2025年锆瓷陶瓷增材制造：颠覆性技术、市场扩展和战略机遇。探索先进3D打印如何在未来五年内改变高性能陶瓷。
- 执行摘要：关键发现及2025年展望
- 市场规模、增长率和2030年预测
- 锆瓷陶瓷3D打印的技术创新
- 主要参与者和竞争格局
- 各行业的应用：医疗、航空航天及其他
- 供应链、原材料和可持续性趋势
- 监管环境和行业标准
- 挑战：技术障碍和采用障碍
- 投资、并购和战略伙伴关系
- 未来展望：2030年的机会和颠覆性趋势
- 来源和参考文献
执行摘要：关键发现及2025年展望
锆瓷陶瓷增材制造（AM）正在快速从一个小众研究焦点转变为商业可行的技术，这一转变得益于材料配方、打印机硬件和后处理技术的进步。截至2025年，该领域的特点是工业采用的激增，特别是在牙科、医疗和高性能工程应用中。锆瓷的独特属性，例如高断裂韧性、生物相容性和化学稳定性，正在推动其在传统陶瓷或金属难以满足的领域的需求。
主要行业参与者正在扩展其产品组合和生产能力。3D Systems推出了新的锆瓷兼容打印机和材料，针对牙科假体和定制医疗设备。XJet继续扩大其纳米粒子喷射技术，使其能够生产高分辨率、无支撑的锆瓷部件，用于原型制作和最终使用。Lithoz，作为陶瓷AM的先驱，报告称其LCM（光刻陶瓷制造）系统的采用显著增长，重点在于牙科和工业组件。CeramTec，全球先进陶瓷的领导者，正在投资增材制造，以补充其传统制造，旨在为客户提供更复杂的几何形状和快速原型制作。
来自这些制造商的最新数据表明，锆瓷AM系统销售和材料消耗的年增长率达到了两位数。牙科应用仍然是最大的市场，定制的牙冠、桥和植入物直接从数字扫描中生成。医疗器械制造商正在利用锆瓷的生物相容性为患者定制植入物和外科工具。在航空航天和电子领域，生产复杂的高性能陶瓷部件的能力为设计带来了新的可能性。
展望未来几年，锆瓷陶瓷AM的前景非常乐观。预计持续的研发将进一步改善材料属性、降低成本并简化后处理。行业合作和标准化工作正在进行，以确保质量和重复性，这对在受监管领域的更广泛采用至关重要。随着更多公司—如3D Systems、XJet和Lithoz—扩大其产品和全球覆盖面，锆瓷AM有望成为到2020年代末期高价值复杂陶瓷组件的主流解决方案。
市场规模、增长率和2030年预测
全球锆瓷陶瓷增材制造（AM）市场正经历强劲增长，主要驱动力是对高性能陶瓷在牙科、医疗、电子和航空航天等领域的需求不断增加。截至2025年，市场的特点是先进增材制造技术（如立体光刻（SLA）、数字光处理（DLP）和粘合剂喷射）在处理锆瓷粉末和浆料方面的广泛采用，从而生产复杂的高精度部件。
包括3D Systems、Lithoz和XJet在内的主要行业参与者报告称，客户对锆瓷AM解决方案的采用显著增加。例如，Lithoz扩展了其陶瓷3D打印机和材料的产品组合，特别关注牙科和医疗应用，因为锆瓷的生物相容性和机械强度备受重视。XJet继续开发其纳米粒子喷射技术，能够生产具有高密度和表面质量的复杂锆瓷部件，目标是工业和医疗市场。
根据行业来源和公司报告，全球陶瓷AM市场在2024年超过2亿美元，锆瓷因其独特的性质和不断扩展的应用基础而迅速增长。预计锆瓷陶瓷AM的年增长率将在2030年达到20-25%的区间，超过更广泛的陶瓷AM领域。这个增长受到了对研发的投资增加、针对锆瓷的新打印机模型的推出，以及诸如3DCeram和CeramTec等公司开发先进原料的支持。
展望2030年，锆瓷陶瓷增材制造的前景依然非常乐观。该领域预计将受益于打印机硬件、过程自动化和材料配方的持续进步，进一步降低成本并提高部件质量。牙科和医疗领域预计将继续成为最大的最终用户市场，同时电子和工业应用的渗透率也在增加。预计打印机制造商、材料供应商和最终用户之间的战略伙伴关系将加速技术的采用和市场扩展。
