2017年是3D打印迅猛發展的一年，從米其林首款3D打印概念輪胎Vision的亮相，到阿迪達斯宣布推出全球首款可量產3D打印運動鞋——Futurecraft 4D，到我國首次成功應用3D打印鈦合金零件的幹線民用飛機C919首飛成功，再到世界首個3D打印卵巢讓母鼠成功生出健康小鼠，實現醫學領域裏程碑式突破……3D在快速發展的同時也一次次帶給我們驚喜。
去年6月，國家質量監督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會批準《國民經濟行業分類》國家標準，增材製造裝備製造首次作為獨立的行業列入其中，政策表明，3D打印已從一種利基技術發展為生產獨特產品的行業。在本期，本刊編輯將從3D打印材料入手，與讀者分享近一年國內外研究機構及企業在3D打印塑料材料方麵的研發狀況，以及去年以來部分化工企業在3D打印領域的發展情況。
3D打印材料研發層出不窮
◆3D打印聚碸模助力降低成本提效率
在去年，美國Thermwood公司、應用複合材料工程公司（ACE）、Techmer PM公司和普渡大學複合材料製造及模擬中心共同合作生產了直升機複合材料部件，部件生產采用了通過3D打印出來的聚碸（PSU）模。
聚碸模及其成型部件在田納西AM2017增材製造大會上得以展示。據悉，該聚碸模的玻璃化溫度高達372 F，因此，能夠在高達350 F環境下加工部件，該溫度值足夠加工目前95%左右的複合材料部件。此外，Thermwood表示，通過增材製造可降低34％的成本，勞動時間減少69％。消息稱，合作方還計劃評估製造聚醚碸（PES）模具，因為聚醚碸可在更高的溫度下加工和作業。
◆俄科學家首創全新綠色3D打印材料
在剛過去的12月裏，據《俄羅斯報》報道，俄羅斯化學家發明了一種全新的3D打印材料，其本質是由大氣中的二氧化碳和水在陽光的作用下合成纖維素，科學家用這種纖維素製成獨特的PEF材料，3D打印機可用它打出各種產品。
這項世界首創的研究成果來自俄羅斯科學院有機化學研究所。根據其發布的消息，製備出的聚合物表現出較高的化學穩定性和耐氧化性，對化學溶劑也具有耐受性，在自然環境下不分解，而且可以多次重複使用。由於這種聚合物製成的產品具備較好的耐用性，因此它的應用範圍將會非常廣泛。
◆RepRap開發可在室溫下液態打印的PU材料
去年8月，德國FDM 3D打印機專家RepRap宣布與德國材料公司ebalta Kunststoff合作，為RepRap的液體增材製造（LAM）工藝開發一種新型聚氨酯（PU）材料配方。由於化學交聯，這種3D打印材料具有各向同性，它能在室溫狀態下進行液體打印，消除了FDM 3D打印機上的典型熔融過程。
這種PU材料最吸引人的地方在於它的靈活性。據介紹，它有一個“從軟到硬”的廣泛性能，適用於製造“原型”或“消費品的功能性模型”。用這種材料製成的打印件力學性能與注塑件相當，同時還能打印出比注塑件更複雜的部件。RepRap表示，這種聚氨酯具有優異的力學性能，適用於特殊應用，如那些需要高度耐磨性的應用，這意味著它幾乎適用於所有行業，尤其是汽車、航空和建築業。
◆Unitika開發可在打印後用手重塑的3D打印線材
去年，日本先進材料和化學公司Unitika開發了一種熱敏3D打印線材，由於這種聚合物在人體溫度下就能軟化，因此人們可以用手重塑該線材打印的物體。開發這種熱敏線材有很大的意義，如Torc2這樣的醫療設備製造商正在探索使用低溫線材生產特殊的3D打印夾板，使醫生可以直接在病人身上重塑這些夾板，另外一些公司也正在探索類似的技術。
Unitika並沒有提及此種新材料的醫療應用，但強調了這種聚合物線材的多功能性，並表示創客可以在打印後進行“精細的調整”和“用手進行精確、細致的加工”。這種有趣的特性為模型和藝術作品開辟了非常多的可能性。此外，Unitika表示，在高溫下（沸水或電烤箱）模型的形狀可以永久固定下來。Unitika還聲稱這種線材能順利進入擠出機，不會斷裂或變軟。
Unitika計劃在今年商業化推出此款3D打印材料，生產線材直徑為1.75毫米，可接受打印溫度在190-220°C之間，打印床的溫度則不能超過45°C。
化工企業也來分一杯羹
◆巴斯夫成立3D 打印公司
