新风口,3D打印材料市场大爆发,预计到2033年市场价值将达108亿美元

小材大用 2023-11-13
3169 字丨阅读本文需 7 分钟

随着科技的不断进步,3D打印技术已经成为了当今制造业的重要一环。而3D打印材料的行业发展,也成为了全球制造业关注的焦点。

根据We Market Research的最新分析,到2023年,3D打印材料市场估值将达到28亿美元。这一增长将出现波动,预计到2033年市场价值将达到108亿美元,2023年至2033年期间复合年增长率 (CAGR) 高达25.7%。

3D打印有望成为工业革命发展新方向

3D打印又被称为“增材制造”,它区别于传统制造业中将材料切削、去除再加工等方式,而是采用逐层叠加的方式进行。3D打印以数字模型文件为基础,通过软件与数控系统将专用的金属、非金属以及医用生物材料,利用软件进行设计和优化,进而制造出实体物品。和传统制造工艺相比,3D打印让复杂的高性能产品可以快速批量生产,全面缩短“设计-验证-生产”全流程周期,让成本大大降低,产业效率大幅度提高。因此,3D打印技术也代表了新一代工业革命的发展方向。

从全球3D打印行业发展进程来看,欧美国家自上世纪80年代开始就已经涉及该领域。经过数十年的发展积淀,行业经历了技术研发、量产应用、业务盈利三个阶段。目前,3D打印技术正在向规模化商业应用阶段全面迈进。按照行业所使用的材料不同,目前主流3D打印可以分为金属3D打印与非金属打印两类。市场采用的主流技术包括选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化成型(EBM)和激光近净成型(LENS),这些核心技术成果在航空航天、军工、医疗等领域应用广泛。

和欧美发达国家相比,我国3D打印行业起步滞后,但追赶速度很快,和全球头部集团的差距正在不断缩小。其中,上世纪90年代是本土3D打印行业的技术探索期。在这个阶段,以清华、西安交大、华中科技大学为代表的高校承担着重点技术的研究,不断实现突破。尤其是在1995年,西安交大成功研发3D打印样机,在行业发展史上留下浓墨重彩的一笔。到了21世纪最初十年,我国本土高校先后在SLA、SLS、FDM、SLM 等主流3D打印技术领域填补空白。在3D打印行业专利申请方面,我国已经逐步赶上欧美国家步伐。

自2016年至今,随着我国进入3D打印业务的企业、资本数量不断激增,叠加政府一系列支持政策,我国3D打印行业开始全面发力。其中,国内3D打印第一股铂力特(688333.SH)于2019年在科创板上市,这也标志着我国3D打印行业正式进入商业化开发应用阶段。

3D打印材料基本简介

3D打印技术,也称为增材制造技术,是一种在近几十年中出现并快速发展的制造技术。它利用计算机进行三维建模,并使用特殊的打印设备将材料逐层堆积,以实现物体的制造。这种技术的出现,彻底改变了传统制造业的生产方式,为各行各业带来了巨大的便利和发展机遇。

在3D打印中,材料的选择是至关重要的。不同的3D打印材料具有不同的性质和特点,适用于不同的应用场景。下面简单介绍一些常见的3D打印材料:

1. 塑料

塑料是最常见的3D打印材料之一,包括ABS、PLA、PETG等其。中,ABS具有良好的韧性和耐久性,常用于制造复杂的零件和模型;PLA则具有环保、易降解等优点,适用于制造包装材料、餐具等;PETG则具有优异的透明度、韧性和耐久性,常用于制造高精度的零部件。

2. 金属

金属也是常见的3D打印材料之一,包括不锈钢、铝合金、钛合金等。金属3D打印材料具有高强度、高耐腐蚀性等特点,适用于制造高精度的零部件和工具等。

3. 陶瓷

陶瓷3D打印材料具有高硬度、高耐腐蚀性等优点,适用于制造高精度的零部件和结构件等。

4. 细胞组织

细胞组织3D打印材料是一种新型的生物材料,通过将生物细胞与可降解的生物材料结合,可以制造出具有特定形状和功能的组织或器官。这种技术被广泛应用于医学领域,包括手术辅助工具、人工器官等。

5. 光敏树脂

光敏树脂是一种液态3D打印材料,通过紫外线照射固化,可以制造出高精度、高表面质量的零部件和模型等。

从行业应用角度看,医疗、航空航天、汽车制造和建筑等领域对3D打印材料的需求量较大。在医疗领域,3D打印技术被广泛应用于生产人工关节、假肢和个性化医疗器械等领域;在航空航天领域,3D打印材料被用于制造飞机零部件和卫星等高附加值产品;在汽车制造领域,3D打印技术被应用于生产汽车零部件和发动机等关键部件;在建筑领域,3D打印技术被应用于建筑设计和模型制作等方面。

