未来10年,ABSPLA和尼龙将在3D打印的材料市场中占据最大市场份额,预计到2019年, 这些材料的市场需求量将达到1.3万吨。

ABS, PLA and Nylon will account for the largest market share in the plastics for 3D Printing markets. It is estimated that the demand for these materials will reach 13000 tons by 2019.


ABS 3D打印快速成型。
ABS 3D打印快速成型。

3D打印中,打印材料的质量对制品的外观品质起到主导性作用。3D打印无疑将会成为未来10年汽车、医疗、建筑等行业广泛推广的技术应用,塑料作为重要的3D打印原材料,又将在未来10年中迎来哪些机遇与挑战?

 

全球知名咨询公司SmarTech公司近期颁布了《未来10年,塑料在3D打印市场的应用预测》,评估了较新的塑料材料种类,包括聚碳酸酯、聚苯乙烯、TPUPETPBA、聚乙烯醇、聚甲醛和可替代生物塑料、透明材料、柔性材料,以及纳米增强塑料等。该报告指出塑料将成为3D打印公司的竞争优势。

 

很多OEM公司正在寻找能在未来几年带来丰厚收入的塑料材料,甚至有3D打印公司开始收购材料研发公司。与此同时,主要的材料公司也开始将3D打印作为一个盈利的利基市场,抢占商机。

 

ABSPLA—绿色应用势在必行

 

30年以来,大部分公司主要采用ABS作为产品原型的制作,这就巩固了ABS作为第一3D打印媒介材料的地位。可用于3D打印的ABS材料种类繁多,是其他塑料材料无可比拟的。市场可提供不同类型的高质量ABS产品,它们的颜色、透明度、防火和耐化学腐蚀性甚至能与其他传统加工的材料相媲美。但是由于缺乏规范化的单丝纤维,ABS单丝纤维的市场也比较分散,使得材料供应商无法追求更大的产能。在过去的几年里,业内人士已开始将1.75毫米的单丝纤维直径作为标准加工直径。

 

ABS尽管能带来众多好处,它也将面临种种挑战。在过去10年中,由于ABS材料物理特性的局限,它为个人3D打印也带来了一些限制。虽然ABS3D打印材料市场最常见的材料,但它不会带来像尼龙或树脂那样能带来庞大的市场收入。

 

PLA正作为一种代替ABS的绿色产品,逐渐应用在3D打印中。随着塑料对传统制造工艺的绿色诉求不断增加, PLA也逐渐成为生产应用中使用量最多的材料。PLA部分材质构成是来自从玉米淀粉、黄豆、木薯根、甘蔗、马铃薯、小麦和许多其他植物中提取的可再生乳糖。

 

部分PLA的混合物,比如像PLA 4043D已经改造成为更加环保的材质。现在许多材料供应商为3D打印提供PLA单丝纤维,有些甚至是独家供应。

 

尼龙—新材料和新供应商,潜力无限

 

虽然3D打印材料市场的最常见的部分是ABSPLA,实际上是尼龙才是应用规模最大的材料,预计到2019年,尼龙将占据3D打印材料市场30%的市场份额。

尼龙粉末烧结成型。 

尼龙材料正在往功能原型和终端制造应用的方向进行改进。尼龙可用于高温挤出工艺,但在激光烧结工艺中也能呈现熔融特性。在全球范围内,尼龙6主要应用于传统加工工艺,包括注塑成型。尼龙12则常用于激光烧结增材制作工艺。

 

由于人们能够更好地控制3D打印的尼龙部件的内部结构,实现纤维序列的变化,从而提高部件的同性性能,能够在压力条件下,向物体输出变形编程。因此,尼龙在3D打印的材料市场中将继续保持其优势。

 

尽管如此,增材制造的尼龙粉供应商数量仍然有限。目前只有极少数厂家为3D打印生产的尼龙粉末。主要的供应商是:赢创、阿科玛、ArzuanoExcelTec和罗地亚。也有一些中国企业生产激光烧结工艺的尼龙粉末。

 

光敏树脂—始于原型制作,后劲十足

 

30年来,树脂被选择性地固化,以形成物体结构。自从这项技术在30年前首次亮相以来, 3D打印树脂已为原型工程师带来一个小型但利润丰厚的用户群。未来十年,树脂仍有巨大商机,通过SLA设备的大规模安装使用,更多的功能性树脂材料和终端应用将出现在牙科行业。

SLA光敏树脂成型。 

未来这十年,预计树脂的市场需求与3D打印尼龙的需求一样大。然而,树脂最大型的应用将主要是原型设计。 SLA设备能产生高度精确的三维原型,可以执行形状拟合测试。这些原型有垫圈、齿轮和铰链,将对汽车、医疗、重型机械、航空航天工业中的部件制造产生重要的影响。 SL设备也开始在建筑和电子等设计导向型行业产生较大影响。

 

预计未来5-7年树脂材质的不断完善,将让工程师能生产出更强大的功能原型部件。这些功能原型部件会直接使用在高性能汽车行业及航天航空行业。光敏树脂也将在口腔医疗行业有特殊应用。

 

3D打印行业的光敏树脂供应链相当完善的。由于这些树脂悠久的历史,大量专业且高效率的化学供应商将更愿意为3D打印树脂材料制造服务。

 

总结

 

三类塑料 ABSPLA和尼龙将在未来10年继续占据3D打印材料市场的最大份额。预计到2019年, 这些材料的市场需求量将达到1.3万吨。

 

ABSPLA继续满足3D打印的业务爱好者的需求,将为个人3D打印市场带来强大商机。更多的耐用聚合物如TPU、聚碳酸酯和尼龙业将在未来十年赢得更多的市场份额。新材料在3D打印中的应用,能够帮助专业人士实现产品不同性能,提供重量更轻、性能更好的零部件料,减少次级安装程序,甚至让客户定制的医疗植入体和牙科解决方案成为可能,这将为相关的细分市场带来更多价值。

 

但是目前,设备制造商控制着3D打印材料的供应链,这减少了大材料公司的竞争机会。不过,一些材料公司与小型设备厂合作,甚至自行研发3D打印设备。一些公司像CRP技术和DSM Somos正通过为汽车和牙科应用研发特殊材料以寻找商机。
作者:中国塑料机械网 来源:中国塑料机械网信息中心
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