3D打印復(fù)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(fù)合材料行業(yè)仍處于起步階段，但該技術(shù)在大多數(shù)行業(yè)垂直領(lǐng)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(shù)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(fù)合零件和復(fù)合工具。該技術(shù)目前在復(fù)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(shù)帶來了巨大的增長潛力。AM技術(shù)的不斷進步和AM公司對復(fù)合材料的興趣日益增長將使AM在復(fù)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(fù)合材料的最前沿。例如，2017年，3D打印領(lǐng)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(yīng)用于原型設(shè)計、模具加工和高端應(yīng)用。

目前，大多數(shù)復(fù)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(shè)，與大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)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(fù)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(guān)重要的作用。

根據(jù)復(fù)合材料的類型，市場分為連續(xù)纖維和不連續(xù)纖維。在預(yù)測期間，連續(xù)纖維預(yù)計仍將是3D打印的最佳復(fù)合材料類型。然而，不連續(xù)纖維復(fù)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(xì)分為碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料和其他復(fù)合材料。預(yù)測期內(nèi)，預(yù)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(yīng)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(shù)類型進行細(xì)分。在預(yù)測期間，擠出預(yù)計仍將是制造3D打印復(fù)合材料部件的最主要技術(shù)，因為它被認(rèn)為是耐高溫的優(yōu)秀技術(shù)。然而，估計粉末床熔合技術(shù)在同一時期內(nèi)以最高速率增長。

就地區(qū)而言，預(yù)計北美在預(yù)測期內(nèi)仍將是最主要的3D打印復(fù)合材料市場。該地區(qū)匯聚著全球最大的先進復(fù)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(fù)合材料零件的增長。在同一時期，歐洲可能仍然是3D打印復(fù)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(fù)合材料部件。開發(fā)先進技術(shù)，包括3D打印機在內(nèi)的復(fù)合利益相關(guān)者之間的合作，以及新應(yīng)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(guān)鍵策略。