冲突与消耗：3D打印行业不为人知的新蓝海
当今世界，区域冲突频发，军事装备的消耗速度前所未有。
在这场高强度对抗中，穿甲弹作为现代战场的关键武器，其消耗量不容忽视。
一场中等规模的装甲冲突，仅一天就可能消耗数万发穿甲弹。
而在这背后，却是供应链的巨大压力与制造技术的革新机遇。
钨穿甲弹的传统制造工艺复杂、周期长，无法满足当前高频次冲突的补给需求。
而3D打印技术凭借其快速原型、复杂结构设计与分布式生产的优势，正在成为解决这一瓶颈的关键技术。
近期MILAM2025展会上，HAMR Industries与Freemelt AB联合展示的3D打印钨穿甲弹，引发了业内广泛关注。
电子束打印：
这标志着增材制造技术在军工领域的又一新应用。
当一颗颗穿甲弹被消耗殆尽，一个全新的市场机会随之出现。
这可能是3D打印钨穿甲弹的黄金时代。
本文将带您深入了解这一新应用及其背后蕴藏的商机。
穿甲弹：现代装甲战争的尖刀利器
穿甲弹，顾名思义，是专为穿透装甲而设计的特种弹药。
它区别于普通弹药的核心特点在于其采用了高密度、高硬度的穿透核心，通常由钨合金、贫铀或特种钢制成，外部则包裹着较软的铜合金外壳。
当穿甲弹击中目标时，外壳会被剥离，而硬核心则以极高的速度直接穿透装甲，对装甲内部人员和设备造成致命打击。
现代穿甲弹主要分为几种类型：高速穿甲弹（HVAP）、穿甲脱壳弹（APDS）以及穿甲尾翼稳定脱壳弹（APFSDS）。
其中，APFSDS是当今主战坦克和反坦克武器的主要弹种，它采用细长杆状设计，通过高初速和集中动能实现对装甲的有效穿透。
穿甲弹的消耗量在现代冲突中十分惊人。
一辆主战坦克平均携带约几十发主炮弹药，而在高强度对抗中，这些弹药可能在几小时内就被全部消耗。
考虑到冲突双方可能部署数百辆装甲车辆，单日消耗量轻松达到数千发甚至上万发。
而小口径穿甲弹的消耗则更为惊人，动辄数十万发。
这种高消耗模式对生产制造和供应链提出了极高要求。
钨的优势：为何穿甲弹偏爱这种金属
钨在穿甲弹制造中的应用并非偶然。
作为元素周期表中熔点极高的金属（3422°C），钨同时具备极高的密度（19.25 g/cm³，约为铅的1.7倍）和优异的硬度，这使其成为穿甲弹的理想材料。
高密度是钨在穿甲弹应用中的首要优势。
根据动能公式E=½mv²，在相同体积和速度下，钨材料能够提供更大的动能，从而实现更强的穿透能力。
同时，钨的高硬度确保了穿甲弹在击中目标时不会过早变形或破碎，保持其锐利的前端形状，提高穿透效率。
与另一种常用的穿甲材料贫铀相比，钨虽然在"自锐"能力上略有不足，但它不具放射性，对环境和操作人员更为友好，同时也避免了国际上对铀弹药日益严格的限制。
然而，钨的这些优异特性也带来了制造上的巨大挑战。
传统工艺难以高效加工这种的金属：钨的高熔点使铸造工艺几乎不可行；
其高硬度又使机械加工耗时费力且成本高昂；
而在低温下（300-600°C以下）钨又表现出脆性，进一步增加了加工难度；
这一系列矛盾特性，使钨穿甲弹的传统制造成为一项技术门槛极高、成本高昂的工程。
3D打印钨穿甲弹：技术突破与显著优势
金属增材制造技术的发展，为钨穿甲弹的生产带来了新方法。
目前主要有两种技术路线用于钨的3D打印：激光粉末床熔融(LPBF/SLM)和电子束粉末床熔融(EB-PBF)。
电子束粉末床熔融技术(EB-PBF)在钨打印方面展现出独特优势。
如Freemelt公司的技术，其EB-PBF过程在真空环境中操作，过程温度可稳定保持在1000°C以上。
电子束的无惯性偏转使其能以极高速度扫描，高效熔化这种高熔点金属。
同时，高温环境使钨保持足够的延展性，避免了在传统低温加工中容易出现的裂纹问题。
与传统制造方法相比，3D打印钨穿甲弹具有以下显著优势：
突破了传统加工的形状限制，能实现内部空腔、梯度结构等复杂设计，优化弹道性能和穿透效率。
据海外媒体披露，HAMR Industries尚未展示的3D打印穿甲弹采用了独特的内部结构设计，据称可提高穿透性能。
另外传统钨穿甲弹从原材料到成品可能需要数周甚至数月时间，而3D打印技术可将这一过程缩短至几天。
传统加工可能有高达50%的材料浪费，而粉末床熔融技术的材料利用率可达95%以上，降低了对这种金属的消耗。
增材制造技术使小批量、多样化的穿甲弹设计与生产成为可能，能针对不同战场环境和装甲类型进行快速优化。
产业先行者：钨穿甲弹3D打印海外企业盘点
尽管3D打印钨穿甲弹尚处于产业化早期阶段，但已有几家海外企业在这一领域展现出实力与前瞻眼光：
HAMR Industries：
这家美国公司专注于极端环境下的材料与制造解决方案。