总体来说，锆瓷陶瓷AM市场预计将在本十年末的持续双位数增长，领先公司如Lithoz、XJet和3D Systems将处于创新和商业化的最前沿。
锆瓷陶瓷3D打印的技术创新
锆瓷陶瓷增材制造（AM）在2025年经历快速的技术进步，推动因素是对医疗、牙科和工业应用中高性能陶瓷的需求。该领域的特点是新材料配方、改进的打印硬件和精细的后处理技术的融合，旨在克服陶瓷3D打印传统挑战，如脆性、收缩和表面光洁度。
最显著的创新之一是立体光刻（SLA）和数字光处理（DLP）技术在锆瓷领域的成熟。这些基于光聚合的技术使得能够生产具有复杂几何形状的高度详细和密实的锆瓷部件。像Lithoz GmbH这样的公司走在前沿，提供工业级DLP打印机和专门优化锆瓷的陶瓷浆料。它们的系统现已能够生产牙冠、桥甚至复杂的工业部件，其机械性能可与传统制造的陶瓷相媲美。
另一个显著的发展是粘合剂喷射和材料挤出工艺的改进。3DCeram已经扩展了其产品组合，包括先进的锆瓷兼容打印机，专注于串行生产的可扩展性和自动化。这些系统在牙科领域越来越受到采用，定制的生物相容植入物的需求正在激增。与此同时，XJet已商业化其纳米粒子喷射技术，使得能够以最小的后处理来打印密实的高纯度锆瓷部件，解决了陶瓷AM的一个关键瓶颈。
材料创新也在加速。新的稳定氧化铝锆（YSZ）浆料和粉末配方正在开发，以增强打印性、降低烧结温度并改善最终部件的韧性。全球领先的锆瓷粉末供应商东陶公司正在与打印机制造商合作，定制材料以适应特定的AM工艺，确保一致的质量和性能。
展望未来，锆瓷陶瓷AM的前景依然乐观。预计 AI 驱动的过程监控和闭环控制系统的整合将进一步提高产量和重复性。行业领导者预计在航空航天和电子行业的更广泛采用，其中锆瓷的独特属性—如高断裂韧性和离子导电性—越来越受到重视。随着生态系统的成熟，材料供应商、打印机制造商和最终用户之间的合作可能会加速，从而降低成本并扩大锆瓷AM的潜在应用范围。
主要参与者和竞争格局
2025年锆瓷陶瓷增材制造（AM）的竞争格局以行业内成熟的陶瓷制造商、专门的AM技术提供商和新兴初创企业的动态组合为特点。该领域正经历快速的技术进步，重点在于改善材料属性、过程可靠性和工业应用的可扩展性。
在最突出的参与者中，3D Systems继续扩大其陶瓷AM解决方案的产品组合，利用其在立体光刻（SLA）和直接材料喷射方面的专业知识。该公司的Figure 4平台兼容高性能陶瓷，包括锆瓷，被广泛应用于牙科、医疗和工业领域。类似地，XJet因其纳米粒子喷射技术而闻名，能够生产密实、复杂的锆瓷部件，具有精细的特征分辨率。XJet的Carmel AM系统越来越多地用于原型制作和最终使用的组件，尤其是在牙科和珠宝应用中。
欧洲公司也处于领先地位。位于奥地利的Lithoz GmbH是陶瓷AM的领导者，提供LCM（光刻陶瓷制造）系统，这些系统在制造高强度锆瓷部件方面得到广泛应用。Lithoz的CeraFab打印机在研究和工业环境中得到应用，并与多方合作以扩大医疗植入物和技术陶瓷的生产。另一个值得注意的参与者是CeramTec，其利用深厚的材料专长将AM整合到其先进陶瓷产品组合中，专注于为医疗和电子行业提供定制的锆瓷组件。
在亚洲，东陶公司是锆瓷粉末的主要供应商，并积极参与支持AM工艺的开发，与打印机制造商和最终用户合作优化材料配方，以适应增材工艺。Admatec Europe（现已成为3DCeram Sinto的一部分）也在扩大其全球影响力，提供基于DLP的AM系统和针对锆瓷及其他技术陶瓷的原材料。
竞争格局还受到打印机制造商、材料供应商和最终用户之间合作的影响，旨在解决部件尺寸限制、后处理和受监管行业认证等挑战。截至2025年，预计该领域将在自动化、质量保证和混合制造方法方面加大投资，主要参与者正在调整自己以满足牙科假体、骨科植入物和电子元件等高价值市场。
