2026年全球3D打（dǎ）印複合材料市場（chǎng）超5億美元
點擊量：827 發布時間：2017-05-15 作者：快猫视频APP下载安装（mài）（上（shàng）海）增材製造技術有限公司
3D打印作為一（yī）種最（zuì）純粹的（de）數字製造方（fāng）式，每年（nián）的市場規模和（hé）發展速度都在成倍數地增長，它涉及到計算機、機械，其中最重要（yào）的影響因（yīn）素（sù）是（shì）先進的材料科學，尤其是（shì）複合材料對增材製造自（zì）動化影響最大。
SmarTech最新出版的《3D打印複合材料市場—2017：機遇分析和十年預測》對3D打印複合（hé）材料做了深入（rù）和精確的評估，據稱，到2026年（nián）全球用於3D打印的複合材（cái）料收入將超過5億（yì）美元（yuán），未來十年（nián）內複合材料將成為3D打印（yìn）最主（zhǔ）要的市場機遇。
目前可用於3D打印的複合材料圖表
3D打印被業內視為一種將（jiāng）生產流程簡化和自動化的方法，它（tā）保全了（le）纖（xiān）維複合材料在重量優化和強度方麵的優勢，對聚合物3D打（dǎ）印（yìn）行業（yè）而言（yán），3D打印的複合材（cái）料部件代表了（le）一種更直接指向工業終端部件生產的途徑，包括用於輕量化飛（fēi）機和汽車的大型複雜（zá）幾何部件。
目前，能使用複（fù）合（hé）材料的3D打（dǎ）印（yìn）技術主要（yào）有2種，分別是熔融沉積(FDM)和粉（fěn）床熔融(PBF)，而後者主要指選擇性激光燒結(SLS)。
擠出成型的複合材料
複合材料擠出（chū）成型製造方法可以分成幾種不（bú）同的應用領域，有一些仍處於研究（jiū）階段，最實際的FDM應用是定製犧（xī）牲工具（jù），這就意（yì）味（wèi）著在製造複雜的複合部件時你可（kě）以快速3D打印出標準的複合預浸材料工具（jù），犧牲（shēng）工具（jù）將零部件製造（zào）帶到了一個新（xīn）的高度——製（zhì）造高度複雜的複合部件時而無需再組裝，隻需將3D打印的犧牲工具溶解在水中即可，由Stratasys公司生產的ST 130材料在熱（rè）壓過程中（zhōng）完全能Hold住複合部件的形狀，是目前唯一能夠將連續型纖維複合材料的機械性能和（hé）3D打印的先進幾何形狀結合在一起的係（xì）統。
未來，複合生產將完全實現自動化。MarkForged是美（měi）國的（de）一家3D打印設備製造商，它研製出了一種材料擠出技術，能夠（gòu）將連續纖（xiān）維(碳、玻璃或凱夫拉爾)置於3D打印熱聚合物（wù）部件(主（zhǔ）要是尼龍)的打印層之間，也是目前唯一可以（yǐ）將連續纖維複合材料進行3D打印的（de）商業化技術。
其它廠商和研究機（jī）構 — 主要包括米蘭理工大（dà）學Più實驗室，正在研發使（shǐ）用一種六軸機械手臂（bì）的技術，在（zài）熱凝物或光敏樹脂的參與下能夠擠出連續纖維（wéi）複合材料。不過這些（xiē）方法仍然（rán）處於探索階段。
Strati是Local Motors的第一輛3D打印汽車，這也是為什麽這麽多3D打印機製造商正在探索3D打印長纖維複合材料(達3mm)的可能性，大部（bù）分（fèn）使用（yòng）的是ABS或尼龍的熱聚（jù）合物（wù）。
最實際的案例出自美國辛辛那提的BAAM(大尺寸增材製造)平台，美國（guó）勞（láo）倫斯（sī）利弗莫（mò）爾國家實驗室和Local Motors公司使用BAAM和複（fù）合ABS-碳纖維顆粒一次（cì）性打印了整個家用電動汽車的車身。
碳纖維賦予了熱聚合材料更（gèng）好的機械性能（néng），同時也減少了由於熱擠壓過程中（zhōng）的溫差而出現的翹曲現象（xiàng）。
利用尼龍碳纖維複合顆粒，Stratasys公司也邁出了更遠的一步，它開發出了一個八軸機械臂，通過擠壓材料構（gòu）建（jiàn）出大型複雜結構，能夠（gòu）精確地將其放置在一（yī）個三維空間中。
這個（gè）平台還處（chù）於測試階段（duàn），Stratasys的合作夥（huǒ）伴福特和波音等正在做這個工作。另外，其他低成本的材（cái）料擠出製造商和線材製造商（shāng）正在開發和利用長纖維熱塑性纖維，使（shǐ）用尼龍碳纖維(達（dá）20-30% CF)是當前最受歡迎的（de）方（fāng）式。
粉床熔融的複合材料
粉床融合(PBF)是另一個短(幾百微米)切纖維複合材料可能繼續獲得廣泛應用的領域。PBF技術（shù）的市場格局非常不同（tóng），入門級（jí）SLS係統最低價為20萬歐元（yuán）。雖然近二十年來（lái）該市場都由（yóu）EOS和3D Systems主導，但近年來亦有不少新公司加入，如Prodways和理光。惠普也加入了（le）這個市場（chǎng），並開發除一（yī）種稱為MJF(多（duō）射流熔融)的PBF技術，比標準SLS快十倍。
大多數公司會請大型化學（xué）公司開發新（xīn）型材料，主要集中在玻（bō）璃纖維(或玻璃珠)和碳纖維尼龍複合材料。這些領域較為活躍的領頭羊有Arkema和BASF，而占據3D打（dǎ）印用複合粉末技術領先地位的就屬意大利CRP集團和其Windform係（xì）列材（cái）料。這些材料主要用於汽車和航空原型（xíng），但逐漸也可以用於終端零件生產。
另（lìng）一種可用於（yú）熱聚合（hé）物預（yù）浸料基質的連續型纖維複合材料（liào）的3D打（dǎ）印技術也在開（kāi）發中。由EnvisionTEC開（kāi）發的SLCOM 1係統采（cǎi）用的是一種分層技術和預浸（jìn）料卷製造3D零件。零件分層會先被切割出來（lái），然後高溫熔化熱聚（jù）合物預浸料基質，再放置在適當的位置。整個過（guò）程（chéng）隻能適用於X和Y軸，在Z軸上表現不出同樣性能，但可以使用高性能熱聚合物，如PEEK，保證零件的強度。
