非
  • MEA 的其余部分
• 南美洲
  • 阿根廷
  • 巴西
  • 南美洲其他地区