Рынок полимерных нитей для 3D-печати в строительстве — по типу материала, области применения, конечному использованию, технологии и масштабу оборудования — глобальный прогноз на 2025–2034 гг.

Объем рынка полимерных нитей для 3D-печати в строительном масштабе

Мировой рынок полимерных нитей для 3D-печати в строительстве в 2024 году оценивался в 170 миллионов долларов США. Ожидается, что рынок вырастет с 210 миллионов в 2025 году до 1,4 миллиарда в 2034 году при среднегодовом темпе роста 23,7%.

• Полимерные нити для 3D-печати в масштабах строительства относятся в основном к инженерным термопластичным материалам, таким как PLA (полимолочная кислота), ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) и ПЭТ (полиэтилентерефталат), которые были оптимизированы для широкоформатного аддитивного производства при производстве конструкционных компонентов, инструментов и даже целых зданий.
  
• Эта технологическая ниша призвана согласовываться с некоторыми из основных драйверов роста реформирования строительной отрасли. Согласно отчету, опубликованному Министерством энергетики США в 2019 году, аддитивное производство может сократить потребление энергии в производстве на 50%, а отходы и затраты на материалы примерно на 90% по сравнению с традиционным производством.
  
• Свобода проектирования, обеспечиваемая 3D-печатью, позволяет архитекторам возводить геометрически сложные и легкие конструкции, которые не могут быть достигнуты традиционными методами, тем самым стимулируя инновации. Такие возможности породили спрос на высокоэффективные полимерные нити, которые в настоящее время реализуются правительствами, уделяющими особое внимание устойчивости инфраструктуры.
  
• NIST подчеркивает в своей концепции на 2023 год, что интеграция 3D-печати может восполнить пробел в навыках за счет автоматизации повторяющихся процессов с меньшим использованием материалов и образованием отходов по сравнению с традиционным производством, что способствует дальнейшему внедрению филамента.
  
• Северная Америка в настоящее время доминирует на рынке благодаря растущему использованию 3D-печати в строительной отрасли, что способствует государственной политике и склонности к экологически чистым строительным материалам. В регионе зафиксирован значительный рост инвестиций в перспективные инновационные технологии строительства с использованием полимерных нитей.
  
• Стремительная урбанизация и инициативы по развитию инфраструктуры, предпринимаемые правительствами стран Азиатско-Тихоокеанского региона, делают его самым быстрорастущим регионом среди других регионов мира по внедрению технологии 3D-печати в строительстве. Такие страны, как Китай, Индия и Япония, вкладывают много средств в интеллектуальные строительные технологии, которым способствует широкое использование прочных и высокоэффективных полимерных нитей.
  

Тенденции рынка полимерных нитей для 3D-печати в масштабах строительства

• Эта тенденция связана с тем, чтобы сделать 3D-печать возможной в масштабах строительства с использованием переработанного пластика (например, rPET, rPE) и полимеров на биологической основе. В определенной степени это связано с глобальными целями устойчивого развития и снижения воздействия строительства на окружающую среду.
  
• Поэтому для решения все более специализированных задач в строительстве акцент меняется на разработку специализированных нитей, способных к высоким эксплуатационным характеристикам, таких как нити с улучшенной огнестойкостью, повышенной устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и лучшей механической прочностью, подходящими для несущих элементов. Государство поддерживает в рамках национальных программ, таких как в Германии, через Федеральное министерство образования и научных исследований (BMBF) для поощрения таких исследований в области передовых материалов для аддитивного производства, которые также могут включать в себя материалы, связанные со строительством.
  
• В строительстве полимерная 3D-печать все чаще интегрируется с информационным моделированием зданий (BIM) и технологиями цифровых двойников, создавая бесшовные рабочие процессы от проектирования до печати с мониторингом и моделированием в режиме реального времени для повышения точности и эффективности. Большое количество рекламы и продвижения, совместимых с BIM, было проведено Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) в Соединенных Штатах, который провел исследование о внедрении BIM в целях строительной отрасли.
  
