上一篇我们谈论了美联储降息对整个3D打印行业可能带来的影响：

美联储降息，3D打印行业何去何从？

但本次美国财政部长耶伦访问中国，还提出了一些其他的令人关注的言论。

她声称中国的技术出口正在威胁美国的新兴产业，并建议中国应重点支持国内消费，减少过剩工业产能。

根据AM易了解，我国3D打印行业的金属粉末价格在国际市场上还是很有竞争力的，如果耶伦认为价格优势的产业就能被扣上产能过剩的帽子，AM易道想聊聊看看作为金属副产品的3D打印金属粉末产业背后的一些情况。

先看看3D打印金属粉末是怎么生产的：

国内产能过剩哪里来的

不得不承认，我国在很多行业是有产能过剩情况的。

2023年12月，中央经济工作会议时隔4年重提“部分行业产能过剩”，核心原因在于工业产能利用率明显回落。

具体看，截至2023年12月，我国工业企业产能利用率75.9%，相比2021年的高点下降2.5个百分点，相比2017-2019年均值下降1.3个百分点；同样显著低于美国、欧元区（20国）的产能利用率均值78.5%、80.8%。

其中和金属原材料最相关的部分来自于地产和基建行业所需的钢铁和有色金属行业。过剩主要由于地产下行、消费不及预期、出口下降造成，对应的解决思路是在这些材料端进行绿色化、智能化转型。

金属3D打印粉末上接金属原材料，下接高科技的新质生产力增材制造，自然最符合材料端的绿色化、智能化转型。

3D打印金属粉末是一个增长中的小市场

据国外某不知名咨询机构统计，2022年全球金属3D打印粉末市场规模估计为5.909亿美元。预计到2028年，市场规模将达到21.169亿美元，在2022-2028年期间的复合年增长率(CAGR)为23.7%，这些数字和沃勒斯报告的数据基本可以印证。

其中铁基金属粉末占全球金属3D打印粉末市场的最大份额，其次是铝粉和钛粉。具体而言：

• 铁基金属粉末占全球市场份额的约56%;
• 铝基金属粉末占全球市场份额的约16%;
• 钛基金属粉末占全球市场份额的约10%。

以上机构的数字不一定精准，尤其是近两年有新变化，但显而易见，金属3D打印粉末市场规模不大，但在不考虑上游3D打印应用需求的牵引情况下，国内很多传统金属生产行业都在新增粉末产能。当然，这符合公有及私有经济的多重诉求。

阶段性过剩现象确实存在

以高端的钛合金粉末来说，在航空航天、医疗器械等领域的需求驱动下，国内多家企业纷纷布局钛合金3D打印粉末制备，产能快速扩张。但受制于下游应用市场培育尚需时日，加之国外市场开拓增长有限，钛合金粉末产能过剩风险有所显现。

再看低端的不锈钢粉末；作为应用最广泛的增材制造金属粉末品类，不锈钢粉末市场需求旺盛。国内不锈钢粉末制造企业数量快速增加， 整体产能大幅扩张。但同质化竞争严重， 中低端产能过剩风险上升。

AM易道认为，造成上述金属3D打印粉末阶段性产能过剩的原因主要有：

1.企业受政策导向，新加制粉产能符合鼓励类目。

2.传统金属企业纵向产业链延伸，符合新质生产力、高质量发展的战略需求。

3.原有传统金属粉末制造商在了解到3D打印行业的快速增长后，横向切入，增加产能。

4.3D打印下游应用市场培育节奏不一致，需求尚未完全释放，导致粉末材料消费无法有效匹配前期产能的快速扩张。

5.航空航天的一致性特殊要求对于粉末材料商的绑定导致马太效应，部分企业供不应求，但平均来看供过于求。

6.技术瓶颈制约废粉回收利用，所以更大的市场需求只能通过更大的粉末产能满足；加剧了产能过剩压力。

7.低端产能技术门槛下降，快速扩张， 同质化竞争加剧；而高附加值的高端粉末市场尚未充分开发，供需失衡现象较为突出。

8.国际市场开拓受阻；受国外技术封锁、供应商名录限制、地缘政治风险上升等因素影响，国产金属3D打印粉末拓展国际市场难度加大，也在一定程度上加剧了产能过剩压力。

阶段过剩怎么办

AM易道认为，作为3D打印从业者来说，生产金属粉末，与其新上产能卷价格，不如更深入研究金属材料回收与再制造。

从国内看，这个方向更能嵌入目前的国内3D打印粉末生态；

从国际看，粉末回收利用更符合低碳环保、社会责任等大客户的严肃要求。

关于回收与再制造，AM易道带你一探究竟。

金属3D打印本来就是绿色制造，有必要回收吗？

这是一个传统的思维误区，3D打印近净成型过程虽然绿色，但实际上金属3D打印粉末制造过程本身并不完全绿色。因为粉末作为最终产物，要经过金属原矿石的采选、精炼、冶炼、原料中间体形态（锭料、棒材、卷材和线材）、雾化、收集、分类，这全部流程加起来的污染和碳排放其实并不低。

