IDTechEx分析:未来十年,3D打印复合材料将成为价值20亿美元的产业

3D打印资讯
2021
07/28
20:00
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导读:纤维增强聚合物3D打印正在迅速接近商业临界点。在接下来的十年中,市场将增长到20亿美元(约130.21亿人民币),设备安装和应用将扩大,技术也将继续成熟。但是,增长伴随着挑战,生产、供应链和数字基础设施的建立以及制造商数量亟待整合。

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△3D打印复合材料2021-2031:技术和市场分析

南极熊获悉,IDTechEx在最新市场报告“3D打印复合材料2021-2031:技术和市场分析”中提供了复合材料3D打印市场的全面视图,包括10年预测、材料和打印机基准研究、应用案例研究和基于访谈的公司简介。

技术与材料分析

报告重点关注纤维增强聚合物 (FRP),其中大部分市场由玻璃纤维和碳纤维热塑性塑料主导。这不是一项全新的技术,而是建立在整个3D打印行业的发展之上,并且需要时间发展并达到商业成熟点。当前市场上有多种3D打印复合材料方法,主要围绕材料(连续纤维与短切纤维;热塑性与热固性)以及适合工业组织、专业消费者或业余爱好者的桌面打印机特性。

聚合物复合材料概述。资料来源:IDTechEx报告“3D打印复合材料2021-2031:技术和市场分析”.png
△聚合物复合材料概述。资料来源:IDTechEx报告“3D打印复合材料2021-2031:技术和市场分析”

IDTechEx分析师通过广泛的初步采访和对市场的长期研究,提供了全面的打印机制造商分析和打印机基准研究。这对于了解市场潜力、技术差异化、痛点和局限性以及市场状况至关重要。报告详细说明了使用成熟技术熔融长丝制造(FFF) 的变体对热塑性复合材料进行3D打印,以及许多新兴技术的发展,包括在光敏聚合物中实现短切纤维排列、高通量、多轴打印机、更大规模、增加纤维含量、热固性分配、多材料能力等。报告还有专门章节侧重于:热塑性长丝挤出、片材层压、粉末床融合(例如SLS)、热固性分配和还原光聚合,并将它们与复合材料自动化制造的最新发展进行比较。

行业核心是材料,这决定了零件属性和打印机要求,也是商业模式的关键部分。对于许多人来说,连续纤维复合材料具有重要价值,但短纤维复合材料和一系列热塑性塑料和热固性树脂也存在很大机会。新兴硬件制造商和主要化工企业之间正在建立众多战略合作伙伴关系,以及化工企业之间的活动,例如巴斯夫在2020年收购Owens Corning生产线。另外,也有公司通过推出长丝或其他复合材料直接进入这一领域,典型的例子是Braskem凭借再生碳纤维增强PP进入这一领域。

行业最新发展

在“3D打印复合材料2021-2031:技术和市场分析”中,IDTechEx跟踪全球技术和市场,发现这一领域的大部分活动都集中在美国。自2020年末,Markforged宣布了新材料、打印机和分销合作伙伴,并宣布计划上市。这使这家公司释放了大量资金以促进增长和并购活动,并成为Continuous Composites公司提起专利侵权诉讼的对象。与Markforged拥有同等历史地位的Desktop Metal于2019年底首次使用Fiber产品,并推出了3D打印复合材料。然而,主要新兴参与者出现在欧洲和亚洲,并逐渐加入日益激烈的市场。

复合材料3D打印.jpg
△复合材料3D打印

另外,报告表明经典的硬件销售并不是唯一模式。许多人已经开发出专有技术,但并不销售设备,而是在内部使用,充当服务提供商、合同制造商,甚至直接向消费​​者销售产品。

复合材料3D打印的应用

增材制造目前与传统制造相比,仍然受到诸如生产率、可用材料组合、培训和专业知识要求、规模等因素的阻碍。在许多情况下,这将它的应用领域限制在原型和工具之类。复合材料3D打印机面临着同样的困境,最终用途零件的例子越来越多,而且会继续增加。但主要使用区域仍然在制造车间,生产夹具、固定装置、工具和其他设备,这使得这项技术始终在中低部分使用。

尽管制造车间仍然是一个潜在的有利领域,并且具有明显的附加值,但随着新解决方案的出现和这项技术在航空航天医疗等高价值行业的潜力,复合材料打印机不仅可以替代金属部件,还能够推动设计改进。并且许多公司逐渐发现,在内部引入这项技术能够降低供应商成本和因更换部件而带来的库存挑战。

市场前景如何?

IDTechEx预测,到2031年,3D打印复合材料市场总收入将从2021年的少量价值达到20亿美元。尽管疫情对于全球市场造成了很大影响,但3D打印机的使用恢复得相当快,而且会朝着加速3D打印分布式供应链的方向发展。

复合材料3D打印机的安装量虽然目前比聚合物打印机少得多,未来的增长趋势却十分明显。现有的聚合物打印机通常可以使用部分复合材料,但加载百分比非常低,并且存在一些限制。报告重点关注FRP材料打印机,并表示不断增长的装机规模将带来可观的材料、软件和服务的后续销售收入,这些收入将迅速超过硬件销售。



参考阅读:
1. 3D Printing Composites 2021-2031: Technology and MarketAnalysis
2. 3D Printing Composites Will be a $2bn Industry Within theNext Decade


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