“材料瓶頸已經(jīng)成為限制3D打印發(fā)展的首要問題。因為未來3D打印的真正發(fā)展將在高端領域即工業(yè)應用,而目前高端打印材料的發(fā)展尚無法滿足3D打印技術發(fā)展的需要。”浙江省釬焊材料與技術重點實驗室副主任、浙江亞通焊材有限公司高級工程師劉平在接受了記者采訪時表示。
隨著3D打印越來越受到人們的關注,相關問題也隨之浮出水面。專家表示,要冷靜看待3D產(chǎn)業(yè),防止一窩蜂涌入,從而步光伏產(chǎn)業(yè)的后塵。
材料種類少、問題多
3D打印主要由設備、軟件、材料三部分組成,其中材料是不可或缺的環(huán)節(jié)。“而現(xiàn)在業(yè)界主要研究的是設備和軟件,對材料研究還不夠重視。”劉平說。
理論上來說,所有的材料都可以用于3D打印,但目前主要以石膏、光敏樹脂、塑料為主,這很難滿足大眾用戶的需求。
工業(yè)級的3D 打印材料更是十分有限,目前適用的金屬材料只有10 余種,而且只有專用的金屬粉末材料才能滿足金屬零件的打印需要。
需要用到金屬粉末材料的3D打印為工業(yè)級打印機,即選擇性激光燒結(SLS)和選擇性激光熔化(SLM)技術。
“目前在工業(yè)級打印材料方面存在的問題主要是,第一,可適用的材料成熟度跟不上3D市場的發(fā)展;第二,打印流暢性不足;第三,材料強度不夠;第四,材料對人體的安全性與對環(huán)境的友好性的矛盾;第五是材料標準化及系列化規(guī)范的制定。
3D打印對粉末材料的粒度分布、松裝密度、氧含量、流動性等性能要求很高。但目前還沒有形成一個行業(yè)性的標準,因此在材料特性的選擇上前期要花很長的時間。”劉平說。“材料瓶頸已經(jīng)成為限制3D打印發(fā)展的首要問題。因為未來3D打印的真正發(fā)展將在高端領域即工業(yè)應用,而目前高端打印材料的發(fā)展尚無法滿足3D打印技術發(fā)展的需要。”浙江省釬焊材料與技術重點實驗室副主任、浙江亞通焊材有限公司高級工程師劉平在接受了記者采訪時表示。
隨著3D打印越來越受到人們的關注,相關問題也隨之浮出水面。專家表示,要冷靜看待3D產(chǎn)業(yè),防止一窩蜂涌入,從而步光伏產(chǎn)業(yè)的后塵。
“目前在工業(yè)級打印材料方面存在的問題主要是,第一,可適用的材料成熟度跟不上3D市場的發(fā)展;第二,打印流暢性不足;第三,材料強度不夠;第四,材料對人體的安全性與對環(huán)境的友好性的矛盾;第五是材料標準化及系列化規(guī)范的制定。
3D打印對粉末材料的粒度分布、松裝密度、氧含量、流動性等性能要求很高。但目前還沒有形成一個行業(yè)性的標準,因此在材料特性的選擇上前期要花很長的時間。”劉平說。
需求促使企業(yè)轉型
“國內的材料行業(yè)競爭激烈,利潤薄,單純地拼價格已經(jīng)沒有多大意義,因此,我們也面臨著轉型升級的挑戰(zhàn),必須采用高新技術占領市場。”劉平說。
3D打印材料中以金屬粉末應用市場最為廣闊。因此,直接用金屬粉末燒結成型三維零件是快速成形制造最終目標之一。由于各種金屬材料的化學成分、物理性質不同,因此成型的機理也各具特征,對金屬粉末的性能要求也更為嚴苛。
目前僅德國的EOS公司能生產(chǎn)出有限的幾種金屬粉末,如:不銹鋼粉、鋁硅粉、鈦合金粉,但價格是傳統(tǒng)粉體的10-20 倍。“因此,這對于我們公司制粉研發(fā)部門來說正是一個契機,也是公司完成轉型升級的一個先機。目前需要加強開展對現(xiàn)有材料的快速成形性相關研究,以滿足快速成形技術的工業(yè)化需求。”劉平告訴記者。
“我們不可能永遠用國外的設備,隨著我國高端制造業(yè)的升級發(fā)展,國產(chǎn)化將會成為趨勢。隨之帶來的首要變化必將是材料企業(yè)向技術含量更高,產(chǎn)品附加值更高的水平發(fā)展。”劉平顯然信心十足,“而隨著3D打印技術的成熟,金屬材料的形態(tài)可能會越來越豐富,如粉狀,絲狀,帶狀。金屬材料將在生物醫(yī)學、航空航天等領域具有廣闊的應用前景和生命力。”
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