3D打印復合材料全球市場淺析

來源：3D打印商情

3D打印或增材制造（AM）在復合材料行業(yè)仍處于起步階段，但該技術在大多數(shù)行業(yè)垂直領域（包括航空航天、國防和汽車行業(yè)）擁有巨大的機遇。該技術與現(xiàn)有工藝相比具有多項優(yōu)勢，例如更短的零件周期時間、更高效的零件制造、創(chuàng)建可變幾何形狀的能力、減少浪費、不需要昂貴的工具，以及與所有可能的材料組合兼容。

3D打印目前主要用于開發(fā)原型復合零件和復合工具。該技術目前在復合材料零件制造市場中所占的份額還不到0.1％。這為3D打印技術帶來了巨大的增長潛力。AM技術的不斷進步和AM公司對復合材料的興趣日益增長將使AM在復合材料零件制造市場的滲透率達到新的高度。

主要參與者一直處于推出基于碳纖維的3D打印復合材料的最前沿。例如，2017年，3D打印領軍企業(yè)Stratasys推出了一種碳纖維填充尼龍產(chǎn)品，用以替代金屬，應用于原型設計、模具加工和高端應用。

目前，大多數(shù)復合材料部件都是通過勞動密集型制造工藝制造的，例如手工鋪設，與大規(guī)模生產(chǎn)應用中使用的其他多功能性材料相比，這種通用材料處于落后地位。

在過去的20年中，復合材料行業(yè)在自動化制造過程的發(fā)展上經(jīng)歷了一次徹底轉(zhuǎn)變;然而，汽車等終端用戶行業(yè)仍然要求進一步縮短成品零件的整體周期時間。與此同時，他們也在尋找一種在生產(chǎn)過程中減少浪費的工藝。在這里，3D打印通過在更短的時間內(nèi)減少浪費來制造零件，在滿足客戶期望方面發(fā)揮著至關重要的作用。

根據(jù)復合材料的類型，市場分為連續(xù)纖維和不連續(xù)纖維。在預測期間，連續(xù)纖維預計仍將是3D打印的最佳復合材料類型。然而，不連續(xù)纖維復合材料由于其更高的強度而獲得市場青睞。

基于增強類型，市場被細分為碳纖維復合材料、玻璃纖維復合材料和其他復合材料。預測期內(nèi)，預計碳纖維仍將是市場上最大的增強類型。這種纖維類型也可能在同一時期出現(xiàn)最高的增長。與競爭材料相比，碳纖維具有廣泛的優(yōu)勢，例如輕質(zhì)、高強度和剛度，以及出色的抗疲勞和耐腐蝕性。

碳纖維由于優(yōu)異的性能和外部市場因素，滲透性不斷提高。結(jié)構(gòu)應用中對輕質(zhì)部件的高需求，以提高燃油效率或減少碳排放，是航空航天，國防和汽車等主要行業(yè)對碳纖維需求增長的主要動力。

市場根據(jù)擠出、粉末床熔合等技術類型進行細分。在預測期間，擠出預計仍將是制造3D打印復合材料部件的最主要技術，因為它被認為是耐高溫的優(yōu)秀技術。然而，估計粉末床熔合技術在同一時期內(nèi)以最高速率增長。

就地區(qū)而言，預計北美在預測期內(nèi)仍將是最主要的3D打印復合材料市場。該地區(qū)匯聚著全球最大的先進復合材料制造商。此外，許多正在進行的研發(fā)的項目有利于該地區(qū)3D打印復合材料零件的增長。在同一時期，歐洲可能仍然是3D打印復合材料零件的第二大市場。

Stratasys，3D Systems，Arevo Labs，MarkForged，Cincinnati Incorporated，Graphite Additive Manufacturing 和CRP等公司是市場上一些著名的3D打印研究實驗室，提供市場上的3D打印復合材料部件。開發(fā)先進技術，包括3D打印機在內(nèi)的復合利益相關者之間的合作，以及新應用程序的開發(fā)，是主要參與者在市場中獲得競爭優(yōu)勢所采用的一些關鍵策略。