Miljardenmarkt in verschiet voor 3D-printmaterialen
Polymeer, metaal, was, zand, beton – naarmate het landschap van 3D-printtechnologie is gegroeid in diversiteit en complexiteit, is ook de verscheidenheid aan materialen die compatibel zijn met deze vele processen toegenomen. Waar 3D-printen vroeger synoniem was met goedkope thermoplasten voor minder veeleisende toepassingen, komen er nu jaarlijks meer unieke en hoogwaardige materialen op de markt, van metaalmatrixcomposieten tot biokeramiek en gerecyclede kunststoffen. Dit portfolio van compatibele materialen blijft zich uitbreiden naarmate eindgebruikers producten van hogere kwaliteit, meer keuze, flexibiliteit verwachten, en in het geval van prototyping, materialen eisen die het uiterlijk en gedrag van het eindproduct nauwkeurig nabootsen. Belangrijk is dat dit bredere materialenportfolio gepaard gaat met een grotere acceptatie van additive manufacturing (AM), aangezien belangrijke eindgebruikers de toegevoegde waarde die 3D-printen voor hun toeleverketen met zich meebrengt volledig beginnen te begrijpen.
Met gebruikers in waardevolle branches zoals medicijnen, auto’s en ruimtevaart, is er een voortdurende drive om de materialenmarkt voor AM uit te breiden. Bij elke lancering van nieuw materiaal komt er een extra applicatie voor 3D-printen om te verkennen. Het groeipotentieel voor AM-materialen verschilt van printapparatuur, aangezien operationele legacy-printers materialen blijven verbruiken. Daarom biedt dit segment van de 3D-printwaardeketen een enorme kans. Marktonderzoeker Idtechex voorspelt dat de wereldwijde markt voor 3D-printmaterialen in 2032 zo’n 29,5 miljard waard zal zijn.
Polymeren: dynamisch landschap
Sinds de opkomst van desktopprinten in 2010 zijn polymeren het publieke gezicht van de AM-materialenmarkt geworden. In termen van tonnages zijn ze nog steeds de meest gevraagde materiaalklasse voor 3D-printen. Gevraagd naar additive manufacturing zijn de meeste mensen bekend met goedkope filamenten zoals PLA en PETG. Met deze bekendheid komt echter de perceptie dat 3D-printen met polymeren alleen geschikt is voor eenvoudige toepassingen zoals prototyping. Nu veranderen bedrijven deze perceptie door meer functionele en beter presterende polymeren op de markt te brengen.
Een van de meer populaire prestatiepolymeren zijn vezelversterkte polymeermatrixcomposieten (FRP’s). De sterkte- en stijfheidsvoordelen van koolstofvezel zijn onmiskenbaar, en onderzoek naar continue extrusie van koolstofvezel opent een nieuwe kans voor complexe composietonderdelen. Naast composieten zijn thermoplasten voor hoge temperaturen, die leveranciers van materialen en printer-oems blijven afstemmen op gemakkelijke bedrukbaarheid. Andere polymeren die belangstelling krijgen, zijn schuimen, gerecyclede kunststoffen, biogebaseerde polymeren en polymeren met additieven zoals nanokoolstoffen. Naarmate deze ontwikkelingen zich blijven voordoen, verwacht Idtechex dat het gezicht van polymeer AM-materialen het komende decennium aanzienlijk zal veranderen.
Metalen: meer dan poeders
Bij de productie van additieven voor metaal zijn poeders de dominante grondstof, die het grootste deel van de omzet en de massale vraag in de markt voor metaalmaterialen omvat. Met het oog op de kosten en de afdrukbaarheid beginnen oems van printers alternatieve grondstoffen voor 3D-printen met metaal te onderzoeken. Een al lang bestaande concurrent is goedkopere metaaldraad, compatibel met draadgestuurde energiedepositie, die andere processen beginnen op te nemen, zoals een magnetohydrodynamische depositie. Een ander voorbeeld zijn metalen spuitgietpellets, die pellet-extrusiebedrijven gebruiken om onderdelen te extruderen tegen nog lagere prijzen dan extrusie van metaalpolymeerfilamenten, een andere opkomende metaalgrondstof. Ten slotte ziet gebonden metaalpasta enige tractie als een veiliger alternatief voor poeder, wat problemen met de behandeling met zich meebrengt. Hoewel Idtechex niet voorziet dat metaalpoeders zijn positie als belangrijkste grondstof zullen verliezen, voorspelt de marktonderzoeker dat deze opkomende grondstoffen steeds meer zullen bijdragen aan de groei van de markt voor metalen 3D-printmaterialen.
