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在3D打印中，打印材料的質(zhì)量對制品的外觀品質(zhì)起到主導(dǎo)性作用。3D打印無疑將會成為未來10年汽車、醫(yī)療、建筑等行業(yè)廣泛推廣的技術(shù)應(yīng)用，塑料作為重要的3D打印原材料，又將在未來10年中迎來哪些機遇與挑戰(zhàn)？ 全球知名咨詢公司SmarTech公司近期頒布了《未來10年，塑料在3D打印市場的應(yīng)用預(yù)測》，評估了較新的塑料材料種類，包括聚碳酸酯、聚苯乙烯、TPU、PET、PBA、聚乙烯醇、聚甲醛和可替代生物塑料、透明材料、柔性材料，以及納米增強塑料等。該報告指出塑料將成為3D打印公司的競爭優(yōu)勢。 很多OEM公司正在尋找能在未來幾年帶來豐厚收入的塑料材料，甚至有3D打印公司開始收購材料研發(fā)公司。與此同時，主要的材料公司也開始將3D打印作為一個盈利的利基市場，搶占商機。 ABS和PLA—綠色應(yīng)用勢在必行 30年以來，大部分公司主要采用ABS作為產(chǎn)品原型的制作，這就鞏固了ABS作為第一3D打印媒介材料的地位�？捎糜�3D打印的ABS材料種類繁多，是其他塑料材料無可比擬的。市場可提供不同類型的高質(zhì)量ABS產(chǎn)品，它們的顏色、透明度、防火和耐化學(xué)腐蝕性甚至能與其他傳統(tǒng)加工的材料相媲美。但是由于缺乏規(guī)范化的單絲纖維，ABS單絲纖維的市場也比較分散，使得材料供應(yīng)商無法追求更大的產(chǎn)能。在過去的幾年里，業(yè)內(nèi)人士已開始將1.75毫米的單絲纖維直徑作為標(biāo)準(zhǔn)加工直徑。 ABS盡管能帶來眾多好處，它也將面臨種種挑戰(zhàn)。在過去10年中，由于ABS材料物理特性的局限，它為個人3D打印也帶來了一些限制。雖然ABS是3D打印材料市場最常見的材料，但它不會帶來像尼龍或樹脂那樣能帶來龐大的市場收入。 PLA正作為一種代替ABS的綠色產(chǎn)品，逐漸應(yīng)用在3D打印中。隨著塑料對傳統(tǒng)制造工藝的綠色訴求不斷增加， PLA也逐漸成為生產(chǎn)應(yīng)用中使用量最多的材料。PLA部分材質(zhì)構(gòu)成是來自從玉米淀粉、黃豆、木薯根、甘蔗、馬鈴薯、小麥和許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已經(jīng)改造成為更加環(huán)保的材質(zhì)�，F(xiàn)在許多材料供應(yīng)商為3D打印提供PLA單絲纖維，有些甚至是獨家供應(yīng)。 尼龍—新材料和新供應(yīng)商，潛力無限 雖然3D打印材料市場的最常見的部分是ABS和PLA，實際上是尼龍才是應(yīng)用規(guī)模最大的材料，預(yù)計到2019年，尼龍將占據(jù)3D打印材料市場30%的市場份額。
尼龍材料正在往功能原型和終端制造應(yīng)用的方向進行改進。尼龍可用于高溫擠出工藝，但在激光燒結(jié)工藝中也能呈現(xiàn)熔融特性。在全球范圍內(nèi)，尼龍6主要應(yīng)用于傳統(tǒng)加工工藝，包括注塑成型。尼龍12則常用于激光燒結(jié)增材制作工藝。 由于人們能夠更好地控制3D打印的尼龍部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)纖維序列的變化，從而提高部件的同性性能，能夠在壓力條件下，向物體輸出變形編程。因此，尼龍在3D打印的材料市場中將繼續(xù)保持其優(yōu)勢。 盡管如此，增材制造的尼龍粉供應(yīng)商數(shù)量仍然有限。目前只有極少數(shù)廠家為3D打印生產(chǎn)的尼龍粉末。主要的供應(yīng)商是：贏創(chuàng)、阿科瑪、Arzuano、ExcelTec和羅地亞。也有一些中國企業(yè)生產(chǎn)激光燒結(jié)工藝的尼龍粉末。 光敏樹脂—始于原型制作，后勁十足 30年來，樹脂被選擇性地固化，以形成物體結(jié)構(gòu)。自從這項技術(shù)在30年前首次亮相以來， 3D打印樹脂已為原型工程師帶來一個小型但利潤豐厚的用戶群。未來十年，樹脂仍有巨大商機，通過SLA設(shè)備的大規(guī)模安裝使用，更多的功能性樹脂材料和終端應(yīng)用將出現(xiàn)在牙科行業(yè)。
未來這十年，預(yù)計樹脂的市場需求與3D打印尼龍的需求一樣大。然而，樹脂最大型的應(yīng)用將主要是原型設(shè)計。 SLA設(shè)備能產(chǎn)生高度精確的三維原型，可以執(zhí)行形狀擬合測試。這些原型有墊圈、齒輪和鉸鏈，將對汽車、醫(yī)療、重型機械、航空航天工業(yè)中的部件制造產(chǎn)生重要的影響。 SL設(shè)備也開始在建筑和電子等設(shè)計導(dǎo)向型行業(yè)產(chǎn)生較大影響。 預(yù)計未來5-7年樹脂材質(zhì)的不斷完善，將讓工程師能生產(chǎn)出更強大的功能原型部件。這些功能原型部件會直接使用在高性能汽車行業(yè)及航天航空行業(yè)。光敏樹脂也將在口腔醫(yī)療行業(yè)有特殊應(yīng)用。 3D打印行業(yè)的光敏樹脂供應(yīng)鏈相當(dāng)完善的。由于這些樹脂悠久的歷史，大量專業(yè)且高效率的化學(xué)供應(yīng)商將更愿意為3D打印樹脂材料制造服務(wù)。 總結(jié) 三類塑料 ABS、PLA和尼龍將在未來10年繼續(xù)占據(jù)3D打印材料市場的最大份額。預(yù)計到2019年， 這些材料的市場需求量將達到1.3萬噸。 ABS和PLA繼續(xù)滿足3D打印的業(yè)務(wù)愛好者的需求，將為個人3D打印市場帶來強大商機。更多的耐用聚合物如TPU、聚碳酸酯和尼龍業(yè)將在未來十年贏得更多的市場份額。新材料在3D打印中的應(yīng)用，能夠幫助專業(yè)人士實現(xiàn)產(chǎn)品不同性能，提供重量更輕、性能更好的零部件料，減少次級安裝程序，甚至讓客戶定制的醫(yī)療植入體和牙科解決方案成為可能，這將為相關(guān)的細分市場帶來更多價值。 |
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