3D打印材料的重要性已經(jīng)日漸顯現(xiàn)

3D打印的風(fēng)暴正席卷全球,，作為其中最關(guān)鍵部分的材料無疑正成為攪動這場風(fēng)暴的風(fēng)口浪尖,。3D打印在成為全球高端智能制造業(yè)基礎(chǔ)裝備的同時(shí),，也正在將觸角伸向人類社會生活的方方面面。而隨著3D打印技術(shù)的逐步成熟發(fā)展,，3D打印也正在從工業(yè)制造應(yīng)用向生物醫(yī)學(xué)等生活應(yīng)用蔓延,，一場新的產(chǎn)業(yè)變革正在成為3D打印的后來之“機(jī)”。
3D打印技術(shù)制備生物醫(yī)用高分子材料的研究進(jìn)展

2010年,，中國已經(jīng)成為世界第一制造業(yè)大國,。而隨著中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展邁入“新常態(tài)”,，以往的高投入、高能耗,、高增長將一去不返,，中高速增長，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級,，從要素驅(qū)動,、投資驅(qū)動轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動已成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主流，而3D打印等創(chuàng)新數(shù)字化生產(chǎn)模式正受到全球眾多國家政府和企業(yè)的青睞,。正如中國工程院盧秉恒院士在第二屆3D打印產(chǎn)業(yè)大會（上海）暨首屆SAMA國際論壇演講中所言,，“當(dāng)前全球正在興起新一輪數(shù)字化制造浪潮，發(fā)達(dá)國家為應(yīng)對制造業(yè)競爭力的下降,，大力倡導(dǎo)‘再工業(yè)化,、再制造化’，抓手就是3D打印等先進(jìn)制造技術(shù),�,！�
習(xí)大大發(fā)話：3D打印、人工智能等新技術(shù)不斷涌現(xiàn),，但尚未形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)

3D打印為代表的先進(jìn)制造成為各國政府搶占的戰(zhàn)略高地,。
3D打印也稱為增材制造，是快速成型技術(shù)的一種,，即以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料或光敏材料，來構(gòu)造物體的技術(shù),。增材制造與傳統(tǒng)減材制造相比,，無需原胚和模具就能直接根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)，通過增加材料的方法生成任何形狀的物體,，簡化產(chǎn)品的制造程序,，提高效率并降低成本。

有數(shù)據(jù)顯示,，2010年-2014年3D打印的年復(fù)合增長率達(dá)到30.9%,；2014年，全球3D打印產(chǎn)品和服務(wù)產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到41.03億美元,，同比增長35.2%,，實(shí)現(xiàn)了18年以來的最快增速。2015年,，全球增材制造和3D打印市場銷售額達(dá)到51.65億美元,，與2014年相比增長了10億美元出頭，增長率達(dá)到25.9%,。

數(shù)據(jù)來源：Wohlers,，新材料在線整理

根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)沃勒斯發(fā)布的3D打印產(chǎn)業(yè)報(bào)告顯示,，去年全球3D打印市場復(fù)合增長率為25.9%，規(guī)模增長了近10億美元,，目前已達(dá)到了近52億美元。隨著技術(shù)體系逐步完善,、應(yīng)用領(lǐng)域加速拓展以及產(chǎn)業(yè)鏈不斷形成,，全球3D打印市場或?qū)⒂瓉肀�發(fā)式增長。

“從今年國際國內(nèi)3D打印市場發(fā)展來看,，明顯感覺到3D打印開始步入快車道,，社會各界從3D打印概念階段開始向應(yīng)用階段快速轉(zhuǎn)變�,！敝袊�3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行理事長,、世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟首席執(zhí)行官羅軍此前在接受記者采訪時(shí)表示，中國3D打印企業(yè)的總數(shù)接近或超過中國之外的全球3D打印企業(yè)的總和,。

申萬宏源證券研究員曲偉認(rèn)為,，國內(nèi)3D打印市場過去四年連續(xù)翻倍增長，2015年中國市場規(guī)模在78億人民幣左右,，3D打印產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于爆發(fā)期,，而中國是增長最快的市場之一。在政策層面,，2015年2月工業(yè)和信息化部,、發(fā)展改革委、財(cái)政部研究制定了《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016年)》,。

上述計(jì)劃由工信部,、發(fā)改委和財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)的計(jì)劃提出目標(biāo)：到2016年，中國將初步建立較為完善的增材制造產(chǎn)業(yè)體系,，整體技術(shù)水平保持與國際同步,，在航空航天等直接制造領(lǐng)域達(dá)到國際先進(jìn)水平，在國際市場上占有較大的市場份額,。世界四大會計(jì)事務(wù)所之一的Deloitte（德勒）波蘭分部近日對發(fā)布了一份3D打印行業(yè)展望報(bào)告,，認(rèn)為全球3D打印市場的當(dāng)前規(guī)模約為48億美元，而到2020年則有望達(dá)到205億美元,。

