纖維增強聚合物3D打印正在迅速接近商業(yè)臨界點。在接下來的十年中，市場將增長到20億美元（約130億人民幣），設(shè)備安裝和應(yīng)用將擴大，技術(shù)也將繼續(xù)成熟。但是，增長伴隨著挑戰(zhàn)，生產(chǎn)、供應(yīng)鏈和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的建立以及制造商數(shù)量亟待整合。
技術(shù)與材料分析
IDTechEx最新市場報告“3D打印復合材料2021-2031“”中提到，纖維增強聚合物 (FRP)的大部分市場由玻璃纖維和碳纖維熱塑性塑料主導。這不是一項全新的技術(shù)，而是建立在整個3D打印行業(yè)的發(fā)展之上，并且需要時間發(fā)展并達到商業(yè)成熟點。當前市場上有多種3D打印復合材料方法，主要圍繞材料（連續(xù)纖維與短切纖維；熱塑性與熱固性）以及適合工業(yè)組織、專業(yè)消費者或業(yè)余愛好者的桌面打印機特性。
行業(yè)核心是材料，這決定了零件屬性和打印機要求，也是商業(yè)模式的關(guān)鍵部分。對于許多人來說，連續(xù)纖維復合材料具有重要價值，但短纖維復合材料和一系列熱塑性塑料和熱固性樹脂也存在很大機會。
新興硬件制造商和主要化工企業(yè)之間正在建立眾多戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，以及化工企業(yè)之間的活動，例如 巴斯夫 在2020年收購Owens Corning生產(chǎn)線。另外，也有公司通過推出長絲或其他復合材料直接進入這一領(lǐng)域，典型的例子是Braskem憑借再生碳纖維增強PP進入這一領(lǐng)域。
行業(yè)最新發(fā)展
3D打印復合材料這一領(lǐng)域的大部分活動都集中在美國。自2020年末， Markforged 宣布了新材料、打印機和分銷合作伙伴，并宣布計劃上市。這使這家公司釋放了大量資金以促進增長和并購活動，并成為Continuous Composites公司提起專利侵權(quán)訴訟的對象。與Markforged擁有同等歷史地位的 Desktop metal 于2019年底首次使用Fiber產(chǎn)品，并推出了3D打印復合材料。然而，主要新興參與者出現(xiàn)在歐洲和亞洲，并逐漸加入日益激烈的市場。
另外，經(jīng)典的硬件銷售并不是唯一模式。許多人已經(jīng)開發(fā)出專有技術(shù)，但并不銷售設(shè)備，而是在內(nèi)部使用，充當服務(wù)提供商、合同制造商，甚至直接向消費者銷售產(chǎn)品。
復合材料3D打印的應(yīng)用
增材制造目前與傳統(tǒng)制造相比，仍然受到諸如生產(chǎn)率、可用材料組合、培訓
和專業(yè)知識要求、規(guī)模等因素的阻礙。在許多情況下，這將它的應(yīng)用領(lǐng)域限制在原型和工具之類。復合材料3D打印機面臨著同樣的困境，最終用途零件的例子越來越多，而且會繼續(xù)增加。但主要使用區(qū)域仍然在制造車間，生產(chǎn)夾具、固定裝置、工具和其他設(shè)備，這使得這項技術(shù)始終在中低部分使用。
盡管制造車間仍然是一個潛在的有利領(lǐng)域，并且具有明顯的附加值，但隨著新解決方案的出現(xiàn)和這項技術(shù)在航空航天和醫(yī)療等高價值行業(yè)的潛力，復合材料打印機不僅可以替代金屬部件，還能夠推動設(shè)計改進。并且許多公司逐漸發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)部引入這項技術(shù)能夠降低供應(yīng)商成本和因更換部件而帶來的庫存挑戰(zhàn)。
市場前景如何？
IDTechEx預測，到2031年，3D打印復合材料市場總收入將從2021年的少量價值達到20億美元。盡管疫情對于全球市場造成了很大影響，但3D打印機的使用恢復得相當快，而且會朝著加速3D打印分布式供應(yīng)鏈的方向發(fā)展。
復合材料3D打印機的安裝量雖然目前比聚合物打印機少得多，未來的增長趨勢卻十分明顯?，F(xiàn)有的聚合物打印機通常可以使用部分復合材料，但加載百分比非常低，并且存在一些限制。不斷增長的裝機規(guī)模將帶來可觀的材料、軟件和服務(wù)的后續(xù)銷售收入，這些收入將迅速超過硬件銷售。