去年9月，巴斯夫3D打印解決方案有限公司在位於德國海德堡的InnovationLab GmbH的基地內成立。作為巴斯夫新業有限公司旗下的全資子公司，新公司主要致力於建立和拓展3D打印材料、係統解決方案、組件和服務等業務，主要麵向希望在工業生產中使用3D打印的客戶，如汽車製造、航空和消費品等行業。為了開發和測試各種解決方案，新公司還將接管並擴建巴斯夫新業有限公司旗下屬於Deutsche Nanoschicht公司在海德堡的3D打印應用技術中心。
為增強3D打印業務，除成立新公司外，巴斯夫新業有限公司還收購了總部位於荷蘭埃曼的線材生產商Innofil3D的全部股權。作為業內領先的高價值定製線材（細長的塑料纖維）生產商，該公司的熱塑性線材將進一步完善巴斯夫3D打印產品組合。通過此次收購，巴斯夫進一步完善了價值鏈的布局，這使巴斯夫不僅能提供用於3D打印的塑料顆粒，還可深入到下一加工層麵——線材。
此外，早前巴斯夫就已入駐惠普的材料平台。據了解，惠普的平台是為豐富3D打印的材料供應，通過擴大可用材料調色板和擴大供應商範圍來鼓勵廣泛使用3D打印技術。目前惠普材料生態係統已包括阿科瑪、巴斯夫、贏創、漢高、萊曼&沃斯等在內的眾多領先品牌。
◆科萊恩正式推出3D打印業務
在剛過去的12月裏，特種化學品全球領導者科萊恩宣布推出全新3D打印業務，以滿足快速變化的3D打印市場對高品質及定製3D打印線材的需求。由於科萊恩在使用顏料、添加劑和色母粒為廣泛終端市場應用定製聚合物方麵具備多年的專業經驗，因此科萊恩3D打印新業務也將充分利用這方麵的經驗，提供高品質的3D打印線材及定製解決方案。
科萊恩 3D 打印線材
得益於科萊恩在材料、應用以及生產方麵具有專業的知識及豐富的經驗，使其能夠與客戶緊密合作，選擇合適的聚合物、添加劑和著色劑，以滿足終端使用部件所需的特殊性能。除定製材料外，科萊恩還提供全線優質常規材料，此外，科萊恩生產的3D打印材料可提供靈活可選的批量規格，能夠滿足客戶的特定需求。
◆杜邦3D打印線材開始在中國區域發售
12月，杜邦也宣布消息稱，將通過深圳光華偉業股份有限公司（eSUN易生）向中國客戶發售用於3D打印的杜邦™Hytrel®熱塑性彈性體和杜邦™Zytel®尼龍線材。其中Hytrel® 3D打印材料具有高柔韌性、高耐熱性和耐化學腐蝕性的同時兼具高強度和持久性，供客戶靈活製造所需部件，使用Hytrel®規格材料打印出的部件，其全方麵機械性能均可與注塑產品相媲美。客戶還能使用Zytel® 3D1000FL材料製造高強度的硬質功能性部件，采用Zytel®材料打印的部件具有超高強度及熱變形溫度，翹曲度和濕度敏感性低，同時表麵也相當美觀。
杜邦高性能材料事業部大中華區業務總監曾清樹先生表示，杜邦最新推出的3D打印線材產品能滿足中國3D打印行業快速增長的需求。杜邦3D打印產品可以讓用戶享受3D打印技術帶來的種種便利，包括：更大的產品設計自由度、減重、縮短產品開發周期等，大幅提升功能性樣件製作、部件生產、加工和定製的效率。這些可應用於汽車、電子、運動鞋材、耐用消費品等各行業領域。
◆漢高將建新廠繼續開發3D打印專用粘合劑
2016年，德國漢高(Henkel)開始為3D打印應用研發專用粘合劑，由此正式與3D打印結緣。而在去年，為進一步拓展3D打印粘合劑的研發業務，這一全球知名的化工巨頭再次向前邁進，宣布將斥資數百萬歐元在愛爾蘭的塔拉特建設一座3D打印工廠。
根據漢高發布的消息，該工廠會重點開發專用於SLA(光固化)、DLP(數字光處理)和CDLP等工業級聚合物3D技術的材料，此外還會同步研發用於產品後處理的材料。值得一提的是，除了光敏樹脂，漢高還計劃開發用於其它3D打印技術的材料，比如最常見的熔融沉積(FDM)所需的線材，以及更高級的選擇性激光燒結(SLS)所需的粉末。另外，漢高還計劃繼續開發熱熔粘合劑，這種化學品在3D打印汽車零部件、醫療設備等方麵都有著很大用途。
結語
3D打印技術目前正迅速發展，由市場研究機構沃勒斯發布的報告可知：過去7年3D打印全球年平均增長率超過28%，2017年全球總銷售額達60.63億美元。展望未來，3D打印市場還將進一步擴大，技術的應用範疇也將越來越廣，期待未來3D打印帶來更多驚喜。
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