工業(yè)和信息化部部長苗圩認(rèn)為,，有了3D打印技術(shù)以后，可以最大限度地滿足每個(gè)消費(fèi)者個(gè)性化需求,，當(dāng)然現(xiàn)在還處于一個(gè)發(fā)展階段,。對于一些特別復(fù)雜的，很難加工,、又無需批量化的零部件,，3D打印具有強(qiáng)大競爭優(yōu)勢,。由于這種技術(shù)的變化，可能對傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式帶來一個(gè)革命性的變化,。種種跡象就顯示,，3D打印正成為全球競爭的焦點(diǎn)。
國務(wù)院副總理馬凱：加快推進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展

在3D打印發(fā)展如火如荼之際,，關(guān)鍵性材料卻成為了3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的攔路虎,。
“3D打印發(fā)展的關(guān)鍵在材料，未來3D打印材料將爆發(fā)巨大生命力,，可能占據(jù)3D打印產(chǎn)值30%以上份額,。我們一定要做好3D打印材料這篇大文章，縮小與國際差距,�,！敝袊�工程院院士、中��3D打印材料理事會主席周廉認(rèn)為,，目前3D打印行業(yè)所使用的高分子材料,、金屬材料大多依賴進(jìn)口，受制于人,，價(jià)格居高不下,，嚴(yán)重阻礙了我國3D打印的市場應(yīng)用和推廣。人們過度關(guān)注3D打印設(shè)備,，而忽視3D打印材料,，要縮小我國3D打印與國外的差距，材料行業(yè)必須攜起手來,，提早布局,，搶抓機(jī)遇。
中國航天新突破,，3D打印部件從3kg減重到600g,，減重80%
羅軍也認(rèn)為，盡管目前應(yīng)用在3D打印領(lǐng)域的材料已達(dá)1000多種,，但是與傳統(tǒng)制造業(yè)比較,，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。部分尼龍材料,、陶瓷材料,、光敏樹脂材料和鈦合金等冶金粉末材料，我們基本依賴進(jìn)口,，嚴(yán)重影響了我國3D打印產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,。

3D打印材料的重要性已經(jīng)日漸顯現(xiàn)。
近日,，國務(wù)院印發(fā)《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,，對“十三五”期間我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展做了明確部署與安排,。其中，增材制造（3D打�,。┳鳛橥苿又圃鞓I(yè)升級的重要技術(shù)之一,，在《規(guī)劃》被多次提及強(qiáng)調(diào)。    《規(guī)劃》著重指出,，“十三五”期間重點(diǎn)突破鈦合金,、高強(qiáng)合金鋼、高溫合金,、耐高溫高強(qiáng)度工程塑料等增材制造專用材料。
突破,，哈佛研發(fā)出超輕質(zhì)的3D打印陶瓷泡沫油墨

“3D打印快速成型材料基本上可以分為高分子材料和金屬材料兩大類,，高分子材料如光敏樹脂、ABS,、PC,、尼龍粉、石膏粉,、蠟等,，是目前主流的快速成型材料。金屬材料受快速成型工藝的局限及材料本身的限制,，應(yīng)用并不廣泛,�,！�3D Systems China市場部總監(jiān)張樂奎說,。有專注于3D打印的企業(yè)負(fù)責(zé)人表示，國內(nèi)對于3D打印機(jī)的需求主要集中于高分子材料研發(fā),，已經(jīng)被應(yīng)用于汽車,、航空航天、家電等領(lǐng)域,，而更多的應(yīng)用領(lǐng)域以及更廣泛的材料目前還有待進(jìn)一步研究拓展,。

國產(chǎn)3D打印材料新突破
隨著3D打印市場的快速增長大，關(guān)鍵性材料在3D打印領(lǐng)域的機(jī)會正在不斷擴(kuò)大,。國內(nèi)多家上市公司和材料企業(yè)正加快在3D打印材料領(lǐng)域的擴(kuò)展步伐,。12月12日，鑫達(dá)集團(tuán)30萬噸生物復(fù)合材料項(xiàng)目及3D打印材料項(xiàng)目在四川南充簽約,。據(jù)了解,，此次鑫達(dá)集團(tuán)增材制造（3D打印）用復(fù)合材料項(xiàng)目投資3億元,，建設(shè)熔融沉積式增材制造絲材材料生產(chǎn)線4條,、選擇性激光燒結(jié)式增材制造粉末材料生產(chǎn)線1條，產(chǎn)品主要用于3D打印,、醫(yī)療器械,、生命科學(xué)等領(lǐng)域。
鑄鍛銑新工藝突破金屬3D打印前沿技術(shù)

