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从中国制造2025技术路线图看 3D打印材料当前的问题
发布:lee_9124   时间:2015/11/17 19:49:29   阅读:669 
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在上一篇《中国制造2025技术路线图 点了哪些材料的名》中,我们可以看到技术路线中对前沿新材料做了规划。而前沿新材料中除了石墨烯、超导材料、智能仿生与超材料,还有近年来火热的3D打印材料。
 
同其他前沿材料不同,3D打印材料有一些特别。在“双创”的大背景下,全国各地都有各式各样的创新、创业展。这些活动,你或许难以见到石墨烯、超导材料、智能仿生与超材料,但一定能看到3D打印材料和3D打印。
 
 
 
我参观北京创新大会展上拍下的3D打印物件
 
在以往的涉及到新材料的扶持计划里,3D打印材料并不在列。而这一次,技术路线图对它做了一个较为详尽的规划。
 
既然是重要规划,那在技术路线图中提到的各项指标必然是至关重要的,但同时也是目前难以达到的。如果可以轻易达到,那也不用当做十年规划了。(可以从材料人网接受投稿的那篇锂离子电池的目标和现实的差距)。所以,我们可以从另一个角度看到,当前3D打印材料还存在哪些问题。
 


 
3D打印材料发展重点
 
 
 
首先,3D打印金属还是难关。技术路线图明确指明了3种3D打印用材料,分别是低成本钛合金粉末、铁基合金粉末、高温合金粉末,全部都是金属粉末。所以,技术路线图所谓的3D打印材料,基本等同3D打印金属粉末材料的发展路线。
 
这说明相对于塑料来说,3D打印驾驭金属粉末还是不成熟。这一点跟我们直观感受也很接近,市面上家用的、面向低端的多使用塑料,而工业级、中高端的朝金属粉末发展。
 
致密化是个大问题。技术路线图对铁基合金粉末、高温合金粉末都提出了要解决致密化问题,在关键技术和设备规划中再次提到了金属粉末致密化技术。
 
致密化程度不高,意味着材料内部有孔隙。这些孔隙的存在将极大地影响材料的力学性能,让材料很脆,抗腐蚀性能也不好,反映到零部件上就难以作为结构件。
 
而金属3D打印,目前主要是金属粉末送料,激光烧结成型,致密度方面还赶不上传统方法(部分材料除外)。所以3D打印金属粉末得到的零部件,与传统制造工艺的零部件的物理性能还有较大差距,难以匹敌。
 
而对于钛合金粉末3D打印,目前据称已经在大构件上力学性能没有问题,所以技术路线图提出要突破钛合金粉末低成本。
 
缺乏评价体系也是3D打印金属粉末的关键问题。技术路线图提出要建立金属粉末的评价技术、制品的评价体系。当然,这也是新材料在产业化过程中必然遇到的问题。
 
总体而言,从技术发展路线图的规划来看,3D打印金属粉末的市场有一个明确的定位:航空航天的复杂零部件打印用粉。同时就意味着十年内,其他领域暂时不是金属粉末的“菜”,所谓3D打印的“取代”、“颠覆”的论调,可能会让你们失望了。
 
 
来源:材料人网
 
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