展望未来，未来几年可能会见证更为激烈的竞争，因为新进者推出创新的AM平台，且成熟的陶瓷公司加深对增材技术的整合。对成本效益高、产量大的锆瓷AM解决方案的需求预计将加速，领先公司将在研发和战略合作方面加大投资，以保持竞争优势。
各行业的应用：医疗、航空航天及其他
锆瓷陶瓷增材制造（AM）正在快速扩展其在多个高价值行业的足迹，2025年标志着技术成熟和商业采用的关键一年。锆瓷的独特性质—如高断裂韧性、生物相容性及耐磨耐腐蚀性—正在推动其在性能和可靠性至关重要的领域的使用。
在医疗领域，锆瓷AM正在彻底改变牙科修复、植入物和外科工具的生产。以高精度制造患者特定几何形状的能力在牙冠、桥和支台牙方面尤为重要。像3D Systems和Stratasys等公司正在积极开发和供应针对牙科实验室和诊所的陶瓷AM解决方案。此外，全球先进陶瓷的领导者CeramTec正在利用增材制造生产定制医疗组件，包括受益于锆瓷生物相容性和机械强度的骨科植入物。
航空航天是另一个见证锆瓷AM显著整合的行业。该材料的热稳定性和耐恶劣环境的能力使其非常适合用于热障涂层、喷嘴和传感器外壳等组件。GE和Safran等航空航天巨头正在探索陶瓷AM在下一代推进和发动机系统中的应用，旨在减少重量并提高耐用性。生产复杂、轻量的内部冷却通道结构的能力对涡轮机和超声速应用特别有吸引力。
除了医疗和航空航天，锆瓷AM在电子、能源和工业工具中也获得了推动。在电子领域，该材料的绝缘性质被用于高频设备的基板和组件。东陶公司作为锆瓷粉末的主要供应商，正在与AM技术提供者合作，以实现微电子和燃料电池的新应用。在工业工具方面，像XJet这样的公司正在商业化AM系统，能够生产耐磨部件，用于制造和化工加工。
展望未来，锆瓷陶瓷AM的前景依然乐观。预计后续在粘合剂喷射、立体光刻和材料挤出方面的进展将进一步提升部件质量、可扩展性和性价比。随着更多行业认识到定制、高性能陶瓷组件的价值，预计在2025年及以后，采用将加速，领先制造商和材料供应商将在塑造未来格局中发挥核心作用。
供应链、原材料和可持续性趋势
2025年锆瓷陶瓷增材制造（AM）的供应链正在迅速演变，这一变化受到医疗、牙科和工业应用中对先进陶瓷需求不断增加的影响。锆瓷（氧化锆，ZrO₂）因其卓越的机械强度、生物相容性和热稳定性而备受青睐，成为3D打印牙科假体、植入物和耐磨部件的首选材料。全球锆瓷粉末的供应由东陶公司和京瓷公司等成熟生产商提供，这两家公司都扩展了其先进陶瓷部门，以满足增材制造日益增长的需求。这些公司控制着从原始锆砂加工到为增材工艺定制的高纯度、细颗粒锆瓷粉末的上游供应的重要部分。
在AM技术方面，像3DCeram和Lithoz GmbH这样的公司正在引领锆瓷3D打印的商业化，提供材料和专业打印机。这些公司已与粉末供应商建立合作关系，以确保一致的质量和可追溯性，这是牙科和航空航天等行业对严格认证的严苛要求。供应链也在朝着更加垂直整合的方向发展，一些AM系统制造商开发专有的锆瓷配方，以优化打印性和最终部件性能。
可持续性是2025年一个新兴的重点，考虑到陶瓷粉末生产和烧结的能源密集性受到审查。主要供应商正在投资更环保的生产方法，例如回收处理水、减少排放以及从经过认证的低影响矿山采购锆砂。东陶公司和京瓷公司都已发布可持续性承诺，包括减少其陶瓷业务碳足迹的目标。与此同时，增材制造本身因其能够最大限度地减少材料浪费并使设计轻量化和功能优化而被推动作为传统减材陶瓷加工的更可持续替代方案。
展望未来，锆瓷AM供应链预计将变得更加具有弹性和透明，数字化跟踪原材料和增加循环经济原则的采用，行业团体和标准机构正在努力协调材料规格和环境报告，这将进一步支持可持续发展。随着对高性能陶瓷需求的持续上升，尤其是在医疗和电子领域，整个行业准备在供应链管理和可持续制造实践方面继续创新。