在3D打印最初被大肆宣传的日子里， 很少有人关注粉末生产过程的产出效率问题。在许多情况下，适合粉床熔融(PBF)使用的优质粉末的产出率最多为45%，有时甚至低至30%。尽管一些粉末生产商能够将产量提高到60%甚至70%，特别是如果不同粉末级别可用于其他形式的3D打印，如送粉类的定向能量沉积(DED)，但在大多数情况下，产量仍然很低，这意味着在雾化过程中会产生相当多的废料。

金属粉末生产过程如果真的达到绿色制造的要求，企业还得在材料回收再利用上面多下功夫。

可回收的品种

金属粉末的主要回收渠道包括如下几样：

1.增材生产过程中已用过的粉末

2.未使用的库存粉末

对以上这两种粉，AM易道必须说明，情况非常复杂。

• 业内对什么是旧粉末存在不同看法， 有人认为即使是新开封容器中的粉末也应视为使用过；
• 也有人认为只有从打印机器中取出、经过多次循环使用的粉末才算是旧粉；
• 在最好的情况下，各家会自己制定判断标准，决定从机器中丢弃的粉末何时已经不符合规格；
• 在最坏的情况下，用户根本不考虑粉末的状况，简单地在每个生产周期或批次结束时清理出机器中所有剩余的粉末。

AM易道了解，国内各家增材生产商对于旧粉处理的方法是五花八门，并没有所谓的金标准。

3.制粉雾化过程中产生的粗粉或废料

AM易道多说几句，大多数粉末生产商都认为回收利用回流料是可行的，但前提是要保证这些粉末没有受到污染。

实际上，对于铁、镍基和钴基合金，在熔化阶段清除污染物相对容易，然后再进行雾化。

但对于铝粉，由于粉末颗粒表面形成的氧化层，将压实的超大颗粒和细粉净化并重新熔化难度非常高。

材料再利用和回收实践

AM易道不得不说，事实上，一些高品质要求的用户完全禁止使用曾经暴露于增材过程任何部分的粉末， 但这不妨碍更多的企业已经开始对于材料回收再利用迈出新的技术尝试。

技术尝试一般有这么几个思路：用废旧金属（包含切屑料、锭料、废粉、增材后的金属残余）处理后直接生产粉末；多次利用增材过程中的旧粉；制粉过程中增材不要的粗粉或废粉处理再制造；

AM易道整理了一些相关案例：

案例1：美国6K Additive公司获得美国国防部2340万美元拨款，用于扩大金属回收能力。2023年9月，美国陆军还授予6K Additive为期五年的采购协议，支持美国陆军的先进制造研发机构研发能够使用低成本金属3D打印粉末。6K Additive公司采用等离子体雾化技术，可将镍、钛、铜、钨等难熔废金属转化为高品质球形3D打印粉末，大幅降低材料成本。

案例2：6K Additive与澳大利亚Surgical Metal Recycling公司合作，回收医疗手术中产生的报废钛植入物，经提纯处理制成高品质3D打印用钛粉，供应于新植入物制造，实现医疗领域钛材料的闭环循环利用。这一举措有助于减少医疗废物污染，降低植入物制造成本，重建医疗领域可持续供应链。

案例3：2023年1月，美国空军研究实验室(AFRL)资助矿业公司IperionX 50万美元，要求其提交钛合金粉末回收方案，以降低Ti-6Al-4V等广泛用于航空航天领域的3D打印粉末成本。2023年2月，美国海军授权采用IperionX的回收再制造钛合金粉末为舰船3D打印制造泵等关键组件。IperionX基于氢辅助热还原反应，以钛矿石或废钛合金为原料，在氢气保护下，通过镁热还原获得低氧高纯海绵钛，再经粉碎制得钛粉，成本更低，碳排放更少。

