中國3D打印材料是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵

越來越吸引了人們的眼球，不管是在航空航天、工藝制造還是在醫(yī)療領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域，3D打印都已經(jīng)或者說即將占據(jù)一席之地，可以說，3D打印已經(jīng)悄然進(jìn)入了我們的生活，更有人將3D打印看作是打開第三次工業(yè)革命大門的“金鑰匙”。然而美國伊利諾伊理工大學(xué)日前公布一項(xiàng)“在室內(nèi)進(jìn)行3D打印可能對(duì)人體有害”的研究結(jié)果，頓時(shí)讓“無死角”的3D打印生活蒙上了一絲陰霾。

工作時(shí)產(chǎn)生的有害“超細(xì)顆粒物”(UFP)主要源于其使用的原材料，據(jù)計(jì)算3D打印機(jī)的熱塑性材料在受熱工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生200億到2000億個(gè)細(xì)顆粒物，相當(dāng)于一支香煙的危害，研究表明這些細(xì)顆粒物有可能會(huì)引發(fā)白血病和心血管疾病。這樣看來，綠色健康的3D打印材料研究必然將成為關(guān)系到3D打印未來發(fā)展的重要課題。

的研發(fā)工作正是風(fēng)生水起，3D打印機(jī)的研究專家可謂不勝枚舉。但是，專門研究3D打印基礎(chǔ)材料方面的專家卻是屈指可數(shù)，從而造成了當(dāng)前3D打印的綠色健康基礎(chǔ)材料比較欠缺，從而造成了一些致力于綠色健康打印的廠商“難為無米之炊”的局面。與此同時(shí)，環(huán)保的3D打印原材料匱乏也必然會(huì)影響到應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。據(jù)悉，3D打印所需的進(jìn)口樹脂材料高達(dá)2000元/公斤，成本之高既不利于3D打印的普及和推廣又給投機(jī)生產(chǎn)商種下了犯錯(cuò)的隱患。

　　所以，3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急就是開發(fā)和研制出健康環(huán)保的原材料來，這一方面需要有關(guān)部門加大環(huán)保材料研發(fā)的資金保證，把錢用在造福人類的刀刃上，另一方面還需要科研人員多注重基礎(chǔ)材料的研究，把注意力放在3D打印環(huán)保材料的研發(fā)上，坐得住冷板凳。

　　只有3D打印環(huán)保材料的研發(fā)問題解決了，阻礙3D打印機(jī)普及和推廣的瓶頸才會(huì)隨之解決。只有材料健康了，人們才能更放心地接受和使用3D打印產(chǎn)品，只有成本降低了，才能讓3D打印走進(jìn)普通人的日常生活。只有材料問題解決了，3D打印產(chǎn)業(yè)才會(huì)有更加廣闊的發(fā)展空間。正如世界3D打印設(shè)備領(lǐng)域的某頂尖供應(yīng)商大中華區(qū)總經(jīng)理吳承軒所說，“3D打印的關(guān)鍵是設(shè)備，而關(guān)鍵的關(guān)鍵則是材料。”

　　一、高端材料掣肘3D打印產(chǎn)業(yè)

　　“材料瓶頸已經(jīng)成為限制3D打印發(fā)展的首要問題。因?yàn)槲磥?D打印的真正發(fā)展將在高端領(lǐng)域即工業(yè)應(yīng)用，而目前高端打印材料的發(fā)展尚無法滿足3D打印技術(shù)發(fā)展的需要。”浙江省釬焊材料與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、浙江亞通焊材有限公司高級(jí)工程師劉平在接受筆者采訪時(shí)表示。

　　隨著3D打印越來越受到人們的關(guān)注，相關(guān)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(shè)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(shè)備和軟件，對(duì)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(jí)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(jí)打印機(jī)，即選擇性激光燒結(jié)(SLS)和選擇性激光熔化(SLM)技術(shù)。

　　“目前在工業(yè)級(jí)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(qiáng)度不夠；第四，材料對(duì)人體的安全性與對(duì)環(huán)境的友好性的矛盾；第五是材料標(biāo)準(zhǔn)化及系列化規(guī)范的制定。