3D打印作為一種最純粹（cuì）的（de）數字製造方式，每年的市場規模和發展速度都在（zài）成倍數地（dì）增長（zhǎng），它涉及到計算機、機械（xiè），其中最重要（yào）的影（yǐng）響因素（sù）是先進的材料科學，尤其是複合材料對（duì）增材製造自動化影響最大。

SmarTech最新（xīn）出版的《3D打印複合材料市場—2017：機遇分析（xī）和十年預測（cè）》對3D打印（yìn）複合材料（liào）做了深入和精確的評估，據（jù）稱，到2026年（nián）全球用於3D打印的複合材料收入將超過5億美元，未來十年內複合材料將成為3D打印最主要的市（shì）場機遇。

目前可（kě）用於（yú）3D打印的複合材料圖表

3D打印被業內（nèi）視為一種將生產流（liú）程簡化和（hé）自動化的方法，它保全了纖維複合材料在重量（liàng）優化和（hé）強度（dù）方麵的（de）優勢（shì），對聚合物3D打印（yìn）行業而言，3D打印的複合材料（liào）部件代表了（le）一（yī）種（zhǒng）更直接指向工業終（zhōng）端部件生產的途徑，包括（kuò）用於輕量化飛機和汽車的（de）大型複雜幾何部件。

目前，能使用複合材料的3D打印技術主要有2種，分別是熔融沉積(FDM)和粉床熔（róng）融（róng）(PBF)，而後者主要指（zhǐ）選擇性激光燒結(SLS)。

擠出（chū）成型（xíng）的複合材料

複合材料擠出成型製造方法可以（yǐ）分成幾種不同的應用領域，有一些（xiē）仍處於研（yán）究階段，最實際的FDM應（yīng）用是定製犧牲工具（jù），這就意味著在製造複雜的複合部件時你可以快速3D打印出標準的複合預浸材料工具（jù），犧牲工（gōng）具將零部件製造帶到了一（yī）個新的高（gāo）度——製造高度複雜的複合部（bù）件時而無需再組裝，隻需將3D打印的犧牲工具溶解在水中即可，由Stratasys公司生產的ST 130材料在熱壓（yā）過程中完（wán）全能Hold住複合（hé）部件的形狀，是（shì）目前唯一能夠將連續型纖維複（fù）合材料的機械性能和3D打印的先進幾何形狀結合在一起（qǐ）的係統。

未來，複合生產（chǎn）將完全實現自動化。MarkForged是美國的一家3D打印設備製造商，它研製（zhì）出了一種材料擠出技術，能夠將連續纖維(碳、玻璃或凱夫拉爾)置（zhì）於3D打印（yìn）熱（rè）聚合物部件(主要是尼龍)的打印層之間，也是目前唯一可以將連續纖維複合（hé）材料進行3D打印（yìn）的商業化技術。

其它廠（chǎng）商和研究機構 — 主要包（bāo）括米蘭理（lǐ）工大學Più實驗室，正在研發使用（yòng）一（yī）種六軸機械手臂的技（jì）術，在熱凝物或（huò）光敏（mǐn）樹脂的參（cān）與下能夠擠（jǐ）出連續纖維複（fù）合材料。不過這些方法仍然處於探索（suǒ）階段。

Strati是Local Motors的第一輛3D打印汽車（chē），這也是為什麽這麽多（duō）3D打印（yìn）機製造商（shāng）正在探索3D打印（yìn）長纖維複合材料(達3mm)的可能性（xìng），大部分使用的是ABS或尼龍的熱聚合物。

最實際的案例出自美國辛（xīn）辛那提（tí）的（de）BAAM(大尺（chǐ）寸增材製（zhì）造)平台，美國（guó）勞倫（lún）斯利弗莫爾（ěr）國家實驗室和（hé）Local Motors公司使用BAAM和複合ABS-碳纖維（wéi）顆粒一次性打印（yìn）了整個家用電動（dòng）汽車的車身。

碳纖維賦（fù）予了熱聚（jù）合材料更好的機械（xiè）性能，同（tóng）時也減（jiǎn）少（shǎo）了由於熱（rè）擠壓過程中的溫差而出現的翹曲現象。

利用尼龍碳纖維複合顆粒，Stratasys公司也邁出了更遠的一步，它開發出了一個八（bā）軸機（jī）械臂，通過擠壓材料構建出大型複雜結構，能夠精確地將其放（fàng）置在一個（gè）三（sān）維空間中。

這個（gè）平台還處於測（cè）試階段，Stratasys的（de）合作夥伴福（fú）特和波音等正在做這個工作（zuò）。另外，其他低成本的材（cái）料（liào）擠出製造商和線材製（zhì）造商正在開發和（hé）利用長纖維熱塑性纖維，使用尼龍碳纖維(達20-30% CF)是當前最受歡迎的方式。

粉床熔融的複合材料

粉床融合(PBF)是另一個短(幾百微米)切纖（xiān）維複合材料可能繼續獲得廣泛應用的領域。PBF技術的市場格局非常不同，入門級SLS係統最低（dī）價為20萬（wàn）歐元。雖然近二（èr）十年來該（gāi）市場都由EOS和3D Systems主導，但近年來亦有不少新公司加入，如Prodways和理光。惠普也加入了這個市場，並開發除（chú）一種（zhǒng）稱為MJF(多射流熔融)的PBF技術（shù），比標準SLS快十倍。

大（dà）多數公司會請大型化學公司開發新（xīn）型材料，主要集（jí）中（zhōng）在玻璃（lí）纖維（wéi）(或玻（bō）璃珠)和碳纖維尼（ní）龍複合材料。這些領域較為活躍的領頭（tóu）羊有（yǒu）Arkema和BASF，而占據3D打印用複合粉末技術（shù）領先地位的就（jiù）屬意大利CRP集團和其Windform係列材料。這些材料主要用於汽車和（hé）航（háng）空（kōng）原型，但逐漸也可以用（yòng）於終端零件（jiàn）生產。

另一種可用於熱聚合物預浸料基質的連續型（xíng）纖維複合材（cái）料（liào）的3D打印技術也在開發中。由EnvisionTEC開發的SLCOM 1係統采用的是一種分層技術和預浸料卷製造3D零件。零件分層會先（xiān）被（bèi）切割（gē）出來（lái），然後高溫熔化熱（rè）聚合物預浸料基質，再放置在適當的位置。整個過程隻能適用於X和Y軸，在Z軸上表現不出同樣性能，但可以使用高性能熱聚（jù）合物，如PEEK，保證零件的強度。