• Постоянной тенденцией является развитие технологий печати из нескольких материалов, которые позволят наносить несколько полимерных композитов одновременно с помощью одного принтера. Используя эти методы, можно создавать очень сложные функциональные компоненты здания с желаемыми свойствами, такими как прочность, гибкость, изоляция, огнестойкость и т.д., для особых структурных или эстетических требований. Интеграция различных материалов в один процесс позволяет изготавливать архитектурные элементы по индивидуальному заказу на основе гораздо более сложных конструкций и функций без необходимости обширной сборки в различные составные части.
  
• В настоящее время продолжающиеся разработки в мире оборудования для 3D-печати действительно достигаются, особенно с точки зрения активных роботизированных экструзионных систем и мобильных печатных установок, которые разработаны специально для применения в строительстве. Такие машины могут выезжать непосредственно на объекты и печатать такие конструктивные элементы, как стены, балки и даже целые секции здания. Повышение скорости, точности и надежности имеет решающее значение для производительности строительства, а также может помочь упростить процесс строительства. Это ускоряет быстрое прототипирование и позволяет создавать индивидуальные проекты, что особенно полезно при сложных и заказных архитектурных проектах.
  

Анализ рынка полимерных нитей для 3D-печати в строительном масштабе

• Термопластичные полимеры доминируют благодаря своей известной простоте обработки, доступности и проверенным механическим свойствам, которые способствуют пригодности строительных компонентов. Их можно легко и в то же время надежно расплавить и экструдировать, поэтому они предпочтительны для современной печати в больших масштабах.
  
• Полимеры экономичны с точки зрения эксплуатационных характеристик и обеспечивают быстрое решение для сложных потребностей, связанных с конструкционными элементами или функциональными деталями в конструкциях.
  
• Композиты, армированные волокном, также являются самым быстрорастущим материалом и, как ожидается, будут расти со среднегодовым темпом роста 23,9%. Это расширение связано с новыми технологиями волокон, которые обеспечивают повышенную прочность изготовления и несущую способность этих композитов.
  
• Экологичные материалы и материалы на биологической основе также растут, что обусловлено экологически сознательными методами и инновациями в области биокомпозитов.

В зависимости от применения, рынок полимерных нитей для 3D-печати в строительном масштабе сегментирован на жилое строительство, коммерческое строительство, инфраструктуру и гражданское строительство, архитектурные и декоративные элементы, а также специализированные и нишевые приложения. Жилищное строительство в 2024 году составило 30,3% рынка.

• Жилищное строительство является лидером в сегменте приложений благодаря прямому решению критических требований к жилью и проблем доступности. Кроме того, одним из главных преимуществ применения полимерной 3D-печати для повышения доступности жилья является то, что она может быстро производить детали корпуса и, в свою очередь, сокращать время строительства и затраты на рабочую силу. Как новое строительство, так и реновация существующих домов имеют решения с помощью этого метода; Следовательно, он отвечает большому и очень основному спросу.
  
• Коммерческое строительство занимает второе место, что уже обусловлено увеличением числа инфраструктурных проектов, а также инновационными технологиями строительства.
  
• Микроструктурное и гражданское применение усугубляется спросом на прочность, устойчивость к атмосферным воздействиям и долговечность при строительстве мостов, туннелей и объектов общественной инфраструктуры.
  
• Бурно развивающийся рынок архитектурных и декоративных элементов, обусловленный индивидуальными и сложными требованиями к дизайну, а также эстетикой экологичности здания. Специализированные и нишевые приложения по-прежнему демонстрируют устойчивый рост, поскольку они сосредоточены на высокоэффективных материалах для уникальных строительных требований.
  

В зависимости от технологии, рынок полимерных нитей для 3D-печати в строительном масштабе сегментирован на крупномасштабное моделирование методом наплавления (FDM), роботизированные строительные системы, технологии непрерывного производства, а также новые и передовые технологии. В 2024 году на рынке будет лидировать крупномасштабное моделирование методом наплавления (FDM).

• Крупномасштабное моделирование методом наплавления (FDM) лидирует в сегменте технологий благодаря своей относительной простоте, меньшим первоначальным инвестициям по сравнению с другими системами и проверенному опыту работы с полимерными нитями. Масштабируемость технологии позволяет адаптировать ее к различным масштабам строительства, от компонентов до целых зданий, с использованием широко распространенных принципов экструзионного оборудования.
  
