与普通材料不同的是,3D打印材料需要应用特有的技术进行制备,来满足3D打印产品及3D打印设备对材料的特殊要求。根据所使用的3D打印技术的不同、制造的零件用途不同,所需要的材料也不相同。
金属3D打印材料主要是金属粉末,主要材质包括钴基合金、不锈钢、工具钢、模具钢、镍基合金、钛及钛合金,以及各系铝合金等。
据有关数据分析报告显示,未来市场3D复合打印材料的规模将不断增加,金属材料的应用也会逐年上升,预计2022年复合材料有望达到1.11亿美元,3D打印金属材料的市场规模达到8亿美元,金属材料的研发生产将有更广阔的市场空间。
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原材料自主可控发展、工艺过程及质量一致性控制、工程化生产中合格率、生产效率、批次稳定性和可靠性,行业标准制(质量控制、验收、考核标准和规范等)。
请几位嘉宾分别发表各自看法和促进增材制造材料产业发展的建议。
3D打印金属材料要有自己的牌号体系
因为增材制造设计的材料现在主要还是沿用以前的锻件牌号,增材制造的工艺特点决定冷速快、组织和锻件有区别。现有的材料体系和增材制造的工艺匹配性是不高的,对于高校和企业来说它的主要问题应该是研发出适合增材制造工艺技术的独有材料体系或者牌号。不同行业需求,定制不同的3D打印金属材料
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因为他们必须依赖于使用投影。电致发光(EL)油墨作为一种解决此问题和探索显示新器制造方法的方式已在人机交互行业中流行。可以使用丝网印刷,旋涂或棒涂技术等方法沉积油墨水。然而,这些工艺限于二维基板,因此可能产生的显示器形状范围有限。液压印刷已经被证明具有在3D对象上创建显示的潜力,但是还没有在弯曲表面上成功显示出来。因此,可以创建的形状仍然是有限的。
用EL材料创建复杂的形状是具有挑战性的。
日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品,而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来,**终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说,3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备,比如打印一个机器人、打印玩具车,打印各种模型,甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。[3]
3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式,并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、聚乳酸、ABS树脂、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。 品控问题、产能问题,还有利润、资金等等问题,都是发展过程中的痛点。
我结合威拉里的情况说一说。现在增材制造在国内已经发展得非常好,从业人员也很多了,发展势头和市场增速都非常快。我们主要是从应用端出发,以应用的需求来引导公司的产品开发。各行各业在材料使用过程中的诉求都不一样,比如模具更要求物料接触面的性能,航空航天关注高温力学性能和内部缺陷,医疗行业在意生物相容性等。我们针对具体的应用需求和工艺要求,开发特定专属的的牌号,也有根据使用情况对现有的成分进行调制,到目前为止已经有十多款新材料。另外我们也在高性能材料体系的研发上做一些探索。举个例子,我们和上交一起做的陶瓷铝合金粉末材料,在商飞等领域已经有了应用,强度可以做到530MPa以上,并且可以针对不同的力学性能、不同的模量需求,可以进行设计定制。但是这些工作还是远远不够,还有很大的空间需要做。3D打印设备替换雕刻机,对场地环境的要求。张家港3D打印服务上门服务
还有在国家层要求的国产化的替代,从材料、装备、工艺、服务。张家港3D打印服务上门服务
我们针对具体的应用需求和工艺要求,开发特定专属的的牌号,也有根据使用情况对现有的成分进行调制,到目前为止已经有十多款新材料。另外我们也在高性能材料体系的研发上做一些探索。举个例子,我们和上交一起做的陶瓷铝合金粉末材料,在商飞等领域已经有了应用,强度可以做到530MPa以上,并且可以针对不同的力学性能、不同的模量需求,可以进行设计定制。但是这些工作还是远远不够,还有很大的空间需要做。威拉里新材料是徐矿公司投资组建的公司,母公司徐矿集团是国内大型的能源集团公司,公司下辖的很多煤矿的井下条件都各有不同,比如岩层、瓦斯、酸碱度等,各个工况都会对材料都会有专门的性能需求,类似这样的需求案例还有很多,威拉里也希望各位能和我们一起投入到新材料开发的工作中来。张家港3D打印服务上门服务
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