2019 3D-print Materialenmarkt: Trends, Groei en Opkomende Kansen

3D-printmaterialen breiden zich snel uit. In 2019 bereikte de additive manufacturing (AM) materialenmarkt een waarde van $1,5 miljard en wordt verwacht om te klimmen naar een indrukwekkende $4,5 miljard binnen de komende vijf jaar. Chemische reuzen en metaalproducenten leveren niet alleen nieuwe materialen maar drijven ook de industrialisatie van AM.

In dit artikel onderzoeken we de 2019 evolutie van het 3D-printmaterialenlandschap, belichten sleutelspelers en identificeren trends die de toekomst van de markt zullen vormgeven.

• Hoe de 3D-print Hardwaremarkt Evolueert in 2019
• 3D-print Software: Echte Digitale Productie Bereiken
• Post-Verwerking voor Industriële 3D-printing: Belangrijke Trends die u Moet Kenen

Polymers Blijven de Dominante Materiaalklasse

Polymers blijven de markt leiden, met 80,6% van de mondiale 3D-printmateriaalopbrengst in 2018 – een cijfer dat $3,4 miljard bereikte. Een Jabil-enquête onder 308 AM-gebruikers vond dat 74% polymermaterialen in 2018 gebruikte, wat hun gemakkelijke adoptie en lagere kosten weerspiegelt.

Shift Naar High-Performance Thermoplasten

Terwijl standaardkunststoffen zoals PLA en ABS het polymere segment domineren, versnelt de vraag naar robuuste, hoge-temperatuur materialen. Fabrikanten ontwikkelen koolstof-versterkte composieten, ULTEM, PEEK en PEKK om functionele prototypes en eindgebruiksdelen voor luchtvaart, medisch en industriële toepassingen mogelijk te maken.

Belangrijke samenwerkingen omvatten Roboze en SABIC's gezamenlijke ontwikkeling van EXTEM AMHH811F, een amorfe thermoplastische polyimide filament met een hitteafbuigingslimiet van 230 °C, een glasovergangstemperatuur van 247 °C en uitstekende vlamvertragende eigenschappen. Dit materiaal vertoont de industrietrends om AM van prototyping naar kritieke, hoogpresterende use cases te laten overgaan.

In de medische sector wordt PEEK-printing nu gebruikt om patiënt-specifieke implantaten te fabriceren. Evoniks recente investering in Meditool – een Chinese start-up gespecialiseerd in PEEK-geprinte neurologische en wervelkolomimplantaten – onderstreept de groeipotentie in deze niche.

Composietmaterialen Versnellen Adoptie

Composietprinting – combineren van een thermoplastische matrix met versterkende vezels zoals koolstof, glas of Kevlar – is een hoog-groeigebied. Huidige aanbiedingen hebben vaak gehakte vezels, maar continuous-fiber printing wint aan tractie. Desktop Metals nieuwe Fiber 3D-printer kan bijvoorbeeld nylon, PEEK en PEKK versterken met continue koolstofvezels.

Een SmarTech Analysis-rapport projecteert de wereldwijde composiet 3D-printmarkt te groeien met een CAGR van 22,3% de komende vijf jaar, wat kansen opent buiten luchtvaart en medisch in auto, energie en transportsectoren. Recente doorbraken omvatten een composiet 3D-geprinte fietsframe en continuous-fiber 3D-printing (CF3D) technologie gecombineerd met Arkema's fotogevoelige harsen.

Graphene-Versterkte Printing

Graphenes uitzonderlijke elektrische en thermische geleiding trekt interesse over batterij, luchtvaart en elektronica markten. Terrafilum en XG Sciences ontwikkelen graphene-versterkte extrusiefilamenten, terwijl Virginia Tech en Lawrence Livermore National Laboratory een stereolithografieproces pionierden capabel van graphene structuren tot 10 µm te produceren.

AECOM's partnerschap met UK's Scaled en materiaalpartner Versarien produceerde een 4,5 m hoge graphene-versterkte polymere boog voor seinverlichting, wat real-world toepasbaarheid demonstreert. Ondanks de belofte, blijft graphene duur en moeilijk te printen, wat het positioneert als een opkomende technologie in plaats van een mainstream oplossing.

Groe van Elastomere Materialen

Zachte, flexibele materialen zoals TPU en silicone winnen tractie in consumenten-, medische en industriële markten waar toughness en elasticiteit vereist zijn. Huntsman's IROPRINT AM-lijn biedt hars, poeder en filamentopties voor schoenen, slangen, pakkingen en robotgreepers.

