在我国,3D打印材料对3D 打印产业发展有哪些制约性的影响?

dy1993   2016-10-21 14:53:58

我国的3D打印技术在产业化应用方面与国外的差距较大,除了产学研用相脱节等问题,上游原材料制约也是阻碍3D打印产业化发展的重要原因。 

1.材料性能达不到要求,影响3D打印的推广

区别于传统材料,3D打印技术对材料的性能和适用性提出了更高要求,最基本的要求是材料必须可以液化、丝化、粉末化,在程序控制下打印后还要能重新结合起来。除此之外,3D打印材料还必须性能稳定,满足3D打印连续生产的需要;功能丰富,具有导电、水溶、耐磨等特性;绿色环保,对人体安全且对环境友好。但在现阶段,3D打印材料的成熟度不够,材料精度、强度也不够,一时还无法实现流畅打印的效果,而且材料的安全性也无法保证。 

2.可用材料种类偏少,难以满足3D打印需求

目前,无论是从家用还是工业用的角度来看,与种类繁多、用途广泛的传统材料相比,3D打印材料的种类都比较少,无法满足普通民众和工业生产的需求。比如,适用于家用3D打印的材料主要有石膏、光敏树脂、塑料等;适用于工业用3D打印的金属材料有10 多种,并且只有专用的金属粉末材料才能满足工业生产要求。即使是掌握打印材料最多的以色列Object 公司,也仅能在14 种基本材料基础上组合出107 种材料,这与工业和民用领域成千上万种材料需求相比还远远不够。

3.材料成本较高,限制了应用领域

尽管3D 打印减少了切削、成型等方面的制造成本,却增加了材料、软件、设计等环节的成本,其中对材料成本的影响较大。由于适用于3D打印技术的材料有限,并且现阶段的3D打印更多是为了满足个性化生产需求,材料的专用性较强,无法实现规模化生产,这也致使3D打印材料成本居高不下。比如,2013 年7月由美国北卡罗来纳州立大学研究出来的可用于液态打印的金属材料价格大约是塑料的100 倍,要想通过该材料来实现生产柔性金属设备,如何降低材料成本就成为关键。较高的材料成本也限制了3D打印的应用,特别是在民用领域的应用,比如一台民用3D打印机的价格在2万元左右,而材料的价格却从最便宜的每千克几百元到最贵的四万元左右不等。 

4.我国部分3D打印材料依赖进口,限制了产业化应用

由于3D 打印技术还处于起步发展阶段,产业规模偏小,所以国内专业从事3D打印材料生产的企业不多。同时,3D打印材料也大多由3D 打印设备制造企业直接提供,没有实现第三方供应,部分材料国内还没有生产,或是生产的材料精度和强度都较低,难以满足实际应用需要,只能进口。国内3D打印材料技术研发基础比较薄弱,光面树脂就遇到研发时间长、材料配比技术难掌握等研发难题,不得不从国外进口实验材料。有关3D打印用粉末材料的研究少,对粉末成份、物理性能对3D打印技术的影响及适应性的研究还没有广泛开展,也限制了3D打印技术的产业化应用。此外,国外对部分3D打印材料采取搭售策略,如在销售3D打印设备时搭售价格较高的金属粉末材料,限制了我国3D打印材料生产企业的发展,致使对外依赖性较高。 

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