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行業(yè)動態(tài)
2020/7/16 17:37:56
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行業(yè)動態(tài)
3D打印材料仍以工程塑料為主
經(jīng)過 30多年的發(fā)展，3D 打印技術不斷完善，目前已形成了3D生物打印、有機材料打印、金屬打印等多種打印模式。非金屬3D打印通常使用塑料、樹脂材料等，金屬3D打印通常使用各類合金粉末和線材。我國3D打印材料仍以工程塑料為主。
眾所周知，塑料材料一直朝著高強度方向發(fā)展，通過增強塑料強度用來直接替換金屬用于各類復雜構(gòu)件，既便宜又質(zhì)輕，從而使塑料材料在3D打印制造中被廣泛應用。此外，塑料材料還可以避開缺陷向復合化、功能化方向發(fā)展，特別是實現(xiàn)多元材料復合，進而賦予塑料特定功能。例如，通過3D打印技術制造工藝復雜的智能材料、光電高分子材料、光熱高分子材料、光伏高分子材料及儲能高分子材料等新材料；利用生物塑料的生物相容性向醫(yī)學人體組織發(fā)展，3D打印在細胞、軟組織、器官及骨骼等方面仍具有巨大應用空間，尤其在組織工程應用中具有獨特優(yōu)勢。
可以預見，在今后10 年內(nèi)，塑料材料將仍將是不可或缺的3D打印材料，同時麥肯錫公司(McKinsey & Company)發(fā)布的一份報告指出，金屬3D打印的市場價值將在未來15年內(nèi)飆至100億美元。航空航天產(chǎn)業(yè)為例，金屬3D打印能滿足其對于結(jié)構(gòu)設計、材料和制造工藝的需求，在保證性能的前提下能大幅減輕零部件質(zhì)量，同時還能有效縮短零部件的制造流程。
金屬 3D 打印工藝中金屬粉末質(zhì)量是影響最終打印部件結(jié)構(gòu)及性能的關鍵因素之一，目前國內(nèi)制粉水平接近國外但仍有差距。金屬粉末質(zhì)量越好，粒徑越小，其打印出的產(chǎn)品致密性、機械性能越好。 2013年國外公司3D Systems制出的粉末粒徑為6-9μm，國內(nèi)鋼研高納2019年生產(chǎn)粉末粒徑為 10μm。鉑力特公司建成的粉末生產(chǎn)線，可用于其自制的 3D 打印設備，提高打印產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)鉑力特招股書，其研制粉末粒徑最低為 20μm 左右，與國內(nèi)外先進公司有一定差距。
金屬增材制造技術發(fā)展中有三個重要的因素，設備、材料和工藝，國內(nèi)目前在這三方面還有提高的空間。為了擴大3D打印技術的應用規(guī)模，金屬增材制造技術正在朝著低成本、大尺寸、多材料、高精度、高效率方向發(fā)展。
相比傳統(tǒng)制造模式，非金屬3D打印的優(yōu)勢主要在于無模化和可定制，但受限于材料性能，其主要用于樣品和模具的生產(chǎn)，量和價都很難起來；而金屬3D打印除了具備無模化可定制優(yōu)勢外，在打印效率和打印質(zhì)量上相比傳統(tǒng)金屬加工工藝均有較為明顯的提升，甚至能夠完成傳統(tǒng)工藝無法制造的高復雜度高精密度零部件的打印，具有更大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
從3D打印的核心材料來看，主要非金屬類為主，非金屬類材料包括工程塑料、光敏樹脂、陶瓷材料和細胞生物原料。從全球3D打印材料的事件來看，國外的3D材料研發(fā)機構(gòu)廣泛，覆蓋軍方、大學和企業(yè)，而中國的3D打印材料研發(fā)仍集中在科研院所端，產(chǎn)學平臺暫未建立。
