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金屬3D打印材料發展潛力巨大
2019-12-10
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隨著多年的發展,3D打印產業目前已形成基礎技術較成熟、新技術不斷創新的技術體系,材料部分的創新也層出不窮,逐漸成為航空航天、汽車、消費電子、醫療等領域的熱門技術。3D打印材料在3D打印產業中必不可少,占據著3成的份額。

3D打印材料占據3D打印產業3成的份額

3D打印不僅可以一次單獨制造產品,而且還可以創建大量定制產品,這既可以節省大量的時間,減少浪費,還可以節約成本。以這種方式創建的產品也將更輕,但功能同樣強大,絲毫不遜于傳統方法創造的功能強度。根據市場研究機構IDC預計,2019年全球3D打印的市場規模將達到138億美元,比2018年擴大21.2%。其中,53億美元來自打印機銷售,42億美元來自打印材料銷售,38億美元來自打印服務。3D打印材料的占比達到30.43%。

金屬3D打印材料發展潛力大

從3D打印材料類型來看,金屬耗材占比為39.4%,低于塑料的46.5%,主要由于金屬打印的產業化正處于快速擴張階段,設備端的增長**于材料消耗的增長。非金屬3D打印通常使用塑料、樹脂材料等,金屬3D打印通常使用各類合金粉末和線材。相比傳統制造模式,非金屬3D打印的優勢主要在于無模化和可定制,但受限于材料性能,其主要用于樣品和模具的生產,量和價都很難起來;而金屬3D打印除了具備無模化可定制優勢外,在打印效率和打印質量上相比傳統金屬加工工藝均有較為明顯的提升,甚至能夠完成傳統工藝無法制造的高復雜度高精密度零部件的打印,具有更大的發展潛力。

這點從企業材質需求也可以看出來。法國3D打印公司Sculpteo調研了全球1000多家應用3D打印的公司,從打印材質來看,2018年塑料的運用率高達65%,但卻從2017年的88%下降了23個百分點,**增長的材料是金屬,其需求從2017年的28%增長到了2018年的36%。以金屬3D打印產業化應用加速為契機,高價值量的工業級3D打印機的銷售規模持續擴大,3D打印正逐漸由消費級市場往高端制造市場滲透。

材料成本占比不斷提高

原材料是金屬3D打印的制造成本中占比*大的一部分。DigitalAlloys以鈦粉末(6Al-4V)為例,對于SLM、EBM、DED、Binder Jetting、Digital Alloys等主流的金屬3D打印工藝的制備成本進行統計,發現每千克產品的打印成本中原材料成本是占比*高的(除SLM工藝外),同時隨著成型精度、成型質量、打印時間的增長,設備、維護和人工的占比逐步提升,在打印****的SLM工藝中,設備、維護和人工成本是占比*高的,其中也有專利保護因素,但是在打印效率越來越高、規模效應越來越明顯的趨勢下,材料成本占比將進一步提升。

國際巨頭布局3D打印材料領域

近年來,隨著3D打印商業化應用持續推廣,打印材料的重要性愈發凸顯。目前國內的基礎3D打印材料已基本滿足國產設備的增材制造需要,但高性能金屬粉末耗材依然依賴進口,國產材料在純凈度、顆粒度、均勻度、球化度、含氧量等對打印成品性能影響較大的原料指標方面相比國外仍存在較大的差距。德國的EOS、TLS,瑞典的Arcam、Hoganas、Sandvik,比利時的Solvay等具備較強實力的金屬3D打印耗材供應商多數成立于2000年以前,在粉末冶金或金屬打印設備領域有較強的技術積淀。國內目前能提供高質量金屬粉末的公司包括中航邁特、飛而康、塞隆金屬、西安歐中、鉑力特以及新進入的鋼研高納、頂立科技等,這些公司或相關業務多數成立于2010年以后,近年來發展較快。

此外,2016年以來全球大型材料制造商成立了專門的3D打印部門,如巴斯夫、杜邦等傳統材料企業紛紛開始布局專用材料領域,說明3D打印的產業應用價值已經得到廣泛認可,隨著商業化生產規模的持續擴大,更具增長彈性的材料端開始發力,尤其是處于產業化應用初期且技術難度較大的金屬專用材料領域。

以上數據來源于前瞻產業研究院《中國3D打印產業市場需求與投資潛力分析報告》


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