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2020/7/16 17:37:56
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3D打印材料仍以工程塑料為主
經過 30多年的發展，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展，通過增強塑料強度用來直接替換金屬用于各類復雜構件，既便宜又質輕，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、功能化方向發展，特別是實現多元材料復合，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學人體組織發展，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勢。
可以預見，在今后10 年內，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年內飆至100億美元。航空航天產業為例，金屬3D打印能滿足其對于結構設計、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量是影響最終打印部件結構及性能的關鍵因素之一，目前國內制粉水平接近國外但仍有差距。金屬粉末質量越好，粒徑越小，其打印出的產品致密性、機械性能越好。 2013年國外公司3D Systems制出的粉末粒徑為6-9μm，國內鋼研高納2019年生產粉末粒徑為 10μm。鉑力特公司建成的粉末生產線，可用于其自制的 3D 打印設備，提高打印產品質量。根據鉑力特招股書，其研制粉末粒徑最低為 20μm 左右，與國內外先進公司有一定差距。
金屬增材制造技術發展中有三個重要的因素，設備、材料和工藝，國內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、高效率方向發展。
相比傳統制造模式，非金屬3D打印的優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，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勢外，在打印效率和打印質量上相比傳統金屬加工工藝均有較為明顯的提升，甚至能夠完成傳統工藝無法制造的高復雜度高精密度零部件的打印，具有更大的發展潛力。
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材料研發機構廣泛，覆蓋軍方、大學和企業，而中國的3D打印材料研發仍集中在科研院所端，產學平臺暫未建立。
