透视3D打印:资本的视角
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3.6 3D打印材料发展展望

3.6.1 目前3D打印材料存在的问题

除了技术问题外,材料问题是3D打印遇到的最大瓶颈。目前,我国的3D打印材料发展还存在以下问题(26),亟待改进:

(1)3D打印材料供给不足。目前国内企业尚不具备完备的生产3D打印材料能力,大部分仍依赖进口,尤其是金属粉末材料。此外,我国3D打印材料质量不稳定、品种较为单一,与美国、德国等技术较为先进的国家相比还存在一定差距。

(2)材料成本高昂。这是国际上较为普遍的问题。目前大部分国外3D打印厂商采取设备和材料捆绑销售的策略,提高了粉末材料的价格。

(3)3D打印材料的产业化应用仍不充分。目前国内的3D打印产业还处于发展初期阶段,大部分3D打印材料由厂家直接提供,第三方供应通用材料的模式还没有形成。

(4)缺少3D打印材料方面的实施标准。3D打印材料多为小批量、个性化生产,但我国还没有建立完整的行业标准,包括对粉末材料的粒度分布、松装密度、氧含量、流动性等参数的要求,对生产企业和下游客户的生产和使用造成困难。

3.6.2 打印材料发展进展

近年来,越来越多的新材料在3D打印领域得到应用。例如,3D Systems公司在其ProJet 5500X材料喷射系统中引进了VisiJet elastomer光敏树脂材料,同时在ProJet 1200系统中增添了多种新的VisiJet树脂(27)。FTX Cast是一种适用于首饰铸造的蜡—树脂混合物。其中FTX金色和银色可用于珠宝展示模型,另外还有灰色和透明两种颜色。

Envisiontec增加了两种新材料。Ortho Tough 3SP是一种耐用材料,适用于矫正模型制造。E-appliance是一种白色、纳米填充树脂,同样适用于矫正模型的制作。

牛津性能材料公司(OPM)新添了两种PEKK激光烧结粉末,适用于航空航天和工业级应用。其中一种石墨打印材料是填充碳、灵活,类似于聚丙烯的激光烧结粉末。而钻石塑料GmbH则为聚丙烯和高密度聚乙烯的复合材料。该公司称这两种材料均为100%可回收。

3.6.3 3D打印材料未来展望

3D打印技术对原材料的要求较为苛刻,如激光工艺要求所选材料要以粉末或者丝棒形态供应。未来,3D打印材料追求的目标仍将是:

(1)更多种类材料的研发和应用;

(2)材料性能与工艺良好匹配;

(3)实现更高的制备精度和更低的成本;

(4)特种材料的开发,实现不同细分领域的应用。

从行业发展的角度来看,整个3D打印产业链都存在巨大的潜在发展空间。就打印材料而言,在生产水平和技术标准不断发展和推广的基础上,专业化的材料供应企业的发展是大势所趋。从个人消费到工业制造,无论是哪个领域引来快速增长,对于耗材的需求都必不可少。

未来,更多样化的3D打印材料将会面世。如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术。

从我国3D打印材料的发展来看,国内的材料供应形势不容乐观。未来3D打印材料的国产化将是大势所趋。针对国内的打印材料短板,我国应该完善3D打印材料的相关标准的建立,加大对材料研发和产业化的技术和资金支持。


(1) 余冬梅,方奥,张建斌.3D打印材料[J].金属世界,2014(5):6-13.

(2) 中国3D打印网.3D打印材料详解[EB/OL].http://www.3ddayin.net/3ddayincailiao/qitacailiao/4932.html.

(3) 孙聚杰.3D打印材料及研究热点[J].丝网印刷,2013(12):34-39.

(4) 杜宇雷,孙菲菲,原光,翟世先,翟海平.3D打印材料的发展现状[J].徐州工程学院学报(自然科学版),2014,29(1):20-24.

(5) 林湖彬,杜崇铭,张姿,邓淑玲,林志丹.3D打印材料的发展现状[J].科技向导,2014(35):238.

(6) 中新网.中国展示世界最大战机3D打印钛合金零件[EB/OL].http://www.chinanews.com/mil/hd2011/2013/05-28/207872.shtml.

(7) 南方日报.“打印”的飞机愈加普遍[EB/OL].http://epaper.southcn.com/nfdaily/html/2013-08/05/content_7213530.html.

(8) 王华明.大型钛合金结构激光快速成形技术研究进展[EB/OL].激光网.http://laser.ofweek.com/2013-01/ART-240015-8500-28664705_2.html.

(9) 科技日报.点“粉”成金3D打印材料比白银还贵[EB/OL].http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2015-04/15/content_299844.htm?div=-1.

(10) 钛工业网.2013年,英国金属材料制造商Metalysis宣称该公司首次开发出低成本的钛金属粉末[EB/OL].http://www.tiip.cn/NewsContent.asp?ID=3525&ParentID=1.

(11) 3D虎.山西卓锋钛业成功研制3D打印材料:球形海绵钛粉[EB/OL].http://www.3dhoo.com/news/qvwen/14494.html.

(12) 姚妮娜,彭雄厚.3D打印金属粉末的制备方法[J].四川有色金属,2013(4):48-51.

(13) 袁建鹏.3D打印用特种粉体材料产业发展现状与趋势[J].新材料产业,2013(12):19-23.

(14) 中关村在线.坚如磐石!3D打印铝合金可承重408公斤[EB/OL].http://oa.zol.com.cn/495/4959676.html.

(15) 陈松松.3D打印材料详细资料[EB/OL].百度文库.

(16) 中证网.聚乳酸:3D+环保新看点[EB/OL].http://www.cs.com.cn/gppd/zzyj/201303/t20130328_3924242.html.

(17) 筑梦创造.3D打印的车模DrivAer:汽车空气循环技术研究迈出了关键一步.[EB/OL]. http://www.mongcz.com/archives/235.

(18) 数字化企业网.食品3D打印的发展及挑战[EB/OL].http://articles.e-works.net.cn/3dp/Article123508_1.html.

(19) 中国经济网.听专家解析3D打印产业链[EB/OL].http://www.ce.cn/xwzx/gnsz/gdxw/201502/02/t20150202_4487756.shtml.

(20) 中商情报网.全球3D打印产业链全面分析报告汇总[EB/OL].http://www.askci.com/news/chanye/2014/09/10/16827wlaa.shtml.

(21) OFweek.未来3D打印材料领域的发展趋势[EB/OL].http://www.epenma.com/news/html/Market/9599.html.

(22) 中国3D打印门户网站.国产3D打印耗材突围战[EB/OL].http://www.3djishu.com.cn/3Djishuwenzhang/show.php?itemid=19.

(23) 光大证券.3D打印:新蓝海,寻找新蓝筹.

(24) 中证网.预计2014年中国3D打印产值翻一番有望达40~50亿元[EB/OL].http://news.xinhuanet.com/fortune/2014-06/23/c_126656714.html.

(25) 中国行业研究网.3D打印用特种粉体材料产业发展现状与趋势[EB/OL].http://www.chinairn.com/news/20140127/153131576.html.

(26) 曾昆.我国3D打印材料之殇及应对之道[J].资源再生,2014(9):25-27.

(27) Wohlers Report 2015.