1. 3D打印復(fù)合材料裝備概述

3D打印技術(shù)，作為一種革命性的增材制造方法，在制造業(yè)中正變得越來(lái)越重要。它通過(guò)逐層堆疊材料，能夠快速制造出復(fù)雜的精密部件，無(wú)需傳統(tǒng)模具，縮短生產(chǎn)周期，提高材料利用率，降低成本，并突破了傳統(tǒng)制造技術(shù)在制備復(fù)雜零件時(shí)的限制。特別是在小批量復(fù)雜零件的生產(chǎn)及設(shè)計(jì)優(yōu)化方面，3D打印技術(shù)展現(xiàn)了強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，成為推動(dòng)制造業(yè)創(chuàng)新的關(guān)鍵力量。

復(fù)合材料在現(xiàn)代制造業(yè)中也扮演著重要角色，通常由兩種或以上不同性質(zhì)的材料組成，通過(guò)優(yōu)化比例和結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)性能互補(bǔ)和提升。它們具有高強(qiáng)度、低密度、耐腐蝕、耐高溫等特性，在航空航天、汽車(chē)制造、醫(yī)療器械等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，有助于減輕重量、提高效率、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和性能。

隨著對(duì)高精度、高性能零部件需求的增長(zhǎng)，3D打印技術(shù)與復(fù)合材料的結(jié)合成為必然趨勢(shì)。3D打印復(fù)合材料裝備能夠快速、精準(zhǔn)地制造出復(fù)合材料零部件，推動(dòng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。這種技術(shù)不僅滿(mǎn)足了高端領(lǐng)域?qū)?fù)雜零部件的嚴(yán)格要求，還為其他領(lǐng)域如科研教育、消費(fèi)電子、文化創(chuàng)意等帶來(lái)了創(chuàng)新機(jī)遇。

目前，3D打印技術(shù)已發(fā)展出多種類(lèi)型，如立體光固化成型技術(shù)（SLA）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）和熔融沉積成型（FDM）。FDM技術(shù)因其低成本、簡(jiǎn)單制備程序和適用多種材料的優(yōu)勢(shì)，成為市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛的3D打印技術(shù)之一。聚合物3D打印工藝正朝著低打印成本、低能耗、大尺寸、高打印速率方向發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，與傳統(tǒng)塑料生產(chǎn)工藝競(jìng)爭(zhēng)。粉末床工藝已應(yīng)用于塑料零件批量生產(chǎn)，而快速光聚合技術(shù)如DLP和CLIP則使光聚合3D打印面向小批量生產(chǎn)，重點(diǎn)研究低能耗和高零件性能的工藝。材料擠出3D打印工藝也走向成熟，高速、大型設(shè)備得到應(yīng)用發(fā)展。

2. 行業(yè)發(fā)展概述

2.1 3D打印復(fù)合材料裝備發(fā)展歷史

國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)的發(fā)展歷程，宛如一部波瀾壯闊的科技史詩(shī)，記錄了無(wú)數(shù)先驅(qū)者的智慧與勇氣，見(jiàn)證了中國(guó)科技從追隨到超越的偉大飛躍。1980年，世界上首項(xiàng)3D打印專(zhuān)利在日本誕生，如同一粒科技的火種，點(diǎn)燃了全球3D打印技術(shù)發(fā)展的燎原之火。而在國(guó)內(nèi)，顏永年教授于1988年在清華大學(xué)建立了激光快速成形中心，成為中國(guó)快速成型技術(shù)的奠基人，為中國(guó)3D打印技術(shù)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此后，中國(guó)3D打印技術(shù)的發(fā)展步伐逐漸加快。1993年，中國(guó)首家3D打印公司成立，標(biāo)志著中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)正式啟航。1994年，西安交通大學(xué)的盧秉恒教授開(kāi)始致力于3D打印機(jī)的研發(fā)，其科研成果為中國(guó)3D打印技術(shù)的自主創(chuàng)新注入了強(qiáng)大的動(dòng)力。

