从政策支持来看,2017-2018年,国家层面共出台15项关于3D打印行业的政策,其中有7项中明确提及推进3D打印材料技术发展。而根据此前出台的《增材制造产业发展行动计划(2017-2020年)》,我国仍将要积极推进3D打印技术在铸造、航空、航天、家电、模具、船舶、汽车、电力装备、轨道交通装备等重点制造领域的示范应用。
在3D打印领域,3D打印材料扮演着举足轻重的角色。3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础,在某种程度上,材料的发展也决定了3D打印的应用前景。
从材料组成来看,3D打印的材料主要包括金属、陶瓷、塑料、细胞组织、石膏、无机料粉、光敏树脂等。目前,石膏、无机料粉、光敏树脂、塑料等也许能满足一般3D打印的需求,玩具等塑料打印制品可以直接使用。但工业级应用的金属粉末仅有钛、不锈钢、金银等的应用还受到技术的限制,应用范围相对较窄。
而成立于1917年的Nikon,凭借多年的技术积累,勉强保住二线供应商地位。NikonNRS系列的ArF浸入式光刻机,参数指标上勉强可以达到ASML高端产品的水准。但其性能相比ASML同档次设备仍有不小差距,尤其是在套刻精度上远远达不到官方宣称水准,以至于Nikon光刻设备在售价不到ASML同类产品一半的前提下,依旧销量不佳。
PLA(Polylactic Acid)塑料和ABS是现在十分普遍的两种FDM 3D打印材料之一。因为用途广泛、运用方便,PLA 3D打印材料被大部分FDM打印机列为预设运用,优点如下:其一,PLA塑料被广泛的运用在各个领域,因其打印时无臭味或者有淡淡甜味且不易卷翘。其二,无须加热板,成品坚硬。
可知ASML较Nikon和Canon在EUV专利数量上有很大的优势,甚至比这两家之和还要多。另外,排名第一的卡尔蔡司(CarlZeiss)是ASML投资的企业之一,两者是长期策略合作伙伴,蔡司一直为ASML的光刻设备提供最关键且高效能的光学系统。因此,凭着技术优势,ASML一家独占鳌头,成为唯一的一线供应商。
尤其值得注意的是,PLA塑料是可生物降解的环保型材料之一,由混合玉米淀粉和甘蔗衍生而成,符合食品级和生物分解的标准。它既能回收,也会腐朽消失,适合制作礼物、盒子、模型和原型的零件。虽然PLA号称会生物分解,但若不加热就不会分解,还具有耐水性。
据具体数据可知,ASML、Nikon和Canon这三大厂商在市场份额的格局上几乎和技术格局一致,唯一的一些区别是Canon在面板领域拥有较大市场份额,使得它在低端光刻设备上有相对较大的销售量和份额。
相较于传统制造工艺,3D打印由于其柔性生产的优势,适合小批量、定制化、复杂结构生产的需求,这恰恰迎合了终端客户定制化需求不断扩大的趋势,而这也将激发3D打印相关设备、软件、硬件、材料等的用户需求。结合中国市场的特点,有研究人士认为,材料价格的下降或者国产新材料种类增加会,很可能会从根本上拉动甚至引爆工业级3D打印市场出货量增长。
至于Canon,因为当年Canon的数码相机称霸世界、利润可观,所以它对于一年销量只有百来台的光刻机,不太重视。随着光刻机技术的迭代,ASML的崛起,Canon优势渐失...早在多年前Canon便放弃在高端光刻机上的竞争,目前产品主要集中在面板等领域,其光刻机在指标标上相当于ASML的低端产品PAS5500系列,慢慢沦为三线供应商。
随着3D打印技术应用领域的不断拓展和越来越多的3D材料面世,近5年来一直维持20%以上的增速,处于稳定快速的发展期,预计2019年3D打印材料市场规模超过42亿美元。3D打印材料向多元化发展,PLA材料和ABS塑料占主导、金属和陶瓷材料前景较好。