“3D打印材料近兩年來增長尤其迅猛,。鑫達(dá)集團(tuán)希望未來5年,，從現(xiàn)在90%左右的產(chǎn)品賣到汽車領(lǐng)域，擴(kuò)充到高鐵,、飛機(jī)包括食品包裝還有醫(yī)用耗材,，包括新能源等更多領(lǐng)域�,！宾芜_(dá)集團(tuán)總經(jīng)理馬慶維告訴新材料在線,，只要是高端的、符合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的鑫達(dá)就要進(jìn)入,，這是未來的變化,，就是領(lǐng)域要擴(kuò)充。金發(fā)科技,、銀禧科技等上市公司在3D打印高分子材料領(lǐng)域也正加快布局,。

此前的2015年6月，金發(fā)科技獲得全球領(lǐng)先聚乳酸生產(chǎn)廠商N(yùn)atureWorks官方推薦為亞太唯一3D打印專用料供應(yīng)商,。金發(fā)科技從2013年開始投入3D打印專用料研發(fā),，目前基于NatureWorks IngeoTM開發(fā)出數(shù)十種牌號的ECOPOND®3D打印專用料。使用該系列產(chǎn)品生產(chǎn)的3D打印線材,，無臭無味,，線徑穩(wěn)定，在市面主流3D打印設(shè)備上打印連續(xù)穩(wěn)定,，打印制件綜合性能優(yōu)異，與ABS,，PA,，PET相比具有低碳足跡的特點(diǎn)。

“3D打印項(xiàng)目主要研究方向?yàn)橛糜?D打印技術(shù)的高性能高分子復(fù)合材料研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,，開發(fā)低成本,、高性能的成形材料，推動3D打印技術(shù)的應(yīng)用普及,。具體包括高性能尼龍（PA）復(fù)合材料,、功能化聚醚醚酮（PEEK）復(fù)合材料、低成本多功能ABS復(fù)合材料等三方面的產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化�,！便y禧科技董秘鄭桂華在接待機(jī)構(gòu)投資者時(shí)表示銀禧科技研發(fā)的尼龍粉開始量產(chǎn),，該產(chǎn)品是之前一直是國外企業(yè)所壟斷，目前銀禧科技是國內(nèi)能生產(chǎn)該產(chǎn)品的少數(shù)幾家企業(yè)之一,。在金屬3D打印材料領(lǐng)域,，國內(nèi)材料企業(yè)也正在積極布局。

“越是復(fù)雜的構(gòu)造,，使用金屬3D打印越是‘合算’,，因?yàn)樗�可以制造幾乎無限復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，而這些結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)工藝無法實(shí)現(xiàn),�,！蔽靼层K力特激光成形技術(shù)有限公司賈鑫表示，目前可用于3D打印的金屬有40多種,�,！叭绻�說3D打印是顛覆級的應(yīng)用，那金屬3D打印無疑是站在塔尖,。”蘇州英納特納米科技有限公司董事蒲峰告訴新材料在線,，目前國內(nèi)3D打印金屬材料沒有太多的核心技術(shù)，國內(nèi)金屬粉末品質(zhì)尚不夠穩(wěn)定,，同時(shí)成本居高不下,，能夠批量供應(yīng)的企業(yè)還不多,。據(jù)浦峰介紹，目前鈦基材料是應(yīng)用最廣的3D打印金屬材料,，廣泛應(yīng)用與航天航空、軍工,、醫(yī)療器材等領(lǐng)域,。
分析金屬3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景

近日，全球知名的高科技企業(yè)瑞士歐瑞康(Oerlikon)宣布,，將斥資5000萬美元在美國新建一座工廠,，用于開發(fā)和生產(chǎn)金屬材料，包括用于3D打印技術(shù)的金屬粉末。同時(shí),，這家公司收購了德國金屬3D打印公司citim,，旨在從本質(zhì)上增強(qiáng)自己的3D打印能力,。3D打印關(guān)鍵性材料的“缺失”已經(jīng)成為影響3D打印產(chǎn)業(yè)騰飛的桎梏，如何尋找到優(yōu)秀的新材料企業(yè)和優(yōu)質(zhì)的3D打印材料成為了整個(gè)產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn),。  


來源：新材料在線