3D打印規(guī)模增速快打印材料豐富多樣成重要助推力

2022-04-27 14:31:13 來源：智能制造網(wǎng) 閱讀量：14784 評論

導(dǎo)讀：受益于3D打印技術(shù)的進(jìn)步以及市場需求的爆發(fā)，3D打印行業(yè)進(jìn)入快速成長期，進(jìn)而也拉動與其相關(guān)的3D打印機(jī)附件、3D打印材料以及3D打印服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

　　【塑料機(jī)械網(wǎng) 熱點(diǎn)關(guān)注】受益于3D打印技術(shù)的進(jìn)步以及市場需求的爆發(fā)，3D打印行業(yè)進(jìn)入快速成長期，進(jìn)而也拉動與其相關(guān)的3D打印機(jī)附件、3D打印材料以及3D打印服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。特別是3D打印材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，種類日趨豐富，正成為3D打印技術(shù)的重要推動力。

　　隨著3D打印技術(shù)的深入發(fā)展與融合，不僅可用于模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域制造模型，還逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，市場規(guī)模快速擴(kuò)增。數(shù)據(jù)顯示，2020年世界3D打印市場規(guī)模約為154億美元，中國3D打印規(guī)模約為44億美元，預(yù)計2023年世界3D打印市場規(guī)模有望達(dá)到349億美元。

　　據(jù)不完全統(tǒng)計，3D打印技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用主要分布于消費(fèi)電子、汽車、模具、醫(yī)療以及航空航天、建筑、船舶、核工業(yè)、科研等領(lǐng)域；根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)節(jié)來看，3D打印技術(shù)目前主要用于設(shè)計樣品、展示模型及模具的生產(chǎn)制造，并成為產(chǎn)品設(shè)計、修復(fù)和快速原型制造的重要實(shí)現(xiàn)方式。

　　從供應(yīng)領(lǐng)域來看，目前3D打印收入規(guī)模較大的也主要聚焦于工業(yè)級領(lǐng)域。根據(jù)初步統(tǒng)計顯示，2020年3D打印相關(guān)業(yè)務(wù)收入過億的中國企業(yè)有29家，其中工業(yè)級的有16家，占57%；消費(fèi)級的12家，占43%。隨著3D打印規(guī)模化的深入，設(shè)備和材料都越來越成熟和穩(wěn)定，尤其是3D打印材料的品類日趨豐富。

　　那么，用于3D打印的材料都有哪些呢？

　　3D打印的材料主要有光敏樹脂材料、工程塑料材料、金屬材料、陶瓷材料、生物材料、橡膠材料、石墨烯材料等這幾大類，具體來看：

　　光敏樹脂材料:在紫外線照射下，這類材料在鍵結(jié)時，聚合物由膠質(zhì)樹脂轉(zhuǎn)變成堅(jiān)硬物質(zhì)，具有機(jī)械程度高，無揮發(fā)性氣味，適用領(lǐng)域廣，便于存儲等特點(diǎn)。

　　3D打印機(jī)可將多層細(xì)微可固化液態(tài)光敏樹脂噴射到建造托盤上，并且使用紫外線將其固化，同時將這些薄層不斷累積，從而制造出精準(zhǔn)的原型或生產(chǎn)零件。

　　工程塑料材料：包括ABS材料、聚碳酸酯材料和聚酰胺材料。ABS材料是十分容易打印，市面上的擠出機(jī)都能很順滑的擠出。3D打印機(jī)能夠?qū)⑦@些材料通過一次噴射單一材料，或同時噴射多種基本材料來打印應(yīng)用于制造工業(yè)、化工等不同領(lǐng)域的產(chǎn)品。ABS打印時會產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣味，可回收不可降解，但強(qiáng)度高，韌性比較好，尺寸穩(wěn)定性高，是目前市面上非常常用的3D打印材料。

　　金屬材料：有鈦合金材料、鋁合金材料、不銹鋼材料等。這類材料配合3D打印技術(shù)，制造出來的產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械領(lǐng)域等，對材料有特殊性要求的領(lǐng)域。

　　陶瓷材料：包括粘土、高嶺土等天然硅酸鹽材料和氧化物陶瓷材料、氮化物陶瓷材料、碳化物陶瓷材料等。這些材料有著硬度高、耐高溫、物理化學(xué)性能穩(wěn)定等聚合物和金屬材料不具備的優(yōu)勢，因此，3D打印的產(chǎn)品在航天航空、汽車、生物醫(yī)療等行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。

　　生物材料：有生物醫(yī)用金屬材料、生物醫(yī)用高分子材料、生物醫(yī)用陶瓷材料和生物衍生材料，如聚乳酸(PLA)、膠原、絲蛋白等。聚乳酸(PLA)是可再生資源(淀粉、玉米)的衍生物，無刺激性氣味，成本小，應(yīng)用于3D打印機(jī)，打印的產(chǎn)品被應(yīng)用于消費(fèi)類、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，具有色彩明亮、光澤度良好、不會收縮等特點(diǎn)。

　　橡膠材料：具有肖氏A級硬度、斷裂伸長率、抗撕裂強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度等優(yōu)勢。因此，橡膠材料與3D打印機(jī)結(jié)合，3D打印的橡膠產(chǎn)品大多用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備以及汽車內(nèi)飾材料等。

　　石墨烯材料：有著優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性等諸多優(yōu)勢，將其用于3D打印產(chǎn)品，可替代各種傳統(tǒng)材料，在納米電子器件、光電化學(xué)電池以及超輕型飛機(jī)材料等研究領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用潛力。

　　亞克力材料：也稱為機(jī)玻璃，是一種開發(fā)較早的可塑性高分子材料。該材料因其具有較好的透明性、外觀優(yōu)美、易加工、易染色，以及較好的耐磨性，耐高溫性和化學(xué)穩(wěn)定性。因此，3D打印機(jī)打印的產(chǎn)品主要應(yīng)用用建筑、工業(yè)和廣告、照明行業(yè)。

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