步入21世紀(jì)，中國(guó)3D打印技術(shù)迎來(lái)了更為迅猛的發(fā)展。2010年，華中科技大學(xué)的史玉升教授團(tuán)隊(duì)成功研制出工業(yè)級(jí)1.2mx1.2m快速制造裝備，其工作面積之大在當(dāng)時(shí)堪稱(chēng)世界之最，彰顯了中國(guó)在大型3D打印設(shè)備制造領(lǐng)域的卓越實(shí)力。2011年，史玉升教授團(tuán)隊(duì)?wèi){借其精湛的技術(shù)，為空客和歐洲航天局等單位制作飛機(jī)、衛(wèi)星、航空發(fā)動(dòng)機(jī)用大型復(fù)雜鈦合金零部件的鑄造蠟?zāi)＃瑢⒅袊?guó)3D打印技術(shù)應(yīng)用于國(guó)際高端航空航天領(lǐng)域，贏得了國(guó)際贊譽(yù)。2013年，中國(guó)3D打印聯(lián)盟正式成立，標(biāo)志著中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)開(kāi)始走向聯(lián)合發(fā)展、協(xié)同創(chuàng)新的新階段，為技術(shù)交流、資源整合與市場(chǎng)拓展搭建了廣闊的平臺(tái)。2017年，西安智熔推出了中國(guó)首個(gè)電子束金屬3D打印系統(tǒng)ZcompleX3，填補(bǔ)了中國(guó)在電子束金屬3D打印領(lǐng)域的技術(shù)空白，使中國(guó)在高端金屬3D打印技術(shù)方面達(dá)到了新的高度。2018年，昆明理工大學(xué)增材制造中心成功試制出當(dāng)時(shí)使用SLM工藝成形的最大單體鈦合金復(fù)雜零件，充分展示了中國(guó)在鈦合金3D打印技術(shù)上的精湛工藝與強(qiáng)大創(chuàng)新能力。2020年，中國(guó)空間技術(shù)研究院成功完成了首次“太空3D打印”實(shí)驗(yàn)，這也是全球首次連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的3D打印實(shí)驗(yàn)，標(biāo)志著中國(guó)在航天領(lǐng)域的3D打印技術(shù)應(yīng)用取得了重大突破，為未來(lái)太空探索與開(kāi)發(fā)提供了全新的技術(shù)手段。

2.2復(fù)合材料裝備發(fā)展現(xiàn)狀

復(fù)合材料在當(dāng)今科技領(lǐng)域的應(yīng)用堪稱(chēng)廣泛且深入，其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)使其成為眾多行業(yè)不可或缺的關(guān)鍵材料。在航空航天領(lǐng)域，復(fù)合材料經(jīng)歷了從早期非承載結(jié)構(gòu)到如今主承載結(jié)構(gòu)的重大轉(zhuǎn)變。以機(jī)翼和機(jī)身制造為例，復(fù)合材料的應(yīng)用不僅大幅減輕了飛行器的重量，還顯著提升了其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與耐久性。在國(guó)防軍工領(lǐng)域，復(fù)合材料同樣發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。輕型裝甲車(chē)、隱形飛機(jī)、導(dǎo)彈和火箭等裝備均廣泛采用復(fù)合材料，這得益于其高強(qiáng)度、低密度、隱身性能好等特點(diǎn)，能夠有效提升裝備的作戰(zhàn)效能與生存能力。而在新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能、光伏等新興領(lǐng)域，復(fù)合材料也展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。在新能源汽車(chē)制造中，復(fù)合材料可用于車(chē)身、電池外殼等部件的制造，有助于降低車(chē)輛自重，提高續(xù)航里程，同時(shí)增強(qiáng)車(chē)輛的安全性與舒適性。隨著這些領(lǐng)域的快速發(fā)展，復(fù)合材料的市場(chǎng)需求將持續(xù)增長(zhǎng)，為3D 打印復(fù)合材料裝備提供了廣闊的發(fā)展空間。

3. 3D打印復(fù)合材料裝備產(chǎn)業(yè)鏈全景

3.1市場(chǎng)規(guī)模

3.1.1全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模分析

據(jù)英國(guó)專(zhuān)注全球3D 打印行業(yè)研究的 VoxelMatters 公司月發(fā)布的《Metal AM》報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2022 年全球金屬 3D 打印市場(chǎng)規(guī)模約為 28.61 億美元，其中硬件、材料和服務(wù)的市場(chǎng)規(guī)模分別為 14.76 億美元、3.98 億美元和 9.87 億美元，同比增長(zhǎng) 26%。預(yù)計(jì)到 2032 年，全球金屬 3D 打印市場(chǎng)規(guī)模將突破 400 億美元，2022-2032 年期間的復(fù)合年均增長(zhǎng)率將高達(dá) 30.3%。該報(bào)告還評(píng)選出了十家在全球金屬 3D 打印領(lǐng)域領(lǐng)先的企業(yè)，分別是 EOS、SLM Solutions、3D Systems、Desktop Metal、GE Additive、BLT、Velo3D、DMG Mori、TRUMPF 和 HBD，這些企業(yè)在推動(dòng)全球金屬 3D 打印技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)拓展方面發(fā)揮著重要的引領(lǐng)作用。

圖2022－2032年全球金屬3D打印細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)值（單位：百萬(wàn)美元）

資料來(lái)源：VoxelMatters.

