3D打印材料种类增多 性能与通用性问题突出
2014年全球3D产业产值突破300亿元,国内占约十分之一。业内估计,凭借25%的年增长率,2020年全球产值有望突破2000亿元。3D打印的前景是一路看好,小到飞机零部件,大到汽车、房屋,简单如塑料玩具,复杂至人体器官,3D打印充满无限可能。
尽管从业者和投资者都信心百倍,但3D打印的应用现状却并不尽如人意,其中,材料就是制约其发展的关键因素。如今市场上的3D打印材料种类相比于以前增加了不少,应用的范围也扩大不少,但问题也随之而来。
落地创意科技有限公司意造事业部副总熊文俊称:“3D打印材料主流的有7类,分别是PLA、工程塑料、光敏聚合物及光敏树脂、金属粉末、铸造用蜡、激光烧结粉末和石膏,还有一些不常用的材料例如纸、粉末陶瓷灯等。” 广州市汇申电子科技有限公司销售经理刘希表示,市面上3D打印材料大概有20多种,较为普遍使用的有不锈钢、ABS、PLA和光敏树脂。
不同的材料有不同的特性,所以也被运用在不同的产品上。刘希解释到,用于金属打印的不锈钢算是最便宜的一种打印材料,既具有高强度,又适合打印大物品,主要应用在家电、汽车制造、航空航天、医疗器械等领域;ABS材料因其易塑形、成本低、抗压能力强等特性,加上ABS的家族庞大,所以这款材料的应用几乎遍布了各个领域;而PLA 则更为环保,熔点更低,由于桌面 3D 打印机受专利限制须采用开放式打印仓的设计,打印仓温度难以保证,所以大部分桌面打印机会使用 PLA;而光敏树脂依据其优秀的防水性和尺寸的稳定性,使它很适合应用在汽车、医药和电子领域。
与初期相比,材料的种类是丰富了不少,但是种类类别还远没有达到3D打印发展的速度,而且目前已有的一些材料出现了性能不高、材料通用性差的问题,这些问题都严重制约了3D打印的应用范围。
刘希表示,根本原因是3D打印机品牌参差不齐,所依赖的核心技术和机器特性有差别,导致每款机器可能都只有几款特定的材料配合使用。而材料的性能不高主要是因为大部分从事3D打印耗材的公司都是从相关行业转型而来,对于适用的3D打印机了解不深,从而对耗材的开发还不够成熟。
熊文俊称,因为3D打印技术专利集中在少数的几个设备生产厂家手上,各个厂家都有自己的工艺,不同的工艺适应的材料性质不同,所以基本上没有统一的行业标准,这也就造成了产业的发展分散、材料性能不高、通用性很差的局面。
“我们常说的3D打印,其实包含了许多种增材制造的成型系统或是说工艺,从技术上讲,每一种工艺的基本原理都相差很大,所以制约每一种工艺耗材的原因也各不相同。从根本上讲,还是因为技术不成熟,行业没有标准。” 南京百川行远激光科技有限公司激光化学实验室主任刘尧文称。
面对这种情况,刘希的解决意见是,3D打印机的制造商应与3D打印耗材商进行更紧密的结合、交流,向共同性的市场改进,使材料和打印机都能更通用化、高效化、稳定化。
熊文俊则表示:“要鼓励材料研发机构加大研发力度,生产更多的3D打印材料,也希望国家能够加强引导,避免出现低端材料研发扎堆现象。同时,在一些高性能的材料研发上要多引导和投入。”
虽然材料与初期相比是增加了不少,但是在国内做材料的企业才刚开始起步,和国外差距很大,所以高端材料主要依赖海外采购,相比之下,3D打印的材料丰富 性还远远不够。不仅如此,依据目前形势,
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