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聊一聊3D打印的核心材料:工程塑料

來源:e鍵打印   發布時間:2020-09-02 15:35:24   瀏覽次數:

3D打印凝結了前沿科技研究成果,為產品制造提供了一種全新的方式。從整體來看,3D打印實現了制造方式從等材、減材到增材的轉變,改變了傳統制造的工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合,被認為是制造領域十分具有代表性的一類技術。而展開對3D打印產業的布局,已經成為各國共識。


去年12月,工業和信息化部關于印發《重點新材料首批次應用示范指導目錄(2019年版)》,其中公布了6項與3D打印相關的重點新材料,分別為聚乳酸、SLA、3D打印材料用脂環族環氧樹脂、3D打印用合金粉末、3D打印有機硅材料和高速熔覆用合金粉末材料。


相關政策的出臺,也在一定程度上體現了3D打印材料的重要性。3D打印材料是3D打印產業進步的關鍵基礎,也是3D打印技術創新的核心要素。從3D打印的核心材料來看,主要以非金屬類為主,非金屬類材料包括工程塑料、陶瓷材料、光敏樹脂和細胞生物原料。


眾所周知,塑料材料一直朝著高強度方向發展,通過增強塑料強度用來直接替換金屬用于各類復雜構件,既便宜又質輕,從而使塑料材料在3D打印制造中被廣泛應用。此外,塑料材料還可以避開缺陷向復合化、功能化方向發展,特別是實現多元材料復合,進而賦予塑料特定功能。工程塑料是當前應用十分廣泛的一類3D打印材料,常見的有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚苯砜(PPSF)、 聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)等。


3d打印工程塑料


從應用領域來看,醫療行業中用于3D打印的材料比傳統材料有了較大的升級,TPU和尼龍都被FDA評為醫療設備的I至VI級。由于PA12粉末具有低靜電、高流動性、低吸水性、熔點適中及制品的高尺寸精度等優異的特性,韌性、耐疲勞性也可滿足需要較高機械性能的工件,因此尼龍PA12近幾年也逐步成為了工程塑料3D打印的理想材料。


3D打印作為一種具有代表性的新型制造工藝,已經受到了來自汽車制造商的廣泛重視,這與其自身的優勢密不可分。3D打印所帶來的材料浪費損失的降低,以及集成制造帶來的輕量化效果的大幅提升,都是其他技術所不具備的。有分析人士認為,未來五年汽車制造除了大量采用復合材料和輕質合金外,新材料的集成制造工藝會顯著降低車身部件數量,車身設計方法也將發生重大變化。


據賽迪顧問發布的相關數據顯示,2019年,全球3D打印產業規模達119.56億美元,增長率為29.9%,同比增長增加4.5%。2019年,中國3D打印產業規模為157.5億元,較上年增加31.1%。由此可見,3D打印產業正處于加速發展階段,產業規模增長很有可能持續保持積極態勢。


展望未來,隨著社會經濟的快速發展和人們生活水平的進一步提高,消費者將更加追求個性化、定制化的新潮產品。3D打印與機器人、物聯網、人工智能等技術的融合應用,將提高制造業生產線的柔性化程度,以更低的成本生產定制產品,由此實現產品制造工藝的升級與革新。


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