2019年,全球3D打印產業規模達119.56億美元,增長率為29.9%,同比增長增加4.5%。放眼國內,國內2019年3D打印產業規模達157.47億元,較2018年實現大幅提升。2020年,國內3D打印產業又站立在了變革與創新的前沿陣地上。
陶瓷材料具有高硬度、高強度、耐高溫、低密度、化學穩定性好、耐腐蝕等優異特性,是三大固體材料之一。目前,陶瓷3D打印制備的主要有氧化鋯陶瓷、氧化鋁陶瓷、磷酸鈣陶瓷等。
常見的幾種陶瓷3D打印結構設計包括夾層結構、仿生結構、點陣結構、個性化設計四種。其中,夾層結構的優勢在于吸音、隔熱、耐疲勞、質量較輕、彎曲強度大、抗失穩能力強;點陣結構的優勢在于節省材料、減輕重量、均勻分解外部載荷,保證承載能、用作植入物時與人體組織密切融。
實現陶瓷材料3D打印技術需要依靠兩個系統,一是計算機軟件系統,即用來進行結構和圖形的設計,并將其轉換成通用的代碼語言;二是接收指令的運作系統,即用來輸出打印最終的成品。
從具體過程來看,通過陶瓷墨水的輸送進行3D打印。如果想要顏色的漸變,在原料中可以添加不同的顏色粉料就可以達到效果。在專業的機械化操作下,陶瓷工藝品的成品率高,造型精美且別具一格。
總結起來,3D打印可以讓陶瓷的細節呈現更加細膩、生動新奇、立體感更強,色彩也更加豐富多變,在基本模型的基礎上,通過3D打印技術可以將陶瓷任意縮小放大,并及時修復陶瓷上的瑕疵、缺陷。與其他材料相比,陶瓷更具美感,觸覺性也更為優越,在化學抗性以及生物相容性方面表現出眾,所以陶瓷3D打印常常會用于3D打印的醫學應用當中。
一件3D打印陶瓷產品的呈現,總需要借助相應的設備。運用陶瓷3D打印機后,一向以塑料和金屬為材料的3D打印可以使用特制的專屬泥料作為原料進行打印,使心中創意造型很快變為實物;陶瓷極速干燥箱則是在打印完成后,快速為瓷坯干燥上釉;然后送入陶瓷快速燒成爐進行燒制,一件陶瓷作品制作完成。國際瓷都江西景德鎮多所科研院校及企業都已引入3D打印相關技術及設備。
據調研報告《2020年陶瓷增材制造》預測,到2030年,陶瓷的增材制造市場將增長到31億美元,包括所有硬件、材料和相關零件收入。整個陶瓷市場,包括所有與傳統陶瓷(砂和水泥)相關的收入,到同年可能達到48億美元。
在工業4.0的大背景以及各國政府的大力支持下,預計未來十年,全球3D打印產業將仍處于高速增長期。據IDC預測,2020年全球3D打印產業產值將達289億美元。我國作為全球3D打印產業發展的大力推動者和促進者,將在3D打印行業標準制定、專業人才培養、前沿技術研發等方面投入更多的精力。
關鍵核心技術達到國際同步發展水平,工藝裝備基本滿足行業應用需求,生態體系建設顯著完善,在部分領域實現規模化應用,國際發展能力明顯提升,這些是2020年我國增材制造產業發展的目標。在2020年年底,我們或許能更全面、客觀的了解這些小目標的實現狀況。
責任編輯:tzh
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