Covestro introduceerde TPU-gebaseerde orthopedische zolen die variabele hardheid door ontwerp toelaten, wat volledig aangepaste schoenen mogelijk maakt. Dow's SILASTIC 3D 3335 LSR, gecombineerd met Nexus Elastomer Systems' doseringstechnologie en Duitse RepRap's LAM-printer, stelt gekleurde siliconeonderdelen in zonder mechanische prestaties te compromitteren. EOS voegde TPU 1301 poeder toe, bekend om hoge veerkracht en shockabsorptie, geschikt voor auto- en schoenentoepassingen.

Vlamvertragende Polymers voor Veiligheidskritische Sectoren

Industrieën met strenge brandveiligheidseisen, zoals transport en elektronica, adopteren zunehmend vlamvertragende 3D-printmaterialen. DSM's Novamid AM1030 FR, gecertificeerd V0 en V2, richt zich op auto- en elektronica markten. Markforged, Cubicure en CRP Technology bieden ook vlamvertragende composieten, wat opties voor kritieke industriële toepassingen uitbreidt. Toekomstige groei wordt verwacht in polymers met verbeterde UV-weerstand ter ondersteuning van auto-toepassingen.

Keramische Materialen: Een Groeiende Niche

De 3D-print keramische markt wordt geprojecteerd om te stijgen van een $20 miljoen opbrengtebasis in 2020 tot meer dan $450 miljoen in 2029, volgens SmarTech Analysis. Technische keramiek, geprezen om hoge sterkte, temperatuur en chemische weerstand, zijn al in gebruik in luchtvaart en elektronica. XJet Ltd. voegde onlangs alumina toe aan zijn portfolio van technische keramiek, wat hogere hardheid biedt dan zirconiumdioxide maar lagere slijtweerstand voor eenvoudigere post-verwerking.

Metalen Materialen: Een Hoog-Groeisegment

Metalen AM genereerde €390 miljoen opbrengst in 2018 en groeide 41,9% dat jaar, met een 40%+ groeitraject over vijf jaar (Wohlers Report 2018). Metaalpoederproductie schaalt op, met Höganäs AB die een nieuwe atomiseringsfabriek in Duitsland bouwt om hoge-zuiverheidspoeders onder het Amperprint®-merk te leveren. Liberty House Group en Sandvik breiden ook hun poeder-metaalmogelijkheden uit, de laatste investeert SEK 200 miljoen om titaniumpoeders via atomisatie te produceren.

Strategische Uitbreiding over de AM-waardeketen

Bedrijven verbreeden hun voetafdruk van poeders tot afgeronde onderdelen. GKN Additive fuseerde met GKN Hoeganaes, creërend een volledige poeder-tot-onderdeel oplossing, en nam Forecast 3D over om in polymere AM te treden. Sandviks 30% aandeel in Beam IT past in zijn strategie om de aanwezigheid in de bredere productieindustrie te verdiepen.

Innovaties in Metalen Poeders

Nieuwe metalen poeders maken AM in extreme omgevingen mogelijk. H.C. Starcks AMtrinsic Ta/Nb poeders bieden hoge smeltpunten en corrosieweerstand, geschikt voor chemische verwerking en energiesectoren. OxMet Technologies introduceerde hoogsterkte nikkellegeringen die 900 °C kunnen weerstaan, wat de huidige limieten overstijgt. Aeromets verbeterde A20X aluminiumpoeder overschrijdt 500 MPa UTS, wat het onder de sterkste commercieel beschikbare aluminium AM-poeders plaatst.

6K's UniMelt-technologie converteert gerecycled metaalfeedstock naar premium AM-poeders, wat een circulaire economie ondersteunt door mislukte builds en supportstructuren om te zetten in nieuw materiaal.

Materialen: De Keystone van Additive Manufacturing

Een recente Jabil-enquête wijst erop dat 41% van AM-gebruikers gelooft dat superieure materialen de adoptie op massa het meest significant zullen drijven. Hoewel geavanceerde polymeren en gespecialiseerde metalen snel evolueren, blijft hoge materialenkosten een sleutelknelpunt. Echter, toenemende vraag en uitgebreide toeleveringsketens suggereren dat prijzen in de komende jaren kunnen dalen.

Zowel grote corporaties als niche start-ups investeren zwaar in materiaalontwikkeling, wat de 3D-printmaterialensector positioneert voor duurzame groei, wat de toekomst van additive manufacturing over industrieën vormt.