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3D打印材料创新趋势显现 PLA线材应用火热

www.cechina.cn2020.10.16阅读 9690

  近年来,我国3D打印市场应用程度不断深化,各类新型业态不断涌现,相关技术、设备在多个域得到深入应用。2017-2019年,我国3D打印产业规模逐年增加,增加速度要略快于全球整体增速,以致于我国3D产业占全球的比重在不断增加。据2020年3月赛迪顾问(CCID)发布的《2019年全球及中国3D打印行业数据》,2019年,中国3D打印产业规模为打印产业打印产业157.5亿元,较2018年增加31.1%。
  从政策支持来看,2017-2018年,国家层面共出台15项关于3D打印行业的政策,其中有7项中明确提及推进3D打印材料技术发展。而根据此前出台的《增材制造产业发展行动计划(2017-2020年)》,我国仍将要积极推进3D打印技术在铸造、航空、航天、家电、模具、船舶、汽车、电力装备、轨道交通装备等重点制造领域的示范应用。
  在3D打印领域,3D打印材料扮演着举足轻重的角色。3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础,在某种程度上,材料的发展也决定了3D打印的应用前景。
  从材料组成来看,3D打印的材料主要包括金属、陶瓷、塑料、细胞组织、石膏、无机料粉、光敏树脂等。目前,石膏、无机料粉、光敏树脂、塑料等也许能满足一般3D打印的需求,玩具等塑料打印制品可以直接使用。但工业级应用的金属粉末仅有钛、不锈钢、金银等的应用还受到技术的限制,应用范围相对较窄。
  PLA(Polylactic Acid)塑料和ABS是现在十分普遍的两种FDM 3D打印材料之一。因为用途广泛、运用方便,PLA 3D打印材料被大部分FDM打印机列为预设运用,优点如下:其一,PLA塑料被广泛的运用在各个领域,因其打印时无臭味或者有淡淡甜味且不易卷翘。其二,无须加热板,成品坚硬。
  尤其值得注意的是,PLA塑料是可生物降解的环保型材料之一,由混合玉米淀粉和甘蔗衍生而成,符合食品级和生物分解的标准。它既能回收,也会腐朽消失,适合制作礼物、盒子、模型和原型的零件。虽然PLA号称会生物分解,但若不加热就不会分解,还具有耐水性。
  相较于传统制造工艺,3D打印由于其柔性生产的优势,适合小批量、定制化、复杂结构生产的需求,这恰恰迎合了终端客户定制化需求不断扩大的趋势,而这也将激发3D打印相关设备、软件、硬件、材料等的用户需求。结合中国市场的特点,有研究人士认为,材料价格的下降或者国产新材料种类增加会,很可能会从根本上拉动甚至引爆工业级3D打印市场出货量增长。
  随着3D打印技术应用领域的不断拓展和越来越多的3D材料面世,近5年来一直维持20%以上的增速,处于稳定快速的发展期,预计2019年3D打印材料市场规模超过42亿美元。3D打印材料向多元化发展,PLA材料和ABS塑料占主导、金属和陶瓷材料前景较好。
  立足整体来看,我国3D打印技术得到快速发展,应用领域也日益广泛,但在材料供给上还与国外前沿水平存在较大差距,成为制约我国3D打印进一步发展的技术瓶颈,影响其产业化进程。接下来,高校、研究机构、科技企业等应立足国内材料产业发展的现状,夯实基础、勇于创新,这样才能为3D打印产业的长远健康发展提供更大助力。