监管环境和行业标准
锆瓷陶瓷增材制造（AM）的监管环境和行业标准正在快速发展，因为技术正在成熟，并在牙科、医疗和工业应用等领域的采用不断增加。到2025年，这一领域受到陶瓷的既定框架和特定增材工艺的不断涌现的指南的共同影响。
锆瓷陶瓷因其生物相容性和机械强度而被广泛用于牙科和骨科植入物。该领域的监管监管非常严格。例如，在欧盟，旨在医疗用途的锆瓷AM部件必须遵守医疗器械法规（MDR 2017/745），该法规要求进行全面的风险评估、可追溯性和制造过程验证。类似地，在美国，食品和药物管理局（FDA）对牙科和骨科设备进行监管，并已就增材制造医疗设备的技术考虑发布指导意见，强调过程验证、材料特性以及后处理控制。
行业标准也在不断发展和完善。国际标准化组织（ISO）和国际焊接学会（ASTM）已经发布诸如ISO/ASTM 52900的联合标准，为增材制造提供一般术语，并发布ISO/ASTM 52921，针对AM工艺的分类和标识进行了说明。对于陶瓷，ISO 13356规定了用于外科植入物的稳定氧化铝锆（ZrO₂）所需的要求，并受到锆瓷AM粉末和组件制造商的参考。领先供应商如东陶公司和3DCeram将其材料和工艺与这些标准对齐，以确保监管接受和市场准入。
到2025年，行业财团和工作组正加速发展特定于陶瓷的AM标准。像CeramTec和XJet等组织正积极参与标准化工作，关注的主题包括粉末质量、过程重复性和机械性质验证。德国VDMA增材制造工作组也在为工业陶瓷AM贡献统一的指导方针。
展望未来，预计监管机构将发布关于高性能陶瓷（包括锆瓷）的增材制造提供更详细的指导，特别是在应用扩展到航空航天和电子行业时。趋势趋向基于风险和性能驱动的标准，以解决AM的独特挑战，例如层状缺陷和复杂几何形状。投资于强大质量管理系统并尽早与监管机构接洽的公司，可能会在监管环境不断演变的过程中获得竞争优势。
挑战：技术障碍和采用障碍
锆瓷陶瓷增材制造（AM）正在迅速进展，但截至2025年仍然存在若干技术障碍和采用障碍。其中一个主要挑战是由于锆瓷高熔点、脆性及对层层制造过程中引入缺陷的敏感性，导致加工锆瓷的内在难度。实现完全致密、无缺陷且具有可靠机械性能的部件仍然是一个重大的技术障碍。即便是使用先进的粘合剂喷射和立体光刻工艺，翘曲、烧结过程中的裂纹和各向异性收缩等问题仍然存在，限制了生产的可扩展性和重复性。
材料原料的质量和一致性也是重要的关注点。生产高纯度、均匀大小的锆瓷粉末以适应AM是复杂且昂贵的。像东陶公司这样的锆瓷粉末领先供应商正在投资于改进粉末特性，以满足AM工艺的严格要求。然而，这些特定粉末的成本仍然是广泛应用的障碍，特别是在价格敏感的行业中。
另一个技术障碍是专门优化锆瓷的AM系统的有限可用性。虽然像Lithoz GmbH和3DCeram这样的成熟陶瓷AM设备制造商已经开发了能够处理锆瓷的平台，但这些系统往往需要广泛的过程调试和后处理专业知识。缺乏标准化的过程参数和对特定应用的定制需求减慢了更广泛的工业采用。
采用进一步受到挑战，尤其是在医疗和航空航天等关键应用中，锆瓷AM部件的合格和认证。增材制造陶瓷的监管途径仍在发展之中，而最终用户需要强有力的数据来证明长期性能、生物相容性和可靠性。这一点在牙科和骨科植入物方面尤为相关，类似于CeramTec的公司正在积极开发传统和基于AM的锆瓷解决方案。
展望未来，克服这些挑战的前景谨慎乐观。预计材料供应商、设备制造商和最终用户的持续研发努力将在接下来的几年内实现工艺可靠性、材料成本和部件合格的增量改进。粉末生产商、AM系统开发商和工业用户之间的战略合作将在解决这些障碍和加速锆瓷陶瓷增材制造的采用方面至关重要。
投资、并购和战略伙伴关系
