近兩年,全球3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展火熱,整體趨勢(shì)向好,呈現(xiàn)出一派生機(jī)勃勃的面貌。
根據(jù)2020年Wohlers報(bào)告,在2019年全球3D打印市場(chǎng)收入為118.67億美元,較上一年增長(zhǎng)了21.2%,近4年全球3D打印市場(chǎng)平均增長(zhǎng)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(zhǎng)22.3%,其中設(shè)備收入在30.13億,較上年增長(zhǎng)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(zhǎng)20.3%。
在整個(gè)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(diǎn)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(xiàng)與3D打印相關(guān)的重點(diǎn)新材料,分別為聚乳酸、SLA3D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(jī)硅材料和高速熔覆用合金粉末材料。
此外,有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,2019年,中國(guó)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*高,達(dá)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(diǎn)不同,因而其應(yīng)用場(chǎng)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(jiǎn)單的可以分為3種。
其一,線材。適合FDM3D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(jī)一般選擇FDM的,但是也有很多*的工業(yè)FDM打印機(jī)。
其二,液態(tài)光敏樹脂。適合SLA3D打印,材料種類較少,成型表面光滑,打磨后可進(jìn)行噴漆。產(chǎn)品性能會(huì)隨著環(huán)境和時(shí)間發(fā)生改變,不適合實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用,更適合做產(chǎn)品的外觀驗(yàn)證。
其三,粉末材料尼龍。適合SLS和MJF3D打印技術(shù),材料種類較少,表面會(huì)有顆粒感。基于韌性好、耐高溫等優(yōu)勢(shì),適合功能件的制造,可以進(jìn)行打樣或者小批量的生產(chǎn),能夠用于實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中。
一般來(lái)講,非金屬打印材料里強(qiáng)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(shí)請(qǐng)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(lái)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(dú)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(lái)看,3D打印擁有普遍的成本優(yōu)勢(shì):機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化流程可以杜絕偷工減料。與此同時(shí),也大大減少了材料的浪費(fèi),節(jié)約了人工、物料等成本。可以預(yù)見,未來(lái)3D打印的應(yīng)用場(chǎng)景還將進(jìn)一步擴(kuò)展,而材料無(wú)疑是十分關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。
當(dāng)前,無(wú)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(jià)格也正在緩慢下降。這些趨勢(shì)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供著新的助力。
專家表示,隨著我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、新材料以及先進(jìn)制造的發(fā)展,3D打印產(chǎn)業(yè)將會(huì)在國(guó)產(chǎn)化方面取得迅速而明顯的成果。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),業(yè)內(nèi)人士還需立足現(xiàn)實(shí),從新型材料研發(fā)、關(guān)鍵技術(shù)攻堅(jiān)、前沿設(shè)備研制等方面入手,扎扎實(shí)實(shí)、孜孜不倦地區(qū)奮斗和創(chuàng)造。
這個(gè)世界的精彩之處,就在于每天都有新事物出現(xiàn)。有了3D打印這根“魔法棒”,夢(mèng)想中豐富多彩、奇形怪狀的玩具、糖果等都可以打印出來(lái)哦