圖2024年全球收入排名前十的金屬3D打印商

3.1.2中國(guó)3D打印市場(chǎng)規(guī)模分析

在中國(guó)，3D 打印市場(chǎng)正展現(xiàn)出蓬勃的活力，市場(chǎng)占有率領(lǐng)先的五家公司依次為聯(lián)泰、Stratasys、EOS、GE 和 3D Systems，它們的市場(chǎng)占有率均未超過(guò) 20%，這反映出行業(yè)集中度相對(duì)較低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，同時(shí)也預(yù)示著行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆＝陙?lái)，中國(guó)制造業(yè)企業(yè)積極采納 3D 打印技術(shù)，以此替代或優(yōu)化企業(yè)原有的生產(chǎn)流程，進(jìn)而提升企業(yè)生產(chǎn)的智能化水平，滿(mǎn)足政府對(duì)中國(guó)制造產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求。在市場(chǎng)規(guī)模方面，中國(guó) 3D 打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈現(xiàn)出逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)，其增長(zhǎng)速度略快于全球整體增速，這使得中國(guó) 3D 產(chǎn)業(yè)在全球所占的比重持續(xù)上升。

中國(guó)3D打印設(shè)備分工藝占比（截至2022.10）

國(guó)海證券研究所、中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)

目前，我國(guó)3D打印機(jī)產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年增加，增加速度要略快于全球整體增速，以致于我國(guó)3D產(chǎn)業(yè)占全球的比重在不斷增加。展望未來(lái)，在航空、汽車(chē)、醫(yī)療器械等行業(yè)的快速發(fā)展下，3D打印機(jī)市場(chǎng)需求巨大，市場(chǎng)規(guī)模將呈現(xiàn)快速擴(kuò)張的趨勢(shì)。

3.2 3D打印設(shè)備

3.2.1  FDM/FFF

FDM（熔融沉積成型）技術(shù)作為一種廣泛應(yīng)用的 3D 打印技術(shù)，其原理是將絲狀材料通過(guò)加熱熔化后，依據(jù)計(jì)算機(jī)控制的路徑，由噴頭擠出并逐層堆積成型。這種技術(shù)以其設(shè)備和打印原料成本低、制備程序簡(jiǎn)單以及適用于多種材質(zhì)原料打印等優(yōu)勢(shì)，成為現(xiàn)階段市場(chǎng)上應(yīng)用最為廣泛的 3D 打印技術(shù)之一，在眾多領(lǐng)域都展現(xiàn)出了卓越的應(yīng)用價(jià)值。

Stratasys F370?CR FDM? 復(fù)合打印機(jī)是一款極具代表性的高性能 3D 打印機(jī)。它支持多種高強(qiáng)度復(fù)合材料和工程級(jí)材料的打印，如 ABS-CF10 和 FDM Nylon-CF10 等，這些材料的應(yīng)用使得打印出的零部件在強(qiáng)度和耐用性方面表現(xiàn)出色。該打印機(jī)具有可變零件密度功能，能夠根據(jù)零部件的不同使用需求，靈活調(diào)整零件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)密度，在保證零件性能的前提下，實(shí)現(xiàn)材料的優(yōu)化利用，減少材料浪費(fèi)。其較大的構(gòu)建空間（355 mm x 254 mm x 355 mm）為打印大型零部件提供了可能，適用于高強(qiáng)度夾具、固定裝置和制造工具的生產(chǎn)。此外，該設(shè)備還具備與制造執(zhí)行系統(tǒng)連接的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化管理和監(jiān)控，提高生產(chǎn)效率和管理精度。

