3D列印材料市場 每年成長30%

【經濟日報╱林國權】
2014.05.04 03:39 am
 3D列印議題持續發酵，Wohlers對全球3D列印市場規模預估，到2020年可達到100億美元；中國大陸更預測大陸3D列印市場規模在2016年時可達人民幣100億元（約16億美元），年成長率超過100%。3D列印設備的普及化與技術的突破，都將會帶動3D列印材料市場的商機。

3D列印材料規模約占整體產業的25%至30%左右，2013年全球3D列印材料市場規模約4.5億美元，未來五年，3D列印材料的年複合成長率會達25%至30%，預計2020年3D列印材料規模達25億美元。

3D列印材料與傳統二維列印的墨水碳粉匣皆是屬於耗材，對企業而言是永久財，只要設備持續使用，消費者對於耗材就有穩定的需求，材料的銷售也是列印產業重要的獲利來源之一。此外，3D 列印出來的成品是立體，材料需求比傳統二維列印的墨水碳粉匣用量更多，面對龐大商機，台灣企業應積極搶食材料商機。

傳統二維列印的材料僅有兩大類，分別為墨水與碳粉，主要專利皆掌握在EPSON、HP、富士與Canon等大廠，但是3D列印材料需求會隨著終端產品的不同而有所差異，因此只要企業能開發出新的材料，就不容易受到國際大廠在專利上的牽制。

目前3D列印材料市場中，占比最大的材料是光固化樹脂、占56%，第二大類為熱塑性樹脂、占40%；其餘有金屬、工程塑膠粉末等。光固化樹脂與熱塑性樹脂占比最高，是因其相關設備目前的市場占比較高所帶動，主要應用為模型原型、人形公仔、玩具、矯正牙套等。

隨著3D列印技術的發展，未來在導入工業、航太、汽車與生醫材料等領域後，對於3D列印材料性能的要求會更高，將帶動金屬、工程塑膠、陶瓷與複合材料的發展，未來各式新材料的開發都是值得投入與布局。

3D列印講究創新，未來市場對於材料的要求會更多元，目前國際上主要有四大發展方向。

一、顏色多元性：目前3D列印成品幾乎都是單一色系，如何讓材料進行混色，讓成品的色彩豐富度提升，是其中一項研發重點。

二、軟、硬材料控制：一個終端用品不會只有單一材料，民眾不會希望未來所有的產品都由同一種材料印製出來。如：鞋子的鞋面、鞋墊、大底都由不同硬度的材料組成，未來若要透過3D列印印製個人化鞋子時，勢必要有軟硬度的控制，才能印製出最為舒適的產品。

三、無毒、仿生材料：目前市場常見的光固化樹脂、熱塑性樹脂會遇到有機溶劑揮發與塑化劑等問題，在家中印製時會產生破壞人體健康的疑慮。

若要將3D列印應用於生醫產業，列印人工關節、人工骨頭等，對於材料的要求不僅僅是無毒，還須與人體有相當好的相容性，以避免造成人體排斥，因此無毒、仿生材料將是重點發展題目。

四、列印速度提升：3D列印目前最大問題是製造速度太慢，為提升精密度，每一層可能僅有數微米，因此列印的層數會很多，加上材料的固化須花費時間。

因此在解決提升列印速度的議題上，材料占有絕大的影響力，如何搭配設備設計與增加材料的固化速度，是國際材料發展的一大課題。

3D列印材料難以使用副廠材料。主因3D列印材料的固化與設備關聯性極大，目前市場常見固化方式有雷射、照射投影光源、照射雷射光與擠壓頭熱熔融等，材料必須對應特定的雷射強度、光源波長與溫度等，才能使材料固化達到最佳狀態。

（作者是工研院IEK化學研究部研究員）




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