從政策支持來(lái)看,2017-2018年,國(guó)家層面共出臺(tái)15項(xiàng)關(guān)于3D打印行業(yè)的政策,其中有7項(xiàng)中明確提及推進(jìn)3D打印材料技術(shù)發(fā)展。而根據(jù)此前出臺(tái)的《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2017-2020年)》,我國(guó)仍將要積極推進(jìn)3D打印技術(shù)在鑄造、航空、航天、家電、模具、船舶、汽車、電力裝備、軌道交通裝備等重點(diǎn)制造領(lǐng)域的示范應(yīng)用。
在3D打印領(lǐng)域,3D打印材料扮演著舉足輕重的角色。3D打印材料是3D打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),在某種程度上,材料的發(fā)展也決定了3D打印的應(yīng)用前景。
從材料組成來(lái)看,3D打印的材料主要包括金屬、陶瓷、塑料、細(xì)胞組織、石膏、無(wú)機(jī)料粉、光敏樹(shù)脂等。目前,石膏、無(wú)機(jī)料粉、光敏樹(shù)脂、塑料等也許能滿足一般3D打印的需求,玩具等塑料打印制品可以直接使用。但工業(yè)級(jí)應(yīng)用的金屬粉末僅有鈦、不銹鋼、金銀等的應(yīng)用還受到技術(shù)的限制,應(yīng)用范圍相對(duì)較窄。
PLA(Polylactic Acid)塑料和ABS是現(xiàn)在十分普遍的兩種FDM 3D打印材料之一。因?yàn)橛猛緩V泛、運(yùn)用方便,PLA 3D打印材料被大部分FDM打印機(jī)列為預(yù)設(shè)運(yùn)用,優(yōu)點(diǎn)如下:其一,PLA塑料被廣泛的運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域,因其打印時(shí)無(wú)臭味或者有淡淡甜味且不易卷翹。其二,無(wú)須加熱板,成品堅(jiān)硬。
尤其值得注意的是,PLA塑料是可生物降解的環(huán)保型材料之一,由混合玉米淀粉和甘蔗衍生而成,符合食品級(jí)和生物分解的標(biāo)準(zhǔn)。它既能回收,也會(huì)腐朽消失,適合制作禮物、盒子、模型和原型的零件。雖然PLA號(hào)稱會(huì)生物分解,但若不加熱就不會(huì)分解,還具有耐水性。
相較于傳統(tǒng)制造工藝,3D打印由于其柔性生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì),適合小批量、定制化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的需求,這恰恰迎合了終端客戶定制化需求不斷擴(kuò)大的趨勢(shì),而這也將激發(fā)3D打印相關(guān)設(shè)備、軟件、硬件、材料等的用戶需求。結(jié)合中國(guó)市場(chǎng)的特點(diǎn),有研究人士認(rèn)為,材料價(jià)格的下降或者國(guó)產(chǎn)新材料種類增加會(huì),很可能會(huì)從根本上拉動(dòng)甚至引爆工業(yè)級(jí)3D打印市場(chǎng)出貨量增長(zhǎng)。
隨著3D打印技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展和越來(lái)越多的3D材料面世,近5年來(lái)一直維持20%以上的增速,處于穩(wěn)定快速的發(fā)展期,預(yù)計(jì)2019年3D打印材料市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)42億美元。3D打印材料向多元化發(fā)展,PLA材料和ABS塑料占主導(dǎo)、金屬和陶瓷材料前景較好。
立足整體來(lái)看,我國(guó)3D打印技術(shù)得到快速發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域也日益廣泛,但在材料供給上還與國(guó)外前沿水平存在較大差距,成為制約我國(guó)3D打印進(jìn)一步發(fā)展的技術(shù)瓶頸,影響其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。接下來(lái),高校、研究機(jī)構(gòu)、科技企業(yè)等應(yīng)立足國(guó)內(nèi)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀,夯實(shí)基礎(chǔ)、勇于創(chuàng)新,這樣才能為3D打印產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展提供更大助力。
(來(lái)源:智能制造網(wǎng))