Markforged 的 Mark Two 和 FX20 打印機(jī)則專(zhuān)為連續(xù)碳纖維增強(qiáng)高分子材料設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)特點(diǎn)使其在對(duì)零部件強(qiáng)度和輕量化要求較高的領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì)。該打印機(jī)能夠打印多種材料，包括熱塑性塑料、尼龍和連續(xù)碳纖維，通過(guò)將這些材料進(jìn)行復(fù)合打印，可以充分發(fā)揮不同材料的性能優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)零部件性能的優(yōu)化。例如，在航空航天領(lǐng)域的一些零部件制造中，使用該打印機(jī)能夠在保證零部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，大幅減輕其重量，提高飛行器的燃油效率和性能。在服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域，這些打印機(jī)也有著廣泛的應(yīng)用，能夠?yàn)闄C(jī)器人制造輕量化、高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)部件，降低機(jī)器人的整體重量，提高其運(yùn)動(dòng)性能和能耗效率，從而實(shí)現(xiàn)成本降低和性能提升的雙重目標(biāo)。Markforged系列：包括Mark2和X7等型號(hào)，采用短切碳纖維混摻尼龍粉末的激光燒結(jié)工藝，適用于航空航天、汽車(chē)、醫(yī)療等領(lǐng)域。

Arevo Labs 和 9T Labs 的機(jī)器人系統(tǒng)則代表了 FDM 技術(shù)在復(fù)雜幾何形狀制造方面的創(chuàng)新應(yīng)用。這些系統(tǒng)利用六軸機(jī)器人技術(shù)，能夠高效地打印短纖維復(fù)合材料和 CF/PA12 復(fù)合材料，并在曲面上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何形狀的制造。例如，Arevo Labs 開(kāi)發(fā)的用于打印 PEEK/CF 復(fù)合材料的機(jī)器人系統(tǒng)，充分利用了六軸機(jī)器人的靈活性和高精度運(yùn)動(dòng)控制能力，能夠在復(fù)雜的三維空間內(nèi)精準(zhǔn)地鋪設(shè)打印材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)具有復(fù)雜曲面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)零部件的制造。這種技術(shù)突破了傳統(tǒng) 3D 打印設(shè)備在幾何形狀制造方面的局限，為航空航天、汽車(chē)制造等領(lǐng)域中一些特殊零部件的制造提供了全新的解決方案。9T Labs 展示的在曲面上放置 CF/PA12 復(fù)合材料的能力，也為制造具有高性能要求的曲面結(jié)構(gòu)部件提供了技術(shù)支持，如在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、汽車(chē)輪轂等零部件的制造中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

Continuous Composites 的 CF3D?工藝是一種具有革命性的連續(xù)纖維 3D 打印技術(shù)。它通過(guò)工業(yè)機(jī)器人采用干燥纖維進(jìn)行打印，在打印過(guò)程中原位浸漬樹(shù)脂，這一獨(dú)特的工藝方式無(wú)需昂貴的模具或烤箱等設(shè)備，大大降低了生產(chǎn)成本和設(shè)備復(fù)雜度。該技術(shù)適用于航空級(jí)碳纖維、玻璃纖維或芳香族聚酰胺纖維等高性能連續(xù)纖維的制造，能夠充分發(fā)揮這些高性能纖維的力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)，制造出具有高強(qiáng)度、高剛度的復(fù)合材料零部件。例如，在航空航天領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)件制造中，使用 CF3D?工藝能夠制造出輕量化、高強(qiáng)度的機(jī)翼、機(jī)身框架等部件，滿(mǎn)足航空航天領(lǐng)域?qū)α悴考咝阅芎洼p量化的嚴(yán)格要求。

除了上述設(shè)備外，還有許多其他FDM 技術(shù)設(shè)備也在各自的領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。例如，Ultimaker+ 3D 打印機(jī)可以使用含有氮化硅粒子的復(fù)合材料進(jìn)行打印，這種復(fù)合材料具有較高的硬度和耐磨性，可用于制造一些對(duì)耐磨性要求較高的零部件，如工業(yè)機(jī)械中的耐磨零件、模具等。Zmorph 2.0 3D 打印機(jī)則使用陶瓷糊狀物進(jìn)行打印，能夠制造出具有特殊陶瓷性能的零部件，如耐高溫、耐腐蝕的陶瓷部件，在化工、電子等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。這些設(shè)備通常結(jié)合開(kāi)源軟件（如 Blender 和 Ultimaker Cura）來(lái)設(shè)計(jì)和打印模型，開(kāi)源軟件的應(yīng)用使得用戶(hù)能夠更加靈活地進(jìn)行打印參數(shù)設(shè)置和模型設(shè)計(jì)，降低了使用門(mén)檻，促進(jìn)了 FDM 技術(shù)的廣泛應(yīng)用和創(chuàng)新發(fā)展。

