2020年3D打印材料种类超2000种，市场规模将突破20亿美元

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在日趋成熟的3D打印行业中，材料开发和认证正在不断取得进步，市场规模持续稳定增长。AMFG发布的《2020年增材制造前景报告》指出，预计今年增材制造材料市场规模将突破20亿美元大关，聚合物和金属领域都将实现强劲增长；工业增材制造设备和材料综合数据信息提供平台Senvol Database 在2020年提供的材料信息数量达到了2245种，相比去年的1700种增长了约30％。

在应用方面，聚合物仍然是领先的3D打印材料，占整个市场的82%。全球知名的3D打印服务商Sculpteo的年度3D打印状况报告也有类似的信息披露，超过80%的受访公司使用聚合物3D打印材料。

Wohlers 2020采纳Senvol Database的数据指出，截至2020年预计有1095种不同类型的聚合物材料可用于3D打印，其中45%为光敏树脂，基于挤出工艺的材料数量占比38%。

2017-2020年3D打印材料种类数量变化

金属3D打印材料市场发展也非常迅猛，据估计2019年金属粉末的消费量已达到5.2亿美元，其中最大的用户群体是3D打印服务商。基于金属粉末床熔融技术的材料种类最为多样化，目前有不少于800种的粉末种类和牌号。其中，钢、镍和钛基合金是最常用的金属3D打印材料，铝合金的使用量也在不断增长。

传统制造领域对金属3D打印的需求在持续增长，40%的公司希望将标准合金用于其3D打印应用，31%的用户则选择使用高性能合金。对于高性能聚合物和标准塑料的使用要求则略低，这两组数字分别是35%和17%。

材料成本和种类仍然是3D打印应用进一步发展的主要限制因素。安永的调查数据显示，所有被调研企业中有90%认为高昂的材料成本阻碍了采用3D打印或进一步扩大使用范围。尽管近年材料价格已经有所下降，但3D打印材料的价格仍然是传统材料价格的数倍。

采用3D打印的主要限制因素（来源：安永）

1. 开放的材料开发模式

索尔维全球产品与应用经理指出，“即便是竞争对手，我们也期望彼此能够在整个价值链上进行更多合作，如果能够融入EOS和Stratasys这样的非开源系统，无疑会增加3D打印材料的多样性。”

虽然这些合作取得了一些进展，但3D打印材料的开发仍比人们预期的要慢。其主要原因是当前非常多的3D打印材料受到专利保护，3D打印机制造商往往会为自己的设备开发专用材料，这限制了客户使用第三方材料的机会；另一方面，这种操作不利于材料的多样性开发。

专利保护通常会造成材料价格高昂和新材料创新速度的减慢。克服这些限制的一个解决方案是开放其材料体系，这种模式能够鼓励主要的材料生产商与3D打印机制造商合作开发新材料。

被供应商绑定的意愿调查（来源：Essentium）

这种方式有两个主要好处，它不仅有助于扩大最终用户的材料选择，还将加快材料的开发进程。事实上，99%的制造业高管认为，开放的生态系统对于大规模推进3D打印非常重要（Trends in 3D Printing at Scale，Essentium，2020）。

目前看来，3D打印设备商也正逐渐接受开放材料的模式，惠普、Ultimaker、Origin、Essentium和Prodways等便是业内典型的例子。在未来几年内，预计会有越来越多的公司采用这一战略，从而推动3D打印材料市场更具活力。

2. 全球材料公司正在进入市场

在见证了3D打印行业的快速增长之后，许多大型化学公司和金属粉末生产商已经进入3D打印市场，材料公司在增材制造价值链中的地位越来越高。2020年3D打印材料市场将继续深度整合，一些大公司将在战略上收购一些3D打印企业，特别是服务提供商（案例：巴斯夫收购Advanc3DMaterials和Sculpteo，前者为3D打印材料公司，后者则为知名的3D打印服务商），而另一些公司则将重组部门以进推动增材制造业务的发展。

较为知名的3D打印材料提供商（来源：AMFG）

赢创、3M、igus和山特维克等传统材料制造公司正在推出越来越多的3D打印材料，这为OEM创造了机会，后者将帮助他们实现新材料的稳定生产。随着新材料的不断开发和对新材料生产设备的投资，许多合作伙伴关系不断涌现，这些合作将为材料生产公司开拓新的市场并扩大其材料的覆盖范围。

3. 对高性能聚合物的需求不断增长

虽然PLA、ABS等普通材料仍然占据聚合物市场的主要地位，但终端用户对能够承受恶劣环境和耐高温、高强度的功能性材料的需求越来越多。实际上，35％的公司对3D打印高性能聚合物有迫切的需求。

为了响应这一趋势，许多先进材料的化学公司如威格斯、索尔维和赢创等开发了多种高性能热塑性塑料，如PEI、PEEK和PEKK以及复合材料等。

2017-2020年高聚物3D打印材料种类数量变化

高性能热塑性塑料的开发对于工业3D打印技术的发展至关重要。它们将加快该技术在医疗和航空航天等关键行业中从打印原型到实现高级应用的过渡。

END

Wohlers Report 2020指出，全球增材制造材料市场规模在2019年已达19亿美元，而未来五年这一市场有望突破45亿美元。在这一巨大市场增长的驱使下，材料供应商尤其是巨型化学公司和金属材料生产商，越来越多地参与该行业，除了开发新材料外，它们还为3D打印技术的产业化做出了巨大贡献。而促进技术更加广泛的使用和进步，则需要多方位的通力合作，为材料的多样性做出努力。