在我國,3D打印材料對3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展有哪些制約性的影響?

dy1993   2016-10-21 14:53:58

我國的3D打印技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面與國外的差距較大,除了產(chǎn)學(xué)研用相脫節(jié)等問題,上游原材料制約也是阻礙3D打印產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要原因。 

1.材料性能達不到要求,影響3D打印的推廣

區(qū)別于傳統(tǒng)材料,3D打印技術(shù)對材料的性能和適用性提出了更高要求,最基本的要求是材料必須可以液化、絲化、粉末化,在程序控制下打印后還要能重新結(jié)合起來。除此之外,3D打印材料還必須性能穩(wěn)定,滿足3D打印連續(xù)生產(chǎn)的需要;功能豐富,具有導(dǎo)電、水溶、耐磨等特性;綠色環(huán)保,對人體安全且對環(huán)境友好。但在現(xiàn)階段,3D打印材料的成熟度不夠,材料精度、強度也不夠,一時還無法實現(xiàn)流暢打印的效果,而且材料的安全性也無法保證。 

2.可用材料種類偏少,難以滿足3D打印需求

目前,無論是從家用還是工業(yè)用的角度來看,與種類繁多、用途廣泛的傳統(tǒng)材料相比,3D打印材料的種類都比較少,無法滿足普通民眾和工業(yè)生產(chǎn)的需求。比如,適用于家用3D打印的材料主要有石膏、光敏樹脂、塑料等;適用于工業(yè)用3D打印的金屬材料有10 多種,并且只有專用的金屬粉末材料才能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。即使是掌握打印材料最多的以色列Object 公司,也僅能在14 種基本材料基礎(chǔ)上組合出107 種材料,這與工業(yè)和民用領(lǐng)域成千上萬種材料需求相比還遠遠不夠。

3.材料成本較高,限制了應(yīng)用領(lǐng)域

盡管3D 打印減少了切削、成型等方面的制造成本,卻增加了材料、軟件、設(shè)計等環(huán)節(jié)的成本,其中對材料成本的影響較大。由于適用于3D打印技術(shù)的材料有限,并且現(xiàn)階段的3D打印更多是為了滿足個性化生產(chǎn)需求,材料的專用性較強,無法實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),這也致使3D打印材料成本居高不下。比如,2013 年7月由美國北卡羅來納州立大學(xué)研究出來的可用于液態(tài)打印的金屬材料價格大約是塑料的100 倍,要想通過該材料來實現(xiàn)生產(chǎn)柔性金屬設(shè)備,如何降低材料成本就成為關(guān)鍵。較高的材料成本也限制了3D打印的應(yīng)用,特別是在民用領(lǐng)域的應(yīng)用,比如一臺民用3D打印機的價格在2萬元左右,而材料的價格卻從最便宜的每千克幾百元到最貴的四萬元左右不等。 

4.我國部分3D打印材料依賴進口,限制了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

由于3D 打印技術(shù)還處于起步發(fā)展階段,產(chǎn)業(yè)規(guī)模偏小,所以國內(nèi)專業(yè)從事3D打印材料生產(chǎn)的企業(yè)不多。同時,3D打印材料也大多由3D 打印設(shè)備制造企業(yè)直接提供,沒有實現(xiàn)第三方供應(yīng),部分材料國內(nèi)還沒有生產(chǎn),或是生產(chǎn)的材料精度和強度都較低,難以滿足實際應(yīng)用需要,只能進口。國內(nèi)3D打印材料技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)比較薄弱,光面樹脂就遇到研發(fā)時間長、材料配比技術(shù)難掌握等研發(fā)難題,不得不從國外進口實驗材料。有關(guān)3D打印用粉末材料的研究少,對粉末成份、物理性能對3D打印技術(shù)的影響及適應(yīng)性的研究還沒有廣泛開展,也限制了3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。此外,國外對部分3D打印材料采取搭售策略,如在銷售3D打印設(shè)備時搭售價格較高的金屬粉末材料,限制了我國3D打印材料生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展,致使對外依賴性較高。 

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