• Технологии роботизированного строительства в сочетании с FDM меняют отрасль, обеспечивая высокоточную автоматизацию, а также снижая затраты на рабочую силу и повышая безопасность. Таким образом, роботизированное строительство открывает новые возможности архитектурных возможностей для постоянно требовательной отрасли. Эти технологии непрерывного производства играют жизненно важную роль в обеспечении постоянных поставок высококачественных нитей для крупных инфраструктурных проектов.
  
• В то же время другие передовые технологии, в том числе гибридные методы печати, новые композитные материалы и интеллектуальные самовосстанавливающиеся нити, должны раздвинуть границы прочности и долговечности материалов с помощью экологичности. Все эти синергетические технологические инновации продвигают рынок вперед, предлагая еще более ресурсосберегающие, устойчивые и инновационные строительные решения, которые положительно отвечают возникающим потребностям постоянно развивающейся отрасли.
  

В зависимости от конечного использования, рынок полимерных нитей для 3D-печати в масштабах строительства сегментирован на строительные компании и генеральных подрядчиков, архитекторов и специалистов по проектированию, застройщиков и владельцев зданий, научно-исследовательские и образовательные учреждения, а также государственный и общественный сектор. Строительные компании и генподрядчики лидируют на рынке в 2024 году.

• Строительные компании и генеральные подрядчики являются основными конечными пользователями, поскольку существует прямая потребность в нем в качестве инструмента в строительных проектах для увеличения скорости строительства, снижения затрат на рабочую силу и обеспечения гибкости при сложных конструкциях. Они существуют с точки зрения внедрения в рабочие сценарии проектов и ищут преимущества отходов, механизмов на месте и т.д. Их практический подход и акцент на реализации проектов делают этот сегмент ключевым последователем.
  
• Архитекторы и профессионалы в области дизайна также играют важную роль, потому что они интегрируют новые технологии печати в рабочий процесс проектирования, тем самым позволяя творчеству и точности архитектуры выйти за традиционные рамки. Застройщики и владельцы недвижимости в настоящее время заинтересованы в инвестировании в технологии 3D-печати, чтобы сократить время своих проектов, персонализировать характеристики здания и сделать их устойчивыми, тем самым повышая стоимость недвижимости и привлекая арендаторов.
  
• Научно-исследовательские и образовательные учреждения вносят большой вклад в технологический прогресс посредством разработок, новаторских исследований и подготовки экспертов для следующего поколения, которое создает отраслевые инновации. Между тем, правительство и государственный сектор являются основными заинтересованными сторонами в разработке нормативных актов, финансировании крупных пилотных проектов и поощрении устойчивого городского развития.
  

В зависимости от масштаба оборудования, рынок полимерных нитей для 3D-печати в строительном масштабе сегментирован на крупномасштабные промышленные системы, средние промышленные системы, компактные и портативные системы, а также гибридные и мультитехнологические системы. В 2024 году на рынке лидируют масштабные промышленные системы.

• Крупномасштабные промышленные системы доминируют на рынке, поскольку они специально разработаны для работы с огромными объемами и размерами, необходимыми для строительства целых зданий или крупных компонентов. Их большие объемы строительства и прочная конструкция позволяют производить несущие стены, структурные элементы и большие фасады, непосредственно решая основное применение 3D-печати в строительстве.
  
• Свойства среднемасштабного проектирования — это фактические характеристики, удовлетворяющие различные требования к портативности, мобильности и емкости при среднемасштабном коммерческом производстве или строительных работах с особыми потребностями, требующих гибкости в производительности. Небольшие портативные системы специфичны для конкретных рынков, таких как ремонт на месте, индивидуальные архитектурные элементы или удаленные строительные площадки.
  
• Гибридный и мультитехнологический подходы состоят из различных методов, таких как интеграция FDM с другими типами аддитивных систем, что повышает универсальность, совместимость с различными материалами и функциональные возможности, а также привлекает инновационных конструкторов и исследовательские институты, которые стремятся решать технологические проблемы.

В 2024 году американский рынок полимерных нитей для 3D-печати в строительном масштабе составил 58 миллионов долларов США.

