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| 我國3D打印用特種粉體材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀與趨勢 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-02-26 10:16:03 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）3D打?。ㄔ霾闹圃欤┘夹g(shù)目前已經(jīng)成為全球最關(guān)注的新興技術(shù)之一，其專(zhuān)用材料尤其是高性能金屬構件激光直接制造用特種粉體材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景很好。本文對3D打印用特種粉體材料產(chǎn)業(yè)國內外發(fā)展現狀及未來(lái)趨勢進(jìn)行了闡述。
3D打印機效果圖
世界各國正在不斷加強3D打印技術(shù)的研發(fā)及應用。歐盟和美國引領(lǐng)著(zhù)世界3D打印技術(shù)的發(fā)展，并在該技術(shù)的應用和推廣領(lǐng)域獲得先機。美國將“3D打印”研發(fā)中心作為新建的15個(gè)國家制造創(chuàng )新中心之首。歐洲也十分重視對3D打印技術(shù)的研發(fā)應用，日本著(zhù)力推動(dòng)3D打印產(chǎn)業(yè)鏈后端，不斷嘗試將本國已取得的技術(shù)成果在工業(yè)中進(jìn)行推廣和應用；我國地方政府也非常重視3D打印產(chǎn)業(yè)，珠海、青島、四川雙流、南京等地先后建立了多個(gè)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新中心和科技園。
全球3D打印產(chǎn)業(yè)的權威研究機構——美國沃勒斯公司發(fā)布的全球3D打印產(chǎn)業(yè)報告顯示，2012年全球3D打印市場(chǎng)總收入為22億美元，其中包括設備和服務(wù)。美國的產(chǎn)業(yè)收入大約占全球總收入的60%，傳統的制造業(yè)強國——德國和日本比較重視制造技術(shù)的革新，3D打印產(chǎn)業(yè)收入各約占全球的10%，中國作為未來(lái)巨大的應用市場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)收入已約占全球總收入的10%，有望成為世界3D打印產(chǎn)業(yè)的一極。據美國消費者電子協(xié)會(huì )最新發(fā)布的年度報告顯示，3D打印服務(wù)的社會(huì )需求量將逐年增長(cháng)，其產(chǎn)值到2017年有望增長(cháng)至50億美元。
我國3D打印產(chǎn)業(yè)現狀
3D打印技術(shù)在我國還處于發(fā)展初期，產(chǎn)業(yè)體量相對較小。同時(shí)，中國制造業(yè)各個(gè)環(huán)節對3D打印技術(shù)的認識還存在很多不足。從實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，截至目前3D打印并沒(méi)有實(shí)現成熟的產(chǎn)業(yè)化，從設備到產(chǎn)品再到服務(wù)仍停留在“高級玩具”階段。但是，國內從政府到企業(yè)，普遍認可3D打印技術(shù)的發(fā)展前景，政府和社會(huì )普遍關(guān)注未來(lái)3D打印技術(shù)將對我國現有的生產(chǎn)、經(jīng)濟、制造模式等造成的影響。
根據調研數據，目前，我國對3D打印技術(shù)的需求并非集中在設備上，而是體現在對3D打印用耗材種類(lèi)多樣性和對代理加工服務(wù)的需求上。工業(yè)客戶(hù)是我國采購3D打印設備的主力軍，他們所購買(mǎi)的設備主要用于航空、航天、電子產(chǎn)品、交通工具、設計、醫療、文化創(chuàng )意等行業(yè)。目前，3D打印機在中國企業(yè)的裝機量約500臺，年增速為60%左右。3D打印用材料的研發(fā)和生產(chǎn)潛在需求規模已近10億元/年，隨著(zhù)設備工藝的普及和進(jìn)步，規模還將迅速增長(cháng)。
國內3D打印用粉體材料研究現狀
目前，我國3D打印用材料大都由快速成型廠(chǎng)家直接提供，尚未實(shí)現第三方供應材料的模式，導致材料的成本非常高。同時(shí)，國內尚無(wú)針對專(zhuān)用于3D打印的粉末制備研究，對粒度分布、氧含量要求嚴格，有些單位采用常規的噴涂粉末替代使用，存在著(zhù)很多的不適用性。
在3D打印快速成型方面，研發(fā)和生產(chǎn)通用性更強的材料是技術(shù)提升的關(guān)鍵。解決好材料的性能和成本問(wèn)題，將更好地推動(dòng)我國的快速成型技術(shù)的發(fā)展。目前，我國3D打印快速成型技術(shù)使用的材料大多需從國外進(jìn)口，或設備廠(chǎng)家自己投入巨大精力和經(jīng)費研制，價(jià)格昂貴，致使生產(chǎn)成本提高，而國內該機器使用的材料其強度、精度都較低。3D打印材料國產(chǎn)化已勢在必行。
國內尚未針對3D打印技術(shù)用粉末開(kāi)展相應的研究。如粉末成分、夾雜、物理性能對3D打印相關(guān)技術(shù)的影響及適應性。因此針對低氧含量、細粒徑粉末的使用要求，尚需開(kāi)展鈦及鈦合金粉末成分設計、細粒徑粉末氣霧化制粉技術(shù)、粉末特性對制品性能的影響等研究工作。國內受制粉技術(shù)所限，目前細粒徑粉末制備困難，粉末收得率低、氧及其他雜質(zhì)含量高等，在使用過(guò)程中易出現粉末熔化狀態(tài)不均勻，導致制品中氧化物夾雜含量高、致密性差、強度低、結構不均勻等問(wèn)題。
國內合金粉末存在的主要問(wèn)題集中在產(chǎn)品質(zhì)量和批次穩定性等方面，包括：①粉末成分的穩定性（夾雜數量、成分均勻性）；②粉末物理性能的穩定性（粒度分布、粉末形貌、流動(dòng)性、松裝比等）；③成品率問(wèn)題（窄粒度段粉末成品率低）等。
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