技术帖：3D打印复合材料在全球市场的应用

　　3D打印或增材制造（AM）在复合材料行业仍处于起步阶段，但该技术在大多数行业垂直领域（包括航空航天、国防和汽车行业）拥有巨大的机遇。该技术与现有工艺相比具有多项优势，例如更短的零件周期时间、更高效的零件制造、创建可变几何形状的能力、减少浪费、不需要昂贵的工具，以及与所有可能的材料组合兼容。

 

　　3D打印目前主要用于开发原型复合零件和复合工具。该技术目前在复合材料零件制造市场中所占的份额还不到0.1％。这为3D打印技术带来了巨大的增长潜力。AM技术的不断进步和AM公司对复合材料的兴趣日益增长将使AM在复合材料零件制造市场的渗透率达到新的高度。

 

　　主要参与者一直处于推出基于碳纤维的3D打印复合材料的前沿。例如，2017年，3D打印领军企业Stratasys推出了一种碳纤维填充尼龙产品，用以替代金属，应用于原型设计、模具加工和高端应用。

 

 

　　目前，大多数复合材料部件都是通过劳动密集型制造工艺制造的，例如手工铺设，与大规模生产应用中使用的其他多功能性材料相比，这种通用材料处于落后地位。

 

　　在过去的20年中，复合材料行业在自动化制造过程的发展上经历了一次彻底转变；然而，汽车等终端用户行业仍然要求进一步缩短成品零件的整体周期时间。与此同时，他们也在寻找一种在生产过程中减少浪费的工艺。在这里，3D打印通过在更短的时间内减少浪费来制造零件，在满足客户期望方面发挥着至关重要的作用。

 

　　根据复合材料的类型，市场分为连续纤维和不连续纤维。在预测期间，连续纤维预计仍将是3D打印的佳复合材料类型。然而，不连续纤维复合材料由于其更高的强度而获得市场青睐。

 

　　基于增强类型，市场被细分为碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料和其他复合材料。预测期内，预计碳纤维仍将是市场上大的增强类型。这种纤维类型也可能在同一时期出现高的增长。与竞争材料相比，碳纤维具有广泛的优势，例如轻质、高强度和刚度，以及出色的抗疲劳和耐腐蚀性。

 

　　碳纤维由于优异的性能和外部市场因素，渗透性不断提高。结构应用中对轻质部件的高需求，以提高燃油效率或减少碳排放，是航空航天，国防和汽车等主要行业对碳纤维需求增长的主要动力。

 

　　市场根据挤出、粉末床熔合等技术类型进行细分。在预测期间，挤出预计仍将是制造3D打印复合材料部件的主要技术，因为它被认为是耐高温的优秀技术。然而，估计粉末床熔合技术在同一时期内以高速率增长。

 

　　就地区而言，预计北美在预测期内仍将是主要的3D打印复合材料市场。该地区汇聚着大的先进复合材料制造商。此外，许多正在进行的研发的项目有利于该地区3D打印复合材料零件的增长。在同一时期，欧洲可能仍然是3D打印复合材料零件的第二大市场。

 

　　Stratasys，3D Systems，Arevo Labs，MarkForged，Cincinnati Incorporated，Graphite Additive Manufacturing 和CRP等公司是市场上一些著名的3D打印研究实验室，提供市场上的3D打印复合材料部件。开发先进技术，包括3D打印机在内的复合利益相关者之间的合作，以及新应用程序的开发，是主要参与者在市场中获得竞争优势所采用的一些关键策略。