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【中國智能制造網(wǎng) 智造快訊】如今，世界各國都從政策、資金等多個層面積極推動3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在世界各國的共同倡導下，3D打印材料研發(fā)活動日益頻繁，新型材料紛紛涌現(xiàn)，這為3D打印在醫(yī)療、教育、建筑領域的規(guī)模化應用提供著堅實的物質(zhì)基礎。
3D打印材料研究加速 金屬類材料前景良好
近幾年，隨著3D打印行業(yè)的不斷發(fā)展，3D打印材料市場規(guī)模也不斷擴張。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，3D打印材料市場規(guī)模近5年來一直保持著20%以上的增長態(tài)勢，處于快速發(fā)展時期。僅2017年，3D打印材料市場規(guī)模就超過了26億美元，較上年增長超過31%。
從總體來看，目前市場上出現(xiàn)的3D打印材料主要有ABS塑料材料、PLA材料、橡膠類材料、金屬粉末材料、陶瓷材料以及近幾年新推出的復合型石膏粉末、環(huán)氧樹脂和蠟制材料等。為更好的滿足各行業(yè)發(fā)展的實際需求，各國研究人員紛紛加快了3D打印新型材料的研發(fā)速度。
據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，從2010-2017年，3D打印材料的zhuanli申請數(shù)量整體呈現(xiàn)出波動增長趨勢。2009-2013年，3D打印材料申請zhuanli數(shù)量平穩(wěn)發(fā)展。從2014年開始，3D打印材料的zhuanli申請數(shù)量逐漸迎來爆發(fā)。2017年，3D打印材料的zhuanli申請數(shù)量已經(jīng)超過了1040項。
在3D打印新型材料研發(fā)廣受各國重視之時，許多高性能的3D打印材料加快被研發(fā)出來，并應用于航天航空、醫(yī)療器械、汽車制造等多個領域。在多種3D打印材料中，鈦合金、鋁合金、不銹鋼等金屬類材料所占比重超過40%，這些材料在工業(yè)機械、汽車制造領域應用較為廣泛，而這一切，與金屬類材料自身所具備的多種優(yōu)勢是分不開的。
具體來講，金屬類材料具有良好的力學強度和導電性，其所具備的純凈度高、粒徑分布窄、含氧量低等優(yōu)點尤其受到研究人員的認可。就不銹鋼而言，不銹鋼所具備的耐化學腐蝕、耐高溫和力學性能良好等特性，可以使產(chǎn)品的穩(wěn)定性得到進一步保障，并降低產(chǎn)品制作成本。
目前，應用于金屬3D打印的不銹鋼主要有三種：奧氏體不銹鋼316L、馬氏體不銹鋼15-5PH、馬氏體不銹鋼17-4PH。其中，奧氏體不銹鋼316L具有高強度和耐腐蝕性，適應多種溫度環(huán)境，因而被應用于航空航天、石化等多種場景。除了不銹鋼外，鈦合金、工具鋼等金屬類材料的應用范圍也較廣。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，3D打印金屬類材料不僅在目前擁有較為廣闊的應用空間，其在未來的應用潛力也十分巨大。在多種材料中，金屬類材料和塑料類材料是將成為未來3D打印材料發(fā)展的一大趨勢，這兩類材料的zhuanli申請數(shù)量占比有望超過50%；此外，隨著未來電子產(chǎn)品行業(yè)和醫(yī)療器械行業(yè)的發(fā)展，高分子化合物材料、纖維素類3D打印材料的市場需求量也將進一步增多。
實際上，隨著3D打印技術的不斷成熟，采用統(tǒng)制造技術制作定制化產(chǎn)品時出現(xiàn)的生產(chǎn)成本高、消耗資源大、耗時長等缺點已經(jīng)逐步被克服，3D打印的應用范圍也慢慢由宏觀鑄造向著微觀購件轉變，而要想實現(xiàn)較好的效果，就需要技術、材料等的支撐。
3D打印材料作為3D打印的重要物質(zhì)基礎，其發(fā)展狀況直接制約著3D打印技術的發(fā)展。今后，隨著3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模日益擴大，3D打印材料在整個行業(yè)中的地位將變得越來越重要，各行業(yè)對金屬3D打印材料的需求量會進一步增多。
在實際的操作過程中，研究人員通過深入研究各類材料的加工、結構、屬性之間的關系，將進一步明確每種材料的優(yōu)點和局限性，從而促進3D打印材料性能的全面釋放。今后，在世界各國研究人員的共同推動下，3D打印材料的種類將更加豐富。
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