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我国3D打印技术发展正处于瓶颈期受限于材料研制

发布时间:2022年04月27日    点击:[1]人次

我国3D打印技术发展正处于瓶颈期 受限于材料研制

近年来,3D打印这一热门词汇频频进入人们的视野。随着以智能化、数字化和网络化为愿景的智能制造、“工业4.0”等新兴战略上升到国家层面,3D打印作为其中一项重要内容正被大家越来越重视。数据显示,2012年,全球3D打印设备市场规模为22.04亿美元,比2011年增长28.6%。全球市场研究公司Gartner发布报告称,2014年全球3D打印设备市场规模已经达到38亿美元,今年出货量可达217350台,增幅高达100%。该机构预测到2018年该市场出货量将超过230万台,规模可望达到125亿美元。我国从20世纪90年代起研发3D打印技术,目前,清华大学、北京航空航天大学、西安交通大学、华中科技大学等研究机构与企业已经在3D打印设备和材料领域取得一定研究成果。但是至今,我国3D打印技术还不能完全工业化。材料瓶颈被业内普遍认为是限制3D打印发展的首要问题。

中内外3D打印技术交流打印材料方面,3D打印材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,另外材料的价格也偏高,亟须丰富材料品种、降低材料价格。现在3D打印技术应用的材料已达130多种,但是比传统工业生产能应用的材料还是少很多。目前我国打印材料和打印机主要还是依靠进口。目前,我们研发并生产的打印材料以尼龙及尼龙复合材料为主,而PP、PE、PC等高分子材料和其他多种多样的材料也可以通过3D打印机进行打印,希望相关的企业、研究所也参与到不同打印材料成型的研究过程中,不仅满足高附加值,也是当前市场的需求所向。3D打印主要可使用粉末及液态原料,光聚合技术一般使用液态原料,成型后表面更为光滑,但机械性能、抗老化性较低,主要有SLA、DLP及(成型速度又慢到快)等技术,其中的CLIP今年刚刚诞生,其打印速度比其他方法快25~100倍。在产品质量方面,许多3D打印产品精度还不尽如人意,打印效率还远不适应产业化需求,而且受工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突,而我国与国外的差距主要存在于打印的精度和稳定性。据专家介绍,比如精度问题,国产技术的精度较低,精度约在0.1毫米,如果能做到0.05毫米,乃至50纳米,就能跟国际3D打印水平就相当。除此之外,3D打印机造价较为昂贵,大多桌面级3D打印机售价2万元人民币左右,国内的仿制品价格可以低到6000元以下,但质量难以保证,工业级3D打印机的价格甚至高达数百万元。3D打印技术正在突破自身的束缚,这其中包括市场、材料、工艺、成本等等,正在努力地成为大众化的消费品。在未来,3D打印机将会以低成本、高品质、实用性强的姿态飞入寻常百姓家。

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