下一個十年：3D打印能給塑料行業帶來什么變化？

在3D打印中，打印材料的質量對制品的外觀品質起到主導性作用。3D打印無疑將會成為未來10年汽車、醫療、建筑等行業廣泛推廣的技術應用，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？

全球知名咨詢公司SmarTech公司近期頒布了《未來10年，塑料在3D打印市場的應用預測》，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—綠色應用勢在必行

30年以來，大部分公司主要采用ABS作為產品原型的制作，這就鞏固了ABS作為第一3D打印媒介材料的地位。可用于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量ABS產品，它們的顏色、透明度、防火和耐化學腐蝕性甚至能與其他傳統加工的材料相媲美。但是由于缺乏規范化的單絲纖維，ABS單絲纖維的市場也比較分散，使得材料供應商無法追求更大的產能。在過去的幾年里，業內人士已開始將1.75毫米的單絲纖維直徑作為標準加工直徑。

ABS盡管能帶來眾多好處，它也將面臨種種挑戰。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的綠色產品，逐漸應用在3D打印中。隨著塑料對傳統制造工藝的綠色訴求不斷增加， PLA也逐漸成為生產應用中使用量最多的材料。PLA部分材質構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已經改造成為更加環保的材質。現在許多材料供應商為3D打印提供PLA單絲纖維，有些甚至是獨家供應。

尼龍—新材料和新供應商，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用規模最大的材料，預計到2019年，尼龍將占據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，但在激光燒結工藝中也能呈現熔融特性。在全球范圍內，尼龍6主要應用于傳統加工工藝，包括注塑成型。尼龍12則常用于激光燒結增材制作工藝。

由于人們能夠更好地控制3D打印的尼龍部件的內部結構，實現纖維序列的變化，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保持其優勢。

盡管如此，增材制造的尼龍粉供應商數量仍然有限。目前只有極少數廠家為3D打印生產的尼龍粉末。主要的供應商是：贏創、阿科瑪、Arzuano、ExcelTec和羅地亞。也有一些中國企業生產激光燒結工藝的尼龍粉末。

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，以形成物體結構。自從這項技術在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設備的大規模安裝使用，更多的功能樹脂材料和終端應用將出現在牙科行業。

未來這十年，預計樹脂的市場需求與3D打印尼龍的需求一樣大。然而，樹脂最大型的應用將主要是原型設計。 SLA設備能產生高度精確的三維原型，可以執行形狀擬合測試。這些原型有墊圈、齒輪和鉸鏈，將對汽車、醫療、重型機械、航空航天工業中的部件制造產生重要的影響。 SL設備也開始在建筑和電子等設計導向型行業產生較大影響。

預計未來5-7年樹脂材質的不斷完善，將讓工程師能生產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及航天航空行業。光敏樹脂也將在口腔醫療行業有特殊應用。

3D打印行業的光敏樹脂供應鏈相當完善的。由于這些樹脂悠久的歷史，大量專業且高效率的化學供應商將更愿意為3D打印樹脂材料制造服務。

未來十年展望

三類塑料 ABS、PLA和尼龍將在未來10年繼續占據3D打印材料市場的最大份額。預計到2019年， 這些材料的市場需求量將達到1.3萬噸。

ABS和PLA繼續滿足3D打印的業務愛好者的需求，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打印中的應用，能夠幫助專業人士實現產品不同性能，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療植入體和牙科解決方案成為可能，這將為相關的細分市場帶來更多價值。

但是目前，設備制造商控制著3D打印材料的供應鏈，這減少了大材料公司的競爭機會。不過，一些材料公司與小型設備廠合作，甚至自行研發3D打印設備。一些公司像CRP技術和DSM Somos正通過為汽車和牙科應用研發特殊材料以尋找商機。

責任編輯：Arthas