2026年3月20日，韩国成均馆大学机械工程学院研究人员发表在《国际精密工程与制造-绿色技术期刊》上的一项同行评审研究表明，增材制造在小批量、多品种生产中可以与注塑成型在经济上竞争。这项研究评估了3D打印技术能否通过在产量、成本控制和生产灵活性方面取得可衡量的提升，将大规模生产与大规模定制连接起来。
研究人员评估了ISO/ASTM
52900标准定义的五种工艺类别：材料挤出（MEX）、光固化成型（VPP）、粉末床熔融（PBF）、粘结剂喷射（BJ）和定向能量沉积（DED）。每种工艺均使用具有代表性的工业系统进行评估。选定的平台包括：Stratasys
F3300、3D Systems Figure 4 Modular、Desktop Metal P-50以及Stratasys
H350聚合物粉末床系统。
在多品种生产场景下，增材制造优势更加明显
基准测试采用 30 mm × 30 mm × 30 mm 的实心立方体（体积 27
cm³）来比较生产率。注塑成型采用八腔模具，循环时间为15秒，每小时可生产1920个零件。增材制造系统的单批次产量显著较低。材料挤出成型单批次每小时可生产7.43个零件，连续生产120小时每小时可生产7.23个零件。光固化成型单批次每小时可生产7.62个零件，连续生产每小时可生产14.00个零件。粘结剂喷射成型单批次每小时可生产5.30个零件，但在连续生产模式下，假设后处理基础设施充足，则每小时可生产32.25个零件。粉末床熔融成型单批次每小时可生产4.42
零件，连续生产每小时可生产9.47个零件。
研究人员引入了一种名为“每小时有效零件数”（EPPH）的指标，该指标考虑了预处理、打印和必要的后处理步骤。对于像Desktop Metal
P-50这样的金属系统，打印大约需要4个小时，但烧结、冷却和除粉可能需要额外36个小时。像Figure 4
Modular这样的聚合物系统则需要更短的后处理步骤，包括清洗和紫外线固化，通常在几个小时内即可完成。
成本分析假设设备使用寿命为20,000小时，人工和运营成本合计为每小时40美元。注塑成型需要一台价值150,000美元的机器和一套价值80,000美元的模具，总投资额为230,000美元。生产1,000个零件时，每个零件的成本为80.17美元。生产100,000个零件时，成本降至0.97美元，体现了规模经济效应。增材制造的单件成本与产量无关。在相同的假设条件下，光固化成型（Vat
Photopolymerization）的单件成本为10.67美元，而粉末床熔融（Powder Bed
Fusion）的单件成本为7.96美元。
盈亏平衡分析表明，注塑成型和增材制造的临界点是10,263个相同零件。超过这个阈值，注塑成型更具经济效益；低于这个阈值，增材制造仍然具有竞争力。当引入多种设计变体时，经济效益会发生显著变化。研究指出，生产50种不同设计、每种200件零件的情况下，注塑成型需50套模具，仅模具成本就约400万美元，而增材制造无需模具替换，单件成本保持稳定。
大批量归注塑，小批量归3D打印
研究也指出了3D打印工艺目前存在的局限性，包括逐层制造限制生产速度、金属粉末体系的机械各向异性与高能耗、光固化材料的强度局限以及后处理步骤增加时间和人工成本。应用分析涵盖医疗保健、消费品和分布式制造等领域。例如，定制化牙科矫正器、助听器和矫形器械均依赖于直接转换为可打印几何体的数字扫描数据。在疫情期间，Formlabs和Carbon公司利用SLA和DLP系统生产数百万个鼻咽拭子。工业生产中，德国国家铁路运营商Deutsche
Bahn和美国工业制造商通用电气（GE）等公司利用该技术按需生产备件，用于维护和工具制造。
研究结论表明，传统注塑成型在大批量标准化生产中仍占优势，而增材制造在小批量、多品种生产和快速响应需求方面展现出明显优势。研究团队强调，通过优化工作流程、扩大成型面积、采用连续液界面生产及自动化集成，工业增材制造的生产效率有望进一步提升。在TCT
2026展会的背景下，基于中国制造业的快速发展和技术突破，成均馆大学的研究结果可能会迎来新的解读，尤其是在金属3D打印和非金属领域的进展上。随着国内金属3D打印市场的飞速发展，设备订单频繁落地，一些金属机厂商已实现年出货量超千台，甚至单台设备的激光器配置已达256个。非金属领域同样在爆发，3D打印鞋的产业化进程加速，TPU、PEBA等弹性体材料的多样化选择让鞋包市场逐渐走向千亿级规模。在此背景下，成均馆大学研究中所设定的成本模型，正被中国产业链的规模效应重新定义。
来源：南极熊
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