• Как регион, Северная Америка может быть полностью описана для полимерных нитей в индустрии 3D-строительной печати США, которые доминируют в регионе, имея очень развитую инфраструктуру использования технологий и последующий высокий уровень внедрения этих технологий, а также огромные инвестиции в инновационное строительство.
  
• США также могут похвастаться сильным присутствием ключевых игроков в отрасли, подающих надежды новаторов и обширной научно-исследовательской деятельностью, способствующей разработке и внедрению высокоэффективных филаментных материалов, подходящих для крупных строительных проектов. Эти усилия дополняются спросом страны на экологически чистые и экономически эффективные решения для зданий, что даже увеличивает спрос на специализированные полимерные нити для удержания дальнейших сложных конструкций.
  
• Канада, хотя и является относительно меньшим по размеру рынком, переживает быстрый рост благодаря растущему числу правительственных инициатив, поощряющих устойчивые методы строительства наряду с технологическим прогрессом. Использование метода 3D-печати в строительстве канадскими строителями делается в основном для сокращения времени и затрат на проект, особенно при строительстве на удаленных и экологически чувствительных объектах. Положительный аспект внедрения экологически чистых и долговечных филаментных материалов начинает приобретать все большее значение благодаря государственным стимулам, а также партнерству с промышленностью.
  

Ожидается, что рынок в Германии будет испытывать значительный и многообещающий рост с 2025 по 2034 год.

• Технологии 3D-печати для строительства быстро завоевывают популярность в Европе, во главе которой стоят Германия и Великобритания. Устойчивое развитие и инновации играют доминирующую роль в политике Германии, направляя якобы правительственные исследования и участие сектора в переработанные и биологические полимеры для крупномасштабной 3D-печати.
  
• В Великобритании цифровые двойники и BIM убеждают строителей внедрять умные и эффективные методы. Европа сохраняет передовые позиции по сравнению с другими странами в разработке специализированных материалов, таких как огнестойкие и устойчивые к ультрафиолетовому излучению нити; Учитывая акцент в этой области на нормативных стандартах и устойчивости, она является лидером рынка. Среди всех претендентов в Европе Германия переживает значительный рост, являющийся следствием активных инвестиций в НИОКР и промышленного участия.
  

Ожидается, что рынок полимерных нитей для 3D-печати в Китае будет демонстрировать значительный и многообещающий рост с 2025 по 2034 год.

• В этом регионе полимерная 3D-печать для строительства быстро развивается с приходом из Китая и Индии. Значительные инвестиции со стороны правительства в интеллектуальную инфраструктуру и устойчивые строительные решения делают Китай самым быстрорастущим рынком в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Что касается городского развития и проектов доступного жилья, достижения в стране в области крупномасштабных экструзионных систем и печати из нескольких материалов дают преимущество.
  
• Индия также пытается наверстать упущенное в связи с растущей государственной поддержкой инновационных методов строительства для решения проблемы нехватки жилья и удовлетворения потребностей в инфраструктуре. Экономическая эффективность, численность населения и быстрый рост строительного сектора делают Азиатско-Тихоокеанский регион регионом, представляющим интерес, и в настоящее время Китай лидирует с точки зрения внедрения технологий и расширения рынка.
  

Ожидается, что рынок полимерных нитей ОАЭ для 3D-печати в строительном масштабе будет демонстрировать значительный и многообещающий рост с 2025 по 2034 год.

• Технологии 3D-печати быстро завоевывают признание в строительстве на Ближнем Востоке, особенно в Саудовской Аравии и ОАЭ, из-за высоких представлений об умных городах и устойчивом развитии. ОАЭ можно считать авангардом в области интеграции 3D-печати с цифровыми двойниками и технологиями BIM для снижения затрат и времени на строительные работы.
  
• Саудовская Аравия включила его в список развивающихся рынков благодаря правительственным инициативам по диверсификации своей экономики, а также значительным инвестициям в инновационные методы строительства. Правительства обеих стран склонны использовать перерабатываемые материалы и полимеры на биологической основе в рамках своей повестки дня в области устойчивого развития. В настоящее время ОАЭ вступили в гиперэкономический рост как страна в регионе, взяв на себя лидерство во множестве крупномасштабных проектов и строительных технологий.
  