3.2.2  SLA

光固化成型（SLA）技術(shù)是一種高精度的 3D 打印技術(shù)，其原理是將光敏聚合物單體與增強(qiáng)顆粒或纖維混合，在特定波長(zhǎng)的紫外光照射下，光引發(fā)劑引發(fā)聚合物單體快速發(fā)生光聚合反應(yīng)，由液態(tài)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，然后按照規(guī)劃的路徑逐層疊加，最終形成所需的三維制品。

SLA 技術(shù)具有極高的精度，能夠制造出尺寸精度極高、表面質(zhì)量光滑的零部件，在對(duì)精度要求極高的領(lǐng)域，如珠寶首飾、精密模具、醫(yī)療器械等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。在珠寶首飾制造中，SLA 技術(shù)可以精確地打印出復(fù)雜精美的首飾模型，為后續(xù)的鑄造或加工提供精準(zhǔn)的樣板，能夠大大縮短首飾設(shè)計(jì)和生產(chǎn)周期，同時(shí)提高產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)計(jì)自由度。在精密模具制造方面，SLA 技術(shù)能夠制造出高精度的模具型芯和型腔，確保模具的尺寸精度和表面質(zhì)量，從而提高注塑成型產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性。對(duì)于醫(yī)療器械制造，如牙科修復(fù)體、助聽(tīng)器外殼等小型醫(yī)療器械，SLA 技術(shù)可以制造出貼合人體生理結(jié)構(gòu)、精度極高的產(chǎn)品，提高醫(yī)療器械的使用效果和舒適度。

然而，SLA 技術(shù)也存在一些局限性。目前適合光固化的高分子樹(shù)脂基體種類(lèi)相對(duì)有限，這在一定程度上限制了該技術(shù)在不同材料性能需求領(lǐng)域的應(yīng)用。由于樹(shù)脂基體種類(lèi)的限制，可能無(wú)法滿(mǎn)足一些特殊零部件對(duì)材料力學(xué)性能、耐熱性能、化學(xué)穩(wěn)定性等方面的要求。此外，在打印過(guò)程中，當(dāng)加入短纖維增強(qiáng)材料時(shí)，容易出現(xiàn)纖維沉降問(wèn)題，這會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，影響打印部件的性能一致性和質(zhì)量穩(wěn)定性。為了克服這些局限性，研究人員正在不斷探索新型的光敏樹(shù)脂材料和纖維增強(qiáng)技術(shù)，以拓展 SLA 技術(shù)的應(yīng)用范圍和提高其打印質(zhì)量。

Optimizing your Ultimaker Cura workflow

3.2.3  LDM/DIW

直接墨水書(shū)寫(xiě)（DIW）技術(shù)：這是一種擠出技術(shù)，用于從陶瓷、金屬和其他精細(xì)材料制造3D打印零件。DIW設(shè)備價(jià)格適中，適用于設(shè)計(jì)師快速原型制作。直接墨水書(shū)寫(xiě)（DIW）技術(shù)，也稱(chēng)為液體沉積模塑（LDM），是一種獨(dú)特的 3D 打印擠出技術(shù)。

LDM/DIW 技術(shù)所用的原材料是具有一定流動(dòng)性的溶液、膏狀或水凝膠的復(fù)合材料，通過(guò)后加熱、紫外光（Ultraviolet Light，UV）固化或添加活性成分等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)固化成型。

這種工藝的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)在于能夠生產(chǎn)具有功能和成分梯度的零件。在一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)景中，例如生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的人工關(guān)節(jié)制造、電子領(lǐng)域的功能梯度材料器件制造等，需要零部件內(nèi)部具有不同的材料成分或性能梯度，以滿(mǎn)足不同部位的功能需求。LDM/DIW 技術(shù)能夠通過(guò)精確控制打印過(guò)程中不同材料墨水的擠出量和混合比例。但是，不能添加大長(zhǎng)徑比、含量過(guò)高的纖維，以免在打印過(guò)程中堵塞打印頭。

3.2.4  SLS/SLM

選擇性激光燒結(jié)(SLS)，是一種利用激光產(chǎn)生的熱量選擇性熔結(jié)粉末的3D打印方法．使用高分子基體與增強(qiáng)體纖維的混合粉末，讓激光按三維模型的截面形狀對(duì)特定區(qū)域的粉末進(jìn)行加熱，熔點(diǎn)相對(duì)較低的高分子粉末融化，把基體和增強(qiáng)體粘接起來(lái)實(shí)現(xiàn)組分的復(fù)合．較高的表面精度、支撐結(jié)構(gòu)容易去除和材料可重新回收利用均是SLS成型的優(yōu)點(diǎn)．但該方法存在的問(wèn)題是混合粉末中兩種材料的密度通常不同，易出現(xiàn)沉析現(xiàn)象使得制品成分不均勻．此外，SLS對(duì)原料粒徑要求嚴(yán)格，因此一般選用20～250μm長(zhǎng)度的短纖維，復(fù)合材料力學(xué)性能提升有限.

