规模达400亿元!下游刺激下,ABS、PLA与PEEK等塑料再迎利好!

金杨桃 2024-07-14 15:06:53

增材制造,广为人知地称为3D打印,是基于计算机三维设计模型,借助软件分层离散和数控成型系统,将三维实体转化为多个二维平面。该技术通过激光束、热熔喷嘴等手段,将粉末、树脂等特殊材料逐层堆积并熟结,最终叠加形成实体产品。

3D打印材料,3D打印技术

3D打印材料作为3D打印技术发展的基石,其特性与种类直接影响着打印技术的应用与发展。鉴于不同打印技术对材料要求的差异性,当前3D打印设备所使用的材料种类相对有限,因此,3D打印行业的上游原料供应商与中游设备与服务提供商之间的紧密合作显得尤为重要。

在材料分类上,3D打印材料主要依据其材质分为金属材料与非金属材料两大类。而从材料的原始形态来看,又可分为线材、片材、液体类和粉末类等多种形态。

其中,有机高分子材料主要包括工程塑料、光敏树脂等,而无机非金属材料则以陶瓷材料为主。目前,非金属材料在中国3D打印材料市场中占据约60%的份额,广泛应用于航空航天、生物医疗、工业制造等多个领域。

在3D打印高分子材料领域,熔融沉积成型(FDM)技术主要使用热塑性树脂作为材料,如聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物和聚醚醚酮(PEEK)等。这些材料具有良好的加工性能,通过改性可显著提升其机械性能和尺寸稳定性,从而确保打印产品的高质量。此外,立体光固化(SLA)打印技术则主要使用光敏树脂,该材料能够制造高强度、耐高温和防水的材料,适用于高精度、高表现力的产品制造。同时,选择性激光烧结(SLS)打印技术则采用高分子粉末材料。

3D打印高分子,材料市场现状

随着3D打印技术不断创新,应用领域持续拓展,全球3D打印产业正从起步期迈入成长期,呈现出加速增长的态势。中国高度重视3D打印产业发展,近年来,中国3D打印市场应用程度不断深化,在各行业均得到广泛的应用。2023年中国3D打印产业规模约为400亿元。

3D打印用高分子材料产品众多,市场竞争格局各不相同。我国本土企业在国内3D打印高分子材料高端市场的份额较低,自给率偏低,PA12、改性ABS、光敏树脂等部分产品仍依赖于进口。

代表性3D打印高分子材料

聚酰胺(PA)作为一种具备耐磨性、坚韧性、高强度和耐用性的材料,已成为3D打印领域的理想选择。其中,PA6、PA11、PA12和PA66等聚酰胺种类在多个行业中得到广泛应用。特别是PA12,其优异的流动性、低静电和低吸水性等特性,使其在工业和医用领域的3D打印产品中占据显著地位。据统计,2023年,PA在中国3D打印材料市场的占比约为15%,市值达到6.8亿元。

聚乳酸(PLA)作为熔融沉积成型(FDM)3D打印的首选材料之一,以其良好的强度、模量、可生物降解性、加工便利性及优异的打印性能,特别是低收缩率和广泛的颜色选择,深受市场青睐。

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)以其卓越的加工性和稳定的打印品质,在3D打印技术领域占据重要地位。虽然ABS材料在尺寸稳定性和生物降解性方面存在一定不足,但通过ABS-ESD、ABSplus、ABSi以及ABS-M30等多种改性技术的研发,新型ABS改性材料已在汽车、航空航天、建筑以及医学等多个领域展现出巨大的应用潜力。截至2023年,ABS在中国3D打印材料市场中的占比约为14%。

聚醚醚酮(PEEK)作为一种高性能材料,在FDM和SLS 3D打印技术中得到了广泛应用,主要服务于航空航天、医疗和汽车行业。PEEK以其耐热、耐磨以及优良的强度,在某些领域可替代金属。然而,PEEK的3D打印过程较为复杂,需要在高温下进行且对环境敏感,易受氯/溴化物和紫外线的影响。尽管如此,通过特殊处理可部分克服这些限制。在医疗领域,PEEK因其生物相容性和促进组织重建的能力备受关注,已被用于制造定制植入物。2023年,中国3D打印用PEEK的消费量达到了百吨级。

金塑宝观点

技术创新与应用开发是中国3D打印材料产业突破的核心。针对PLA、PEEK等塑化材料,改性技术研发能提升性能与适用范围,推动产业链升级。未来,金塑宝将继续构建并举办以政产学研相互赋能的多维度共享活动,通过线上跟线下相结合的方式服务于更多产业用户,促进科研成果的推广和运用,增进产品开发领域的交流与协同,推进高端塑化材料国产化替代之进程!

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金杨桃

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