Ожидается, что рынок полимерных нитей для 3D-печати в Бразилии будет демонстрировать значительный и многообещающий рост с 2025 по 2034 год.

• Латинская Америка в некоторой степени продвигается вперед в архитектурном строительстве, связанном с 3D-печатью, а Бразилия вышла на сцену в качестве регионального лидера благодаря проектам устойчивого и доступного жилья. Правительственные инициативы по внедрению переработанного пластика и полимеров на биологической основе согласуются с экологическими устремлениями страны.
  
• Аргентина постепенно продвигается вперед от пилотных проектов и исследовательского сотрудничества к новым технологиям. Рост в Латинской Америке довольно скромный и стимулируется потребностями экономики и инфраструктуры, при этом Бразилия является наиболее перспективной и быстрорастущей страной в регионе.
  

Доля рынка полимерных нитей для 3D-печати в строительном масштабе

• Рынки полимерных нитей для 3D-печати в строительном масштабе умеренно консолидированы: такие игроки, как Arkema, BASF SE, Covestro, Sika AG и Skanska AB, занимают 44,2% рынка.
  
• Ведущие компании на рынке филаментных материалов для 3D-печати в строительном масштабе обеспечивают свое доминирование благодаря долгосрочным целенаправленным исследованиям и разработкам. Они продолжают последовательную разработку инновационных устойчивых высокоэффективных полимерных составов, соответствующих строгим нормативным нормам и отраслевым стандартам.
  
• Компании разрабатывают многофункциональные нити с улучшенными свойствами, такими как устойчивость к ультрафиолетовому излучению, более высокая прочность и экологичность, которые являются ключевыми факторами для крупномасштабного строительства. Стратегические альянсы, которые они формируют со строительными фирмами, застройщиками и инфраструктурными агентствами, позволяют им обеспечить более широкий рынок, особенно для крупных проектов городского развития и доступного жилья.
  
• Программы быстрой региональной экспансии на рынки Азиатско-Тихоокеанского региона, Северной Америки и Европы позволяют этим компаниям внедрять инновации, создавать новые отраслевые стандарты и формировать будущее 3D-печати в масштабах строительства с использованием полимерных нитей.
  

Полимерные нити для компаний, работающих на рынке 3D-печати в строительном масштабе

Основными игроками, работающими в области полимерных нитей для индустрии 3D-печати в строительстве, являются:

• Аркема
• BASF SE
• Коэкс 3D
• Ковестро
• Полимеры манлона
• Могучие здания
• Грязевые боты
• Сика АГ
• АО «Сканска»
• Производственные решения Tvasta
  

Компания Arkema занимается разработкой высокоэффективных полимерных решений для 3D-печати в масштабах строительства и использует свой опыт в области специальных химикатов для создания инновационных нитей, отвечающих строгим требованиям к строительству в больших масштабах. Их интерес связан с приобретением материалов, сочетающих в себе прочность, стабильность и точность для создания сложных архитектурных структур с повышенной прочностью и долговечностью.

Компания BASF SE внесла свой вклад в разработку усовершенствованных полимерных нитей, особенно подходящих для строительной 3D-печати. Стратегия направлена на адаптацию свойств материала с точки зрения гибкости, ударной вязкости и устойчивости к воздействию окружающей среды.

Covestro применяет свои ноу-хау в области поликарбонатных и полиуретановых технологий для разработки полимерных нитей, отличающихся ударопрочностью, термической стабильностью и точностью. Эти три свойства имеют жизненно важное значение при проектировании и производстве сложных и высокоэффективных архитектурных элементов. Ориентация на материалы, которые позволяют создавать сложные конструкции, гарантирует, что напечатанные на 3D-принтере компоненты соответствуют эстетическим и структурным требованиям, оговоренным при строительстве.

Компания Sika AG уже стала именем нарицательным, когда речь заходит о строительной химии, поскольку она предлагает полимерные нити, которые обеспечивают совместимость и адгезию с традиционными строительными материалами, включая бетон, сталь и дерево.

В совокупности эти компании демонстрируют совместный подход к инновациям и совершенствованию полимерных решений, так что широкое внедрение 3D-печати в строительстве может стать возможным для решения проблем, связанных с производительностью, совместимостью и масштабируемостью материалов.

