3D打印思想起源于19世纪末的美国，并在20世纪80年代得以发展和推广。3D打印是科技融合体模型中最新的高“维度”的体现之一，中国物联网校企联盟把它称作“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。
 
    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，是其他注塑加工材料无可比拟的。
 
    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PLA 4043D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，包括注塑加工成型。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。
 
3D打印带来了世界性制造业革命，以前是部件设计完全依赖于生产工艺能否实现，而3D打印机的出现，将会颠覆这一生产思路，这使得企业在生产部件的时候不再考虑生产工艺问题，任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现。
 
3D打印无需机械加工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体， 从而极大地所缩短了产品的生产周期，提高了生产率。尽管仍有待完善，但3D打印技术市场潜力巨大，势必成为未来制造业的众多突破技术之一。
 
3D打印使得人们可以在一些电子产品商店购买到这类打印机，工厂也在进行直接销售。科学家们表示，三维打印机的使用范围还很有限，不过在未来的某一天人们一定可以通过3D打印机打印出更实用的物品。
 
3D打印技术对美国太空总署的太空探索任务来说至关重要，国际空间站现有的三成以上的备用部件都可由这台3D打印机制造。这台设备将使用聚合物和其他材料，利用挤压增量制造技术逐层制造物品。3D打印实验是美国太空总署未来重点研究项目之一，3D打印零部件和工具将增强太空任务的可靠性和安全性，同时由于不必从地球运输，可降低太空任务成本。
 
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