俄开发更便宜塑料,可用于3D打印无人机、假体、机器人

3D打印与注塑竞争的可能性有多大?无疑,注塑工艺的优势在于大批量,而3D打印的优势在于小批量或者是用于非常复杂的设计。目前,要替代掉注塑工艺,3D打印的发展空间要么是小批量简单设计,要么是大批量非常复杂的设计。

而3D打印技术要想在小批量简单产品的生产工艺上取得一席之地,就需要在打印价格方面更便宜。3D打印技术要想在大批量复杂产品的生产工艺上获得比注塑工艺更大的优势就需要打印速度更快。

而除此之外,一个不容忽视的因素便是材料的价格了,当前3D打印的塑料材料价格是同牌号用于注塑的塑料价格的20到100倍。这使得3D打印想要与注塑竞争,除了提升效率,实现产品的复杂性,还面临着如何让材料价格更具吸引力的现实挑战。

俄罗斯Kabardino-Balkarian州立大学的科学家说他们已经发明了一种新型的多功能高分子材料,可用于3D打印无人机、假肢和机器人。生产成本将大幅降低,使得这种塑料可用于广泛的3D打印使用。

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这个项目是在普京发起的先进研究项目基金(FPI)的支持下进行的,俄罗斯对FPI的作用报以很高的期望值,希望这一举措能够结束俄罗斯20年在军事科学领域近乎停滞的状态。

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当然,这种先进的塑料可以用于国防应用,也可以使许多其他科学研究领域受益。实验室的研究员Svetlana Kashirova最近证实的事实中就揭示了一系列令人振奋的信息,这些成功将推动3D打印塑料走向更广泛的应用领域。

这种新的多功能高分子材料是从2014年开始进入开发阶段的,并能为3D打印机用户提供许多优势,包括更短的生产时间、低损耗和高纯度的材料。

不仅用于国防应用,这种材料也可以用于3D打印动力结构件、机械部件、机器人设备的复杂零件和太空服的元素。这种材料具有很高的生物惰性,使它适合在医学领域中的应用。

此外,这些材料具有耐化学腐蚀、防火、耐热和抗冻性,可用于高温或者辐射暴露的环境中。这使得这种新材料的使用潜力颇为广泛:航空航天工业、机械工程、石油和天然气工业,以及其他行业。

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在3D打印塑料领域,除了原来老牌的企业包括Stratasys的FDM热熔挤出技术,3D Systems的MJP多喷头打印技术,以及EOS的SLS激光烧结塑料技术。

新加入的企业则直接瞄准了高效率的注塑市场,一家是惠普的MJF技术,一家是Carbon的CLIP技术,还有一家是XAAR公司的HSS高速烧结技术以及HSS技术所授权的德国voxeljet (维捷)。

这些3D打印设备企业由于打印技术的不同在其所擅长的塑料领域也各有细分。塑料市场分为通用塑料、工程塑料以及特种塑料三大类。而当前3D打印的塑料则多集中在工程塑料领域,尤其像惠普的3D打印技术,主要针对的是热塑性塑料的加工。热塑性塑料是一类应用最广的塑料,以热塑性树脂主要成分,并添加各种助剂而配制成塑料。在一定的温度条件下,塑料能软化或熔融成任意形状,冷却后形状不变;这种状态可多次反复而始终具有可塑性,且这种反复只是一种物理变化,称这种塑料为热塑性塑料。

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所以哪一种材料价格的走低将为哪种打印技术或设备带来更大的市场机会,这需要结合这种设备所专长的材料来看。就无人机来说,可用的3D打印材料各种各样,通常为了降低成本,采用PLA聚乳酸这样的环保材料。虽然俄罗斯Kabardino-Balkarian州立大学并未批露他们所发明的材料的牌号,但3D科学谷的行业分析专家认为,就其所述的低价位来说应该不属于上图中PEEK这一阵列。

另外,一直以来俄罗斯专家都在积极地致力于有前景的无人机领域。俄罗斯Rostec公司还推出了3D打印多用途两栖无人机,其有望成为具有巨大军事潜力的有人携带的设备,这种3D打印鸭式无人机可以广泛应用于环境监测、火灾探测、交通、搜索和救援,以及其他民用领域。

俄罗斯研发的低价材料将为哪些设备打开更广阔的市场空间?3D打印无人机、假体、机器人,这些是否将成为正在进入产业化的商业机会?3D科学谷将保持密切关注。

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