近兩年,全球3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展火熱,整體趨勢向好,呈現(xiàn)出一派生機勃勃的面貌。
根據(jù)2020年Wohlers報告,在2019年全球3D打印市場收入為118.67億美元,較上一年增長了21.2%,近4年全球3D打印市場平均增長率為23.3%。在2019年,全球3D打印設(shè)備相關(guān)(含軟軟件、設(shè)備輔件等)收入大約50.43億美元,較上年增長22.3%,其中設(shè)備收入在30.13億,較上年增長14.7%;全球3D打印服務(wù)收入大約為68.23億美元,較上年增長20.3%。
在整個產(chǎn)業(yè)鏈中,材料所占據(jù)的地位尤其重要。早在2019年12月,工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄((2019年版)》,其中公布了6項與3D打印相關(guān)的重點新材料,分別為聚乳酸、SLA 3D打印材料用脂環(huán)族環(huán)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。
此外,有統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,2019年,中國3D打印材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中,非金屬材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模25.38億元,占比最高,達到62%;金屬材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模15.56億元,占比38%。非金屬材料由于其特點不同,因而其應(yīng)用場景也多有不同。
眼下,3D打印的非金屬材料的打印技術(shù)主要有FDM,SLA,SLS,MJF技術(shù),材料根據(jù)形狀簡單的可以分為3種。
其一,線材。適合FDM 3D打印,材料種類多,但是精度稍差,后處理去支撐比較麻煩。家用3D打印機一般選擇FDM的,但是也有很多優(yōu)秀的工業(yè)FDM打印機。
其二,液態(tài)光敏樹脂。適合SLA 3D打印,材料種類較少,成型表面光滑,打磨后可進行噴漆。產(chǎn)品性能會隨著環(huán)境和時間發(fā)生改變,不適合實際的工業(yè)應(yīng)用,更適合做產(chǎn)品的外觀驗證。
其三,粉末材料尼龍。適合SLS和MJF 3D打印技術(shù),材料種類較少,表面會有顆粒感?;陧g性好、耐高溫等優(yōu)勢,適合功能件的制造,可以進行打樣或者小批量的生產(chǎn),能夠用于實際的工業(yè)生產(chǎn)中。
一般來講,非金屬打印材料里強度高的材料就是尼龍了。如同注塑成形的尼龍,3D打印的尼龍成品也可使用染布顏料為其上色。需注意的是,尼龍線材本身的吸水性高,未使用時請干燥保存。例如,放在防潮箱中,或是與干燥劑一同放入密封袋中,以防止變質(zhì)。
就技術(shù)本身來講,3D打印非常適合小批量定制化的產(chǎn)品、復(fù)雜的產(chǎn)品加工,或者產(chǎn)品研階段原型的制造。目前,3D打印已經(jīng)在工業(yè)制造、文化創(chuàng)意、生物醫(yī)療、橋梁建筑等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
由于建筑物普遍具有獨特性,并且生產(chǎn)復(fù)雜,非常適用3D打印技術(shù)。從目前已使用3D打印的建筑案例來看,3D打印擁有普遍的成本優(yōu)勢:機械的標(biāo)準(zhǔn)化流程可以杜絕偷工減料。與此同時,也大大減少了材料的浪費,節(jié)約了人工、物料等成本。可以預(yù)見,未來3D打印的應(yīng)用場景還將進一步擴展,而材料無疑是十分關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。
當(dāng)前,無論是大型材料公司還是小型初創(chuàng)企業(yè),都在積極開發(fā)高性能材料,涉及金屬、陶瓷、復(fù)合材料等,材料價格也正在緩慢下降。這些趨勢共同表明,材料行業(yè)漸漸發(fā)展成熟,功能穩(wěn)定的新興材料也正在為3D打印相關(guān)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級提供著新的助力。
專家表示,隨著我國物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、新材料以及先進制造的發(fā)展,3D打印產(chǎn)業(yè)將會在國產(chǎn)化方面取得迅速而明顯的成果。為實現(xiàn)這一目標(biāo),業(yè)內(nèi)人士還需立足現(xiàn)實,從新型材料研發(fā)、關(guān)鍵技術(shù)攻堅、前沿設(shè)備研制等方面入手,扎扎實實、孜孜不倦地區(qū)奮斗和創(chuàng)造。
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