3D打印能给塑料行业带来什么变化？

在3D打印中，打印材料的质量对制品的外观品质起到主导性作用。3D打印无疑将会成为未来10年汽车、医疗、建筑等行业广泛推广的技术应用，塑料作为重要的3D打印原材料，又将在未来10年中迎来哪些机遇与挑战？

全球知名咨询公司SmarTech公司近期颁布了《未来10年，塑料在3D打印市场的应用预测》，评估了较新的塑料材料种类，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，以及纳米增强塑料等。该报告指出塑料将成为3D打印公司的竞争优势。

很多OEM公司正在寻找能在未来几年带来丰厚收入的塑料材料，甚至有3D打印公司开始收购材料研发公司。与此同时，主要的材料公司也开始将3D打印作为一个盈利的利基市场，抢占商机。

ABS和PLA—绿色应用势在必行

30年以来，大部分公司主要采用ABS作为产品原型的制作，这就巩固了ABS作为第一3D打印媒介材料的地位。可用于3D打印的ABS材料种类繁多，是其他塑料材料无可比拟的。

市场可提供不同类型的高质量ABS产品，它们的颜色、透明度、防火和耐化学腐蚀性甚至能与其他传统加工的材料相媲美。但是由于缺乏规范化的单丝纤维，ABS单丝纤维的市场也比较分散，使得材料供应商无法追求更大的产能。

在过去的几年里，业内人士已开始将1.75毫米的单丝纤维直径作为标准加工直径。

ABS尽管能带来众多好处，它也将面临种种挑战。在过去10年中，由于ABS材料物理特性的局限，它为个人3D打印也带来了一些限制。虽然ABS是3D打印材料市场最常见的材料，但它不会带来像尼龙或树脂那样能带来庞大的市场收入。

PLA正作为一种代替ABS的绿色产品，逐渐应用在3D打印中。随着塑料对传统制造工艺的绿色诉求不断增加，PLA也逐渐成为生产应用中使用量最多的材料。PLA部分材质构成是来自从玉米淀粉、黄豆、木薯根、甘蔗、马铃薯、小麦和许多其他植物中提取的可再生乳糖。

部分PLA的混合物，比如像PLA4043D已经改造成为更加环保的材质。现在许多材料供应商为3D打印提供PLA单丝纤维，有些甚至是独家供应。

尼龙—新材料和新供应商，潜力无限

虽然3D打印材料市场的最常见的部分是ABS和PLA，实际上是尼龙才是应用规模最大的材料，预计到2019年，尼龙将占据3D打印材料市场30%的市场份额。

尼龙材料正在往功能原型和终端制造应用的方向进行改进。尼龙可用于高温挤出工艺，但在激光烧结工艺中也能呈现熔融特性。在全球范围内，尼龙6主要应用于传统加工工艺，包括注塑成型。尼龙12则常用于激光烧结增材制作工艺。

由于人们能够更好地控制3D打印的尼龙部件的内部结构，实现纤维序列的变化，从而提高部件的同性性能，能够在压力条件下，向物体输出变形编程。因此，尼龙在3D打印的材料市场中将继续保持其优势。

尽管如此，增材制造的尼龙粉供应商数量仍然有限。目前只有极少数厂家为3D打印生产的尼龙粉末。主要的供应商是：赢创、阿科玛、Arzuano、ExcelTec和罗地亚。也有一些中国企业生产激光烧结工艺的尼龙粉末。

光敏树脂—始于原型制作，后劲十足

30年来，树脂被选择性地固化，以形成物体结构。自从这项技术在30年前首次亮相以来，3D打印树脂已为原型工程师带来一个小型但利润丰厚的用户群。未来十年，树脂仍有巨大商机，通过SLA设备的大规模安装使用，更多的功能树脂材料和终端应用将出现在牙科行业。

未来这十年，预计树脂的市场需求与3D打印尼龙的需求一样大。

然而，树脂最大型的应用将主要是原型设计。

SLA设备能产生高度精确的三维原型，可以执行形状拟合测试。这些原型有垫圈、齿轮和铰链，将对汽车、医疗、重型机械、航空航天工业中的部件制造产生重要的影响。SL设备也开始在建筑和电子等设计导向型行业产生较大影响。

预计未来5-7年树脂材质的不断完善，将让工程师能生产出更强大的功能原型部件。

这些功能原型部件会直接使用在高性能汽车行业及航天航空行业。光敏树脂也将在口腔医疗行业有特殊应用。

3D打印行业的光敏树脂供应链相当完善的。由于这些树脂悠久的历史，大量专业且高效率的化学供应商将更愿意为3D打印树脂材料制造服务。

未来十年展望

三类塑料ABS、PLA和尼龙将在未来10年继续占据3D打印材料市场的最大份额。预计到2019年，这些材料的市场需求量将达到1.3万吨。

ABS和PLA继续满足3D打印的业务爱好者的需求，将为个人3D打印市场带来强大商机。

更多的耐用聚合物如TPU、聚碳酸酯和尼龙业将在未来十年赢得更多的市场份额。新材料在3D打印中的应用，能够帮助专业人士实现产品不同性能，提供重量更轻、性能更好的零部件料，减少次级安装程序，甚至让客户定制的医疗植入体和牙科解决方案成为可能，这将为相关的细分市场带来更多价值。

但是目前，设备制造商控制着3D打印材料的供应链，这减少了大材料公司的竞争机会。

不过，一些材料公司与小型设备厂合作，甚至自行研发3D打印设备。一些公司像CRP技术和DSM Somos正通过为汽车和牙科应用研发特殊材料以寻找商机。

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