經(jīng)過30多年的發(fā)展,3D打印技術(shù)不斷完善,目前已形成了3D生物打印、有機(jī)材料打印、金屬打印等多種打印模式,而我國的3D打印材料仍以工程塑料為主。
材料仍以工程塑料為主??
根據(jù)IDC的對3D打印材料調(diào)查數(shù)據(jù),2018年金屬耗材占比為39.4%,低于塑料的40.4%,主要由于金屬打印的產(chǎn)業(yè)化正處于快速擴(kuò)張階段,設(shè)備端的增長領(lǐng)先于材料消耗的增長。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。
相比傳統(tǒng)制造模式,非金屬3D打印的優(yōu)勢主要在于無?;涂啥ㄖ?,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(jià)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(fù)雜度高精密度零部件的打印,具有更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
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(xì)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(jī)構(gòu)廣泛,覆蓋軍方、大學(xué)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(xué)平臺暫未建立。
塑料材料仍是不可或缺的3D打印材料??
眾所周知,塑料材料一直朝著高強(qiáng)度方向發(fā)展,通過增強(qiáng)塑料強(qiáng)度用來直接替換金屬用于各類復(fù)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(yīng)用。此外,塑料材料還可以避開缺陷向復(fù)合化、功能化方向發(fā)展,特別是實(shí)現(xiàn)多元材料復(fù)合,進(jìn)而賦予塑料特定功能。
例如,通過3d打印技術(shù)制造工藝復(fù)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(xué)人體組織發(fā)展,3d打印在細(xì)胞、軟組織、器官及骨骼等方面仍具有巨大應(yīng)用空間,尤其在組織工程應(yīng)用中具有獨(dú)特優(yōu)勢??梢灶A(yù)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。