4 未來(lái)發(fā)展

科技發(fā)展正推動(dòng)復(fù)合材料行業(yè)迎來(lái)空中交通市場(chǎng)的新機(jī)遇。城市間空中出租車(chē)服務(wù)（AAM市場(chǎng)）使用全電動(dòng)eVTOL飛機(jī)，航程約150公里，需要高性能復(fù)合材料零部件，而3D打印技術(shù)將在其中扮演關(guān)鍵角色。盡管目前只有少數(shù)公司資金充足，但市場(chǎng)潛力巨大，預(yù)計(jì)到2030年將有數(shù)千輛空中出租車(chē)投入運(yùn)營(yíng)，為3D打印復(fù)合材料裝備創(chuàng)造市場(chǎng)空間。

復(fù)合材料在大飛機(jī)制造中也扮演著重要角色，例如C919飛機(jī)廣泛使用了多種復(fù)合材料，包括增韌環(huán)氧樹(shù)脂基T800級(jí)高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料、芳綸蜂窩材料、碳纖維復(fù)合材料風(fēng)扇葉片及陶瓷基復(fù)合材料渦輪部件等。這些應(yīng)用提高了飛機(jī)性能，展示了復(fù)合材料在大飛機(jī)制造中的重要性。隨著技術(shù)發(fā)展，對(duì)復(fù)合材料零部件性能、精度和可靠性要求提高，3D打印技術(shù)提供了高效、優(yōu)質(zhì)解決方案。

3D打印技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了其在復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用。新型材料的研發(fā)豐富了3D打印復(fù)合材料的種類(lèi)，提升了性能；打印工藝的改進(jìn)，如微波加熱打印、超聲波輔助3D打印，提高了打印速度和制品質(zhì)量；噴頭技術(shù)的創(chuàng)新，如多噴頭、高精度噴頭，提高了制品精度和復(fù)雜度。技術(shù)成熟和市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大使3D打印設(shè)備成本降低，更多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)能承擔(dān)3D打印復(fù)合材料裝備成本，促進(jìn)了其廣泛應(yīng)用。

3D打印復(fù)合材料裝備在科技飛速發(fā)展的背景下，正展現(xiàn)出其獨(dú)特而強(qiáng)大的魅力與價(jià)值。產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了從上游原材料的精心篩選與供應(yīng)，到中游核心硬件、輔助運(yùn)行裝備以及各類(lèi)3D打印設(shè)備的制造與優(yōu)化，再到下游在航空航天、汽車(chē)、醫(yī)療、消費(fèi)電子等眾多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，形成了一個(gè)完整而緊密的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

在應(yīng)用領(lǐng)域，3D打印復(fù)合材料裝備已在多個(gè)高端制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。在航空航天領(lǐng)域，它助力飛行器實(shí)現(xiàn)輕量化、高性能化；在汽車(chē)制造領(lǐng)域，推動(dòng)汽車(chē)向個(gè)性化、智能化方向發(fā)展；在醫(yī)療領(lǐng)域，為個(gè)性化精準(zhǔn)醫(yī)療提供了有力支持。

盡管如此，3D打印復(fù)合材料裝備在技術(shù)層面仍面臨材料性能提升、打印效率和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)完善等挑戰(zhàn)。成本高昂也限制了其普及。此外，跨學(xué)科專(zhuān)業(yè)人才短缺也制約行業(yè)發(fā)展。未來(lái)，材料創(chuàng)新、技術(shù)融合和應(yīng)用拓展將是主要發(fā)展方向。新型復(fù)合材料的研發(fā)將拓展應(yīng)用領(lǐng)域，3D打印技術(shù)將與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合，提高打印質(zhì)量和效率。同時(shí)，3D打印將在建筑、能源、文化創(chuàng)意等領(lǐng)域拓展應(yīng)用，推動(dòng)相關(guān)行業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展。