2019년 3D 프린팅 소재 시장: 트렌드, 성장, 새로운 기회

3D 프린팅 소재가 급속히 확장 중입니다. 2019년 적층 제조(AM) 소재 시장 규모 15억 달러 도달, 향후 5년 내 45억 달러로 급성장 전망. 화학 대기업과 금속 제조사들이 신소재 공급뿐 아니라 AM 산업화 주도.

본문에서 2019년 3D 프린팅 소재 지형 진화 분석, 핵심 플레이어 조명, 시장 미래 형성할 트렌드 식별.

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폴리머 지속적 지배적 소재 클래스

폴리머가 시장 주도, 2018년 글로벌 3D 프린팅 소재 매출 80.6% 차지, 34억 달러 규모. 자빌(Jabil) 308명 AM 사용자 설문서 74%가 2018년 폴리머 소재 사용, 채택 용이성·저비용 반영.

고성능 열가소수지로 전환

PLA, ABS 같은 표준 플라스틱이 폴리머 부문 지배하나 견고·고온 소재 수요 가속. 제조사들 카본 강화 복합소재, 울템(ULTEM), PEEK, PEKK 개발로 항공우주, 의료, 산업 적용 기능성 프로토타입·최종 부품 가능케 함.

핵심 협업: 로보제(Roboze)와 사빅(SABIC) 공동 개발 EXTEM AMHH811F, 비정질 열가소성 폴리이미드 필라멘트, 열변형 온도 230°C, 유리전이 온도 247°C, 우수한 난연성. 이 소재가 AM 프로토타이핑→중요 고성능 유스케이스 전환 추진 예시.

의료 분야 PEEK 프린팅 이제 환자 맞춤 임플란트 제작에 활용. 에보닉(Evonik) 최근 메디툴(Meditool) 투자, 중국 스타트업으로 PEEK 프린팅 신경·척추 임플란트 전문, 이 틈새 성장 잠재력 강조.

복합소재 채택 가속화

복합소재 프린팅(열가소수지 매트릭스에 카본, 유리, 케블라 등 강화 섬유 결합) 고성장 영역. 현재 잘게 잘린 섬유 특징이나 연속 섬유 프린팅 견인력 얻는 중. 데스크톱 메탈 새 파이버 3D 프린터, 나일론·PEEK·PEKK 연속 탄소섬유 강화 가능.

스마트테크 분석 보고서 글로벌 복합소재 3D 프린팅 시장 향후 5년 CAGR 22.3% 성장 전망, 항공우주·의료 넘어 자동차, 에너지, 운송 분야 기회 개방. 최근 돌파구: 복합소재 3D 프린팅 자전거 프레임, 아크마(Arkema) 광경화 레진 결합 연속 섬유 3D 프린팅(CF3D) 기술.

그래핀 강화 프린팅

그래핀 탁월한 전기·열전도성으로 배터리, 항공우주, 전자 시장 관심. 테라필럼(Terrafilum)과 XG 사이언시스(XG Sciences) 그래핀 강화 압출 필라멘트 개발, 버지니아텍과 로렌스 리버모어 국립연구소 10µm 그래핀 구조 생산 가능 스테레오리소그래피 공정 개척.

AECOM, 영국 스케일드(Scaled), 소재 파트너 버사리엔(Versarien) 협업 4.5m 높이 그래핀 강화 폴리머 아치 철도 신호용 제작, 실적용성 입증. 약속에도 그래핀 여전히 고비용·프린팅 어려움, 주류 솔루션 아닌 신흥 기술로 포지셔닝.

탄성 소재 성장

TPU, 실리콘 같은 부드럽고 유연한 소재 소비재, 의료, 산업 시장서 견인력 확보. 터프니스·탄성 요구 분야서. 헌츠만(Huntsman) 아이로프린트(IROPRINT) AM 라인 레진, 분말, 필라멘트 옵션으로 신발, 호스, 가스켓, 로봇 그리퍼 제공.