在最近的MILAM2025展会上，HAMR展示了使用Freemelt EB-PBF系统生产的钨穿甲弹，引发广泛关注。
据HAMR Industries的CEO Michael Schmitt介绍，这些精密工程设计的产品专为高速冲击应用而设计，可应用于军事、航空航天和能源领域。
Freemelt AB：
这家瑞典公司是HAMR Industries的技术合作伙伴，其EB-PBF技术适合处理钨等高熔点金属。
Freemelt将钨定位为其三大核心材料之一（另外两种是钛和铜）。
公司的Freemelt One系统和工业化的eMelt系统专为高温金属打印而设计，采用独特的电子束源配置，能在0-6kW功率范围内保持一致的束斑质量。
M&I Materials Ltd (Wolfmet)：
这家公司提供名为Wolfmet 3D的钨增材制造解决方案，使用高功率激光逐层熔融纯钨粉末构建复杂部件。
虽然Wolfmet主要专注于医疗成像系统中的准直器和辐射屏蔽应用，但其技术同样适用于穿甲弹生产。
Dunlee (前Smit Roentgen)：
作为飞利浦的子公司，Dunlee早在几年前就在EOS设备上开发了钨3D打印技术，并将其应用于钨部件的批量生产。
虽然公司主要面向医疗市场，但其技术同样具有军工应用潜力。
通过3D打印生产高质量、高性能的钨穿甲弹已成为现实，未来随着技术的进一步成熟，产业化规模有望迅速扩大。
我国电子束及激光铺粉打印企业也应关注钨打印在这一领域应用并与有关单位合作开发新一代穿甲弹。
未来已来：3D打印钨穿甲弹的产业前景
AM易道预测，3D打印钨穿甲弹技术未来将朝四大方向发展：
材料工程将优化钨粉的粒度分布至20-35微米理想区间，提升打印质量；
多材料复合打印将实现钨与铜、镍等金属的功能梯度结构，增强穿透能力；
AI与数字孪生技术将优化打印参数并预测性能，大幅缩短研发周期；
先进的热等静压和表面处理工艺将解决3D打印钨部件的孔隙率和表面质量问题，使产品性能更接近传统制造标准。
这些技术突破将共同推动3D打印钨穿甲弹从实验室走向战场应用。
虽然目前没有专门针对3D打印钨穿甲弹的精确市场数据，但AM易道通过现有信息可以做出合理推测。
据TransparentResearch2023年全球3D打印钨粉末市场规模约6270万美元，年增长率高达21.3%，这为我们预测钨应用增速提供了基础参考点。
穿甲弹作为高价值军事装备，在武器弹药市场中占据特殊地位。
假设中口径穿甲弹约占全球弹药市场的5%，按照2025年弹药市场约330亿美元计算，穿甲弹市场规模约为16.5亿美元。
而3D打印技术目前渗透率较低，AM易道假设不超过2%，这意味着3D打印穿甲弹市场规模在2025年约为3300万美元。
随着技术成熟和军事需求增加，假设3D打印在穿甲弹领域的渗透率到2028年可能达到8-10%。
考虑到整体弹药市场增长和钨3D打印技术和应用的高速发展，AM易道保守预测，3D打印钨穿甲弹市场有望在未来五年内实现25-30%的年复合增长率，到2030年达到约1.2亿美元规模。
这一增长将由几个关键因素驱动：
地缘政治紧张局势持续加剧促使各国增加国防支出；
传统穿甲弹制造面临的材料加工挑战使3D打印技术的优势更为突出；
3D打印技术使用成本下降；
各国军队对快速补给和定制化武器的需求不断增长。
AM易道认为，未来3-5年内，3D打印钨穿甲弹技术将从概念验证阶段进入小批量生产阶段后逐步纳入采购。
随着技术成熟度提高和成本下降，其应用范围将从高端特种弹药向常规穿甲弹扩展，市场规模有望实现数倍增长。
结语：增材制造的军事价值与和平期许
技术本身没有善恶，关键在于如何使用。
我们始终希望3D打印这项革命性技术能够服务于人类和平与发展的共同事业，推动医疗、建筑、航天等领域的积极变革，提升人类生活质量。
然而，在当今全球地缘政治紧张局势不断加剧的背景下，我们不得不面对一个现实：
3D打印技术正被越来越多地应用于军事领域，特别是本文提到的下一代弹药的研发生产。
从乌克兰冲突到中东战事，各国均加快了军备现代化步伐，寻求技术优势以应对潜在威胁。
在这一大环境下，钨穿甲弹的3D打印应用将更快的从实验室走向战场。
传统制造业往往追求耐用性和长期使用，而3D打印穿甲弹的发展代表了一种即用即弃的高价值消耗品经济。
当价值链从"制造-销售-使用"向"按需生产-消耗-再生产"转变，市场规模将呈几何级膨胀。
穿甲弹3D打印的商业甜点恰恰在于它将高价值工业品转变为科技消耗品的能力。
那些能够抓住这一转变的企业，将有机会在未来十年里开创全新的"消耗型科技"市场蓝海。
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