在技术趋势方面,未来3D打印材料行业的发展将朝着多元化、高性能、绿色化和智能化等方向发展。随着增材制造技术的不断发展,3D打印材料的种类将越来越丰富,性能也将不断提高。同时,伴随着人们对环保意识的不断提高,绿色化将成为3D打印材料行业的重要发展方向。此外,随着智能化技术的不断发展,3D打印材料行业也将迎来更多的发展机遇。

航空航天和汽车行业有望在3D打印材料中创造巨大价值

航空航天和汽车行业将对3D打印材料行业产生重大影响。这两个行业都处于采用3D打印技术彻底改变制造工艺的前沿。在航空航天工业中,3D打印有助于生产轻质、复杂的零部件,特别是飞机和航天器。这项技术可以创建复杂的设计和结构,而这些设计和结构以前使用传统方法很难或不可能制造。它不仅减轻了航空航天部件的重量,还提高了燃油效率和整体性能。

同样,汽车行业利用3D打印进行设计和生产创新。该技术可以快速制作新汽车零部件的原型,从而加快产品开发周期并降低成本。此外,它还支持组件的定制,使汽车制造商更容易为客户提供个性化功能。

这两个行业都依赖各种先进材料,包括高性能合金、复合材料和特种聚合物,来满足其应用的苛刻要求。随着航空航天和汽车行业不断突破3D打印所能实现的极限,对创新和高质量材料的需求必将大幅增长,使其成为3D打印材料市场的关键驱动力。他们的贡献不仅推动了材料的开发,还凸显了3D打印技术在制造业中的变革潜力。

欧洲准备展示3D打印材料行业的可持续发展趋势

欧洲的战略定位是在3D打印材料行业中展示可持续且具有生态意识的方法。该地区长期以来一直处于拥抱可持续发展的最前沿,这一承诺也延伸到了3D打印行业。欧洲国家制定了减少碳排放和促进循环经济的雄心勃勃的目标。随着3D打印日益受到重视,其可持续属性与这些更广泛的环境目标相一致。

欧洲3D打印材料市场可持续发展的一方面是重视可再生和回收来源的材料。这包括使用生物基和可生物降解材料以及再生塑料,以减少3D打印的环境足迹。此外,欧洲研究机构和公司正在积极探索创新材料和回收工艺,以进一步增强可持续性。

此外,欧洲严格的环境法规以及减少废物和排放的承诺为可持续的3D打印实践创造了有利的环境。这促进了符合地区环境标准的环保3D打印技术和材料的开发。

欧洲3D打印材料市场的另一个特点是注重闭环系统,在智能制造过程中收集和回收废弃材料。这种方法可以最大限度地减少材料浪费并支持更可持续的供应链。

此外,该地区对教育和研究的投资促进了从事3D打印的企业和机构的可持续实践。因此,欧洲公司越来越多地在3D打印业务中采取对环境负责的措施。

总之,欧洲对可持续发展的承诺,加上对3D打印材料市场的积极主动的态度,使该地区成为可持续实践的领导者。这不仅符合全球环境目标,还强调了生态意识3D打印在向更可持续和循环经济转型中的重要性。

陶瓷有望给3D打印材料市场带来变革性影响,特别是在医疗保健领域

陶瓷正处于3D打印材料行业革命的风口浪尖,其对医疗保健行业的深远影响备受关注。将陶瓷集成到3D打印材料中,为需要精度、生物相容性和耐用性的医疗应用开辟了新的可能性。陶瓷的主要优势之一是它们能够复制天然骨骼和组织的机械和化学特性,使其成为骨科和牙科植入物的理想选择。3D打印可实现复杂且针对患者的设计,从而增强这些植入物的兼容性和性能,最终改善患者的治疗效果。

除了植入物之外,3D打印中的陶瓷还有助于制造定制的高精度医疗设备,例如助听器和牙冠。陶瓷的生物相容性与3D打印的精度相结合,使设备能够与人体无缝集成并提供卓越的功能。

在医疗保健领域,随着3D打印陶瓷芯片实验室设备的开发,陶瓷也正在彻底改变诊断工具。这些小型化诊断平台可提供快速、经济高效且高度准确的测试,使其对于现场诊断和医学研究具有无价的价值。

此外,陶瓷具有独特的热性能和电性能,可应用于医疗传感器,特别是用于监测生命体征并为患者护理提供实时数据。陶瓷的可靠性和精确度使其成为制造这些传感器的重要材料,从而提高患者监测和整体医疗质量。

总之,3D打印材料市场中的陶瓷代表了医疗保健行业的游戏规则改变者。他们生产患者专用植入物、高精度医疗设备和先进诊断工具的能力凸显了这种创新组合的变革潜力。随着3D打印技术的不断发展,陶瓷将在塑造医疗保健的未来方面发挥至关重要的作用,最终改善患者护理和治疗结果。

文章来源: 未知大陆,览富财经网,中政商情网

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