코베스트로(Covestro) TPU 기반 정형외과 인솔로 설계 통한 가변 경도 구현, 완전 맞춤형 신발 가능. 다우(Dow) 실라스틱 3D 3335 LSR, 넥서스 엘라스토머 시스템즈(Nexus Elastomer Systems) 도징 기술, 저먼 렙랩(German RepRap) LAM 프린터 결합으로 기계적 성능 저하 없는 컬러 실리콘 부품 생산 가능. EOS TPU 1301 분말 추가, 높은 탄성·충격 흡수로 자동차·신발 적용 적합.

안전 중요 분야용 난연 폴리머

엄격한 방화 요건 운송·전자 산업, 난연 3D 프린팅 소재 채택 증가. DSM 노바미드 AM1030 FR, V0·V2 인증 자동차·전자 시장 타겟. 마크포지드, 큐비큐어(Cubicure), CRP 테크놀로지도 난연 복합소재 제공, 중요 산업 용도 옵션 확장. 향상된 UV 저항성 폴리머 자동차 적용 지원 예상 미래 성장.

세라믹 소재: 성장하는 틈새

3D 프린팅 세라믹 시장 2020년 2,000만 달러 매출 기반에서 2029년 4.5억 달러 이상 성장 전망(스마트테크 분석). 고강도·고온·내화학성 기술 세라믹 이미 항공우주·전자 분야 사용 중. XJet Ltd. 최근 알루미나 포트폴리오 추가, 지르코니아보다 높은 경도, 낮은 내마모성으로 후처리 용이.

금속 소재: 고성장 세그먼트

금속 AM 2018년 3.9억 유로 매출, 전년 대비 41.9% 성장, 5년간 40%+ 성장 궤적 유지(볼러스 리포트 2018). 금속 분말 생산 스케일업, 호가나스(Höganäs AB) 독일 새 아토마이징 플랜트 건립해 앰퍼프린트(Amperprint®) 브랜드 고순도 분말 공급. 리버티 하우스 그룹(Liberty House Group)과 산드빅도 분말 금속 역량 확장, 후자 SEK 2억 투자 티타늄 분말 아토마이징 생산.

AM 가치 사슬 전반 전략적 확장

기업들 분말→완제품 풋프린트 확대. GKN 애디티브 GKN 회가네스(Hoeganaes) 합병 풀 파우더-투-파트 솔루션 구축, 포캐스트 3D 인수 폴리머 AM 진입. 산드빅 빔IT(Beam IT) 30% 지분 인수 제조 산업 전반 존재감 심화 전략과 일치.

금속 분말 혁신

신규 금속 분말 AM 극한 환경 적용 가능케 함. H.C. 스타크(Starck) AM트린직(AMtrinsic) Ta/Nb 분말 고융점·내식성으로 화학 처리·에너지 분야 적합. 옥스멧 테크놀로지스(OxMet Technologies) 900°C 견디는 고강도 니켈 합금 도입, 현행 한계 초월. 에어로멧(Aeromet) 향상된 A20X 알루미늄 분말 UTS 500MPa 초과, 상용 알루미늄 AM 분말 중 최강급 위치.

6K 유니멜트(UniMelt) 기술 재활용 금속 피드스톡→프리미엄 AM 분말 변환, 실패 빌드·서포트 구조 새 소재로 전환해 순환 경제 지원.

소재: 적층 제조 핵심 열쇠

최근 자빌 설문서 AM 사용자 41%가 우수 소재가 대중 채택 가장 크게 견인할 것이라 응답. 첨단 폴리머·특수 금속 급속 진화하나 높은 소재 비용 여전히 핵심 병목. 하지만 수요 증가·공급망 확대로 향후 수년간 가격 하락 가능성.

대기업·틈새 스타트업 모두 소재 개발 대대적 투자로 3D 프린팅 소재 부문 지속 성장 태세, 산업 전반 적층 제조 미래 형성.