3D Printing Material Options
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2017年全球3D列印材料產品結構現狀
3D列印材料是3D列印技術發展的重要物質基礎,材料技術是3D列印技術的核心,直接限制了3D列印的發展進程。目前,3D列印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等。在近幾十年的發展中,新材料是3D列印技術的重要推動力。
全球3D列印材料逐漸豐富,根據不同行業特點和需求,開發新型材料。目前全球3D列印材料品類逐漸增多,共包含ABS塑料、PLA塑料、工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料、陶瓷材料、複合型石膏粉末(全彩砂岩)和藍蠟和紅蠟幾類,不同材料根據其不同的產品特性,應用於不同的領域。
圖表1:3D列印材料分類及主要應用
資料來源:前瞻产业研究院整理,前瞻經濟學人APP
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隨著技術和研發的推進,目前有300多種材料,可用於3D列印製造,由於現階段90%的3D列印機使用者,都使用的是桌面級產品,因此像ABS、PLA這兩種塑料材質的耗材用量,佔比超過50%,目前高分子材料生產商,也主要集中於ABS和PLA以及尼龍材料。
從材料種類看,3D列印行業的發展,取決於其材料的研發和應用,當前全球3D列印行業的發展,主要的材料有:PLA、ABS、Standard Resin、PA12、PA 2200、PETG和Clear Resin等。
前瞻产业研究院《2018-2023年中国3D打印材料行业发展前景预测与投资策略规划报告》數據顯示,其中應用最為廣泛的是PLA材料,應用佔比為37.1%,其次為ABS佔比為15.5%。
圖表2:2017年全球3D列印材料應用佔比(單位:%)
資料來源:前瞻产业研究院整理,前瞻經濟學人APP
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2022年全球3D列印材料產品結構預測
3D列印的快速成長,主要依賴於建築、工程和施工、汽車,航空航太、牙科和醫療產業的成長。3D列印技術的發展,材料是一項重要因素。
目前塑性粉末和光敏聚合物材料,在3D列印作業中的應用最為廣泛。未來市場3D複合列印材料的規模不斷增加,金屬材料的應用逐年上升。
2022年複合材料有望達到1.11億美元,佔總材料的6.88%,3D列印金屬材料的市場規模達到8億美元,佔比超過50%,金屬材料的研發生產,將有更廣闊的市場空間。
圖表3:2022年全球3D列印材料行業產品結構預測(單位:%)
資料來源:前瞻产业研究院整理,前瞻經濟學人APP |
(1)醫療和汽車、航空航太領域的材料需求逐步增加
隨著醫療、汽車和航空航太3D列印技術的發展和應用,對相關3D列印材料的需求,也會呈爆發式成長,主要包括生物醫用高分子材料、聚碳酸酯、脂肪族聚酯,及聚酯與無機粒子的複合物等,可用於醫學3D列技術的材料。
汽車領域3D列印材料如:高分子材料、金屬目前可用材料正逐步從樹脂、塑料擴展到陶瓷、金屬,乃至最新的金、銀,以及強度極高的鈦和不鏽鋼等材料。
(2)3D列印(增材製造)材料類型逐漸增多
3D列印(增材製造)材料,將根據3D列印的技術特點,得到更好的針對性開發,在更細微的細節上,滿足應用端更高品質,和更大的最終生產零件需求。同時,可用於3D列印過程的材料範圍繼續擴大,在低、中、高端領域,滿足一系列不同的需求。
(3)金屬材料的需求不斷增加
隨著3D列印技術的應用領域,逐步拓寬到軍事及製造領域,3D列印技術對產品的創造性和還原度,要求逐步提高。未來,金屬3D列材料的需求會持續成長,但仍然需要開發更多的材料,並深入研究材料的加工-結構-屬性之間關係,明確材料的優點和局限性,為材料提供規範性標準。
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