锆瓷陶瓷增材制造（AM）行业正在经历显著的投资、并购（M&A）和战略伙伴关系的激增，随着技术的成熟和对高性能应用中先进陶瓷需求的增长，到2025年，这种势头尤为明显。在医疗、牙科、电子和航空航天等行业，对精密组件的需求推动着锆瓷机械强度和生物相容性的重视。
主要行业参与者正通过有针对性的投资积极扩展其产品组合和全球影响力。作为增材制造的先锋，3D Systems继续对锆瓷的陶瓷打印能力进行投资，以满足对牙科和医疗应用日益增长的需求。该公司近年来的收购策略专注于整合先进材料和工艺专业知识，使其在陶瓷AM领域中占据领导地位。
同样，XJet以其纳米粒子喷射技术闻名，已获得显著的融资并与牙科及工业合作伙伴建立战略合作关系，以加速锆瓷AM的采用。XJet与领先牙科制造商和服务机构的合作关系在2025年预计将进一步扩展，因为该公司扩大生产并丰富其材料组合。
欧洲公司也在战略活动方面处于领先地位。位于奥地利的Lithoz已确立为全球陶瓷3D打印的领导者，重点关注锆瓷。Lithoz与医疗设备制造商和研究机构签署了多份联合开发协议，共同开发下一代锆瓷组件。该公司最近通过地区合作伙伴和分销协议扩展到美国和亚洲市场，证明了行业的全球化。
在材料方面，东陶公司作为锆瓷粉末的主要供应商，正在投资于产能扩张和与AM硬件制造商的研发合作，以确保为增材工艺提供高纯度锆瓷的可靠供应。这些合作对确保材料一致性和性能至关重要，这对于医疗和牙科应用中的监管批准尤其重要。
展望未来，预计在未来几年内，将会看到进一步的整合，因为成熟的AM公司寻求收购专业的陶瓷技术提供商，并且材料供应商与打印机制造商形成更密切的联盟。该行业的投资气候依然强劲，风险投资和公司投资者正在关注提供新颖锆瓷AM解决方案的初创企业，或者解决可扩展性和后处理等关键挑战。随着锆瓷AM部件的监管途径变得更加清晰，特别是在医疗保健领域，技术开发者、最终用户和认证机构之间的战略合作伙伴关系将变得日益重要，以支持市场的采用和增长。
未来展望：2030年的机会和颠覆性趋势
到2030年，锆瓷陶瓷增材制造（AM）的前景受到技术快速进步、工业采用扩大及新应用领域不断涌现的影响。截至2025年，该领域正从早期的原型制作转向可扩展生产，推动力在于锆瓷的独特属性——如高断裂韧性、化学惰性和生物相容性——这些特性在要求严格的行业中越来越受到重视。
主要参与者正在投资于工艺优化和材料创新。3D Systems和XJet在粘合剂喷射和纳米粒子喷射方面的工作尤为突出，实现了高密度、高精度锆瓷部件的生产。Lithoz持续推动光刻陶瓷制造（LCM），重点关注医疗和牙科应用，在这些应用中，锆瓷的生物相容性和美观性至关重要。全球陶瓷专家CeramTec也在扩大其AM能力，面向工业和医疗市场。
预计将会出现以下几个颠覆性趋势，将塑造到2030年的市场：
- 医疗和牙科扩展：在医疗和牙科中采用锆瓷AM进行牙冠、植入物和外科工具的应用将加速，随着数字牙科工作流程的成熟和监管途径的明晰，像Lithoz和CeramTec等公司正在积极开发针对患者特定设备的验证工作流程。
- 工业集成：航空航天、电子和能源行业正在探索将锆瓷AM应用于要求热稳定性和耐磨性的组件。XJet和3D Systems正在与OEM合作，以合格的锆瓷部件适用于最终使用的应用。
- 过程自动化和可扩展性：后处理和质量保证的自动化是一个重点领域，各公司正在投资于集成解决方案，以降低成本并提高生产效率。这对从原型制作转向串行生产至关重要。
- 材料创新：多材料打印和功能梯度锆瓷陶瓷的研究正在进行中，承诺提供新的功能和更广泛的应用空间。
到2030年，锆瓷陶瓷AM预计将成为医疗、电子和其他领域高价值复杂零件的主流制造选择。该行业的增长将取决于打印机技术、材料科学和数字工作流程集成的持续进展，领先公司如Lithoz、XJet、3D Systems和CeramTec将推动创新和采用。
来源和参考文献