案例4：美国IperionX公司自主研发的低成本钛合金粉末回收技术，得到美国空军研究实验室(AFRL)和能源部(DOE)的认可。2022年，IperionX与DOE下属橡树岭国家实验室(ORNL)合作，成功验证了其回收钛粉在增材制造中的应用性能。凭借原料端和应用端的突破，IperionX有望成为美国关键国防和民用领域的战略材料供应商。

案例5：2023年6月，IperionX与福特汽车达成合作，探索使用100%回收钛金属生产钛部件，以实现汽车行业的可持续制造。

案例6：美国Continuum公司推出升级版Greyhound M2P 3.0雾化装备，配备了直流等离子体热源，采用冷坩埚技术，可高效连续化将废金属熔化雾化制粉，产量更大，粉末品质与市场领先的球形粉末相当。该系统100%使用回收原料，采用绿色能源和氩气雾化，实现近零碳排放，引领金属3D打印粉末的绿色可持续生产。目前，NASA、美国空军、海军等都与Continuum建立了密切合作。

案例7：2022年，新加坡MolyWorks公司宣布建立金属3D打印粉末回收再制造亚太地区总部，获得新加坡政府和行业的大力支持。MolyWorks开发的集装箱式移动雾化装置可将各类废金属原位转化为高性能3D打印粉末，已成功应用于超25种合金。新工厂将供应更多钛合金、镍基、铝合金等粉末产品，助力新加坡实现可持续制造。

案例8：Auburn大学国家增材制造卓越中心的研究人员利用商业化的17-4 PH不锈钢粉末(LPW Technology公司生产，粒径分布15-45μm)，研究了粉末回收对选择性激光熔化(PBF)工艺3D打印构件性能的影响。

其中，6K Additive从客户处回收废料的计划值得额外关注。这里的废料不仅包括废粉末，还包括打印失败的零件和支撑结构，以及可能在AM过程中被重复使用过多次的粉末，甚至是无法与其他新粉末混合的大批量剩余粉末。这些废料的数量可能高达数吨，这些公司可以立即将其再加工成可用粉末并返还给客户。

这些回收的粉末可与原生金属原料一起使用，或与其他废金属碎片混合。这样做的好处是，粉末可以填充金属块之间的空隙，提高熔化过程的效率，同时也使生产商能够更充分地利用生产负荷。作为回收粉末的回报，这些供应商为现有客户购买新粉末提供优惠价格。

行业内还有一些其他创新正在开辟新的可能性。这包括开发新的粉末生产技术，如使用太阳能或其他可再生能源直接生产金属粉末，以降低生产过程中的能源消耗和废物产生，提高粉末的可回收性和再利用率。

此外，通过更精细的粉末分选和处理技术，可以从使用后的粉末中回收更多的可用材料，同时确保这些材料符合生产高质量零件所需的严格标准，从而提高材料效率，减少对新原材料的需求。

绿色粉末制造的限制因素

除了技术限制外，粉末回收再制造的额外环节可能会增加额外成本、而且在未产生实质经济效应前，额外成本会成为企业创新的阻力。

另外，回收材料质量和性能是缺乏行业认可的。很多时候，国内的用户单位并不愿意因为你的粉更环保就愿意承担额外的试错成本。

这些障碍，需要行业、学界和政府之间的紧密合作， 制定绿色金属3D打印材料的政策和标准。

写在最后

仅从3D打印金属粉末这个小领域来看，AM易道认为，我国产能并没有耶伦所说的过剩情况。

不能仅因为2023年全球增材市场增速创下新低，而否认这是一个连续十几年CAGR增长超过18%的新兴产业。

新兴产业在发展期本不应讨论产能过剩。

但阶段性过剩肯定存在，观察这个赛道，要看增材产能增速和粉末产能增速的异步性可能会带来的阶段性过剩。

同时，国内大家能感受到的过剩，是来自于大型金属原材料企业进行产业链纵向或横向延伸时新增产能仅在国内增材市场消化导致的。这类企业一不怕卷价格，二海外获客能力并不强，所以暂时只能内部消化。

着眼未来，如果国内金属粉末能在国际市场打开销路，除了已经有优势的成本外，更要着眼绿色低碳技术储备，跟踪并降低增材全链条的碳足迹，这也是3D打印产业获得新一轮投资的方向之一。

只有材料端的企业发力，才能让3D打印行业真正成为循环经济的最前沿。

耶伦老太太说什么不重要，更重要的是AM易道希望，

这篇文章能让增材从业者对于打印原材料的布局有更多更不一样的思考