Новости индустрии 3D-печати для полимерных нитей в строительном масштабе

• Февраль 2025 г. – Putzmeister Group запустила бренд INSTATIQ для строительной 3D-печати. Немецкая компания провела ребрендинг своего масштабного промышленного решения, ранее известного как KARLOS. Этот шаг был направлен на то, чтобы сделать 3D-печать бетона более доступной для массового рынка.
  
• Июнь 2023 г. – Braskem завершила приобретение taulman3D, расширив портфель материалов для аддитивного производства. Сделка добавила нейлон и переработанные полиэтиленовые нити, укрепив рыночные позиции Braskem. Материалы taulman3D, распространяемые по всему миру, дополнили предложения Braskem, усилив ее присутствие в индустрии 3D-печати.
  
• Июнь 2020 г. — DSM завершила сделку по приобретению части портфеля материалов для 3D-печати Clariant. Компания Clariant перенесла выбранные филаменты и гранулы вместе с частью своей команды по 3D-печати в DSM. Этот шаг позволил DSM расширить свои возможности в области аддитивного производства и лучше удовлетворять потребности клиентов.
  

Отчет об исследовании рынка полимерных нитей для 3D-печати в строительном масштабе включает в себя подробный обзор отрасли с оценками и прогнозом с точки зрения выручки в миллионах долларов США и объема в единицах с 2021 по 2034 год для следующих сегментов:

Рынок, По типу материала

• Термопластичные полимеры
  • PLA (полимолочная кислота) и термопласты на биологической основе
  • АБС (акрилонитрилбутадиенстирол) и конструкционные пластики
  • ПЭТГ (полиэтилентерефталатгликоль) и специальные полимеры
  • Высокоэффективные конструкционные пластики (ПЭЭК, ПЭИ, ПЭКК) 
• Композиты, армированные волокном
  • Полимеры, армированные углеродным волокном (CFRP)
  • Полимеры, армированные стекловолокном (GFRP)
  • Композиты, армированные натуральными волокнами
  • Системы армирования непрерывным волокном
• Экологически чистые материалы и материалы на биологической основе
  • Полимерные составы на биологической основе
  • Переработанные материалы и вторичные материалы
  • Биоразлагаемые и компостируемые полимеры
  • Материалы для переработки отходов и экономики замкнутого цикла
• Специальные и функциональные материалы
  • Огнестойкие и огнестойкие полимеры
  • Теплоизоляция и энергосберегающие материалы
  • Проводящие и интеллектуальные системы материалов
  • Многофункциональные и гибридные решения из материалов
• Новые и передовые материалы
  • Нанокомпозиты и материалы с улучшенными эксплуатационными характеристиками
  • Память формы и чувствительные полимерные системы
  • Технологии самовосстановления и адаптивных материалов
  • Биомиметическое и природное материальное решение

Рынок, по применению

• Жилищное строительство
• Коммерческое строительство
• Инфраструктура и гражданское строительство
• Архитектурные и декоративные элементы
• Специализированные и нишевые приложения

Рынок, по технологиям  

• Моделирование крупномасштабного наплавления (FDM)
• Роботизированные строительные системы
• Технологии непрерывного производства
• Новые и передовые технологии

Рынок, по конечному использованию

• Строительные компании и генеральные подрядчики
• Архитекторы и профессионалы в области дизайна
• Девелоперы и собственники зданий
• Научно-исследовательские и образовательные учреждения
• Правительство и государственный сектор

Рынок, по масштабам оборудования

• Крупномасштабные промышленные системы
• Промышленные системы среднего масштаба
• Компактные и портативные системы
• Гибридная и мультитехнологичная система

Приведенная выше информация представлена по следующим регионам и странам:

• Северная Америка 
  • США
  • Канада 
• Европа
  • Германия
  • ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
  • Франция
  • Испания
  • Италия
  • Остальная Европа 
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Индия
  • Япония
  • Австралия
  • Южная Корея
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона 
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Мексика
  • Аргентина
  • Остальная часть Латинской Америки 
• Ближний Восток и Африка
  • Саудовская Аравия
  • Южная Африка
  • ОАЭ
  • Остальной Ближний Восток и Африка