俄開發(fā)更便宜塑料，可用于3D打印無人機(jī)、假體、機(jī)器人

3D打印與注塑競爭的可能性有多大？無疑，注塑工藝的優(yōu)勢在于大批量，而3D打印的優(yōu)勢在于小批量或者是用于非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)。目前，要替代掉注塑工藝，3D打印的發(fā)展空間要么是小批量簡單設(shè)計(jì)，要么是大批量非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)。而3D打印技術(shù)要想在小批量簡單產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝上取得一席之地，就需要在打印價(jià)格方面更便宜。3D打印技術(shù)要想在大批量復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝上獲得比注塑工藝更大的優(yōu)勢就需要打印速度更快。

而除此之外，一個(gè)不容忽視的因素便是材料的價(jià)格了，當(dāng)前3D打印的塑料材料價(jià)格是同牌號(hào)用于注塑的塑料價(jià)格的20到100倍。這使得3D打印想要與注塑競爭，除了提升效率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的復(fù)雜性，還面臨著如何讓材料價(jià)格更具吸引力的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。據(jù)悉，俄羅斯Kabardino-Balkarian州立大學(xué)的科學(xué)家說他們已經(jīng)發(fā)明了一種新型的多功能高分子材料，可用于3D打印無人機(jī)、假肢和機(jī)器人。生產(chǎn)成本將大幅降低，使得這種塑料可用于廣泛的3D打印使用。

這個(gè)項(xiàng)目是在普京發(fā)起的先進(jìn)研究項(xiàng)目基金（FPI)的支持下進(jìn)行的，俄羅斯對(duì)FPI的作用報(bào)以很高的期望值，希望這一舉措能夠結(jié)束俄羅斯20年在軍事科學(xué)領(lǐng)域近乎停滯的狀態(tài)。

當(dāng)然，這種先進(jìn)的塑料可以用于國防應(yīng)用，也可以使許多其他科學(xué)研究領(lǐng)域受益。實(shí)驗(yàn)室的研究員Svetlana Kashirova最近證實(shí)的事實(shí)中就揭示了一系列令人振奮的信息，這些成功將推動(dòng)3D打印塑料走向更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。這種新的多功能高分子材料是從2014年開始進(jìn)入開發(fā)階段的，并能為3D打印機(jī)用戶提供許多優(yōu)勢，包括更短的生產(chǎn)時(shí)間、低損耗和高純度的材料。

不僅用于國防應(yīng)用，這種材料也可以用于3D打印動(dòng)力結(jié)構(gòu)件、機(jī)械部件、機(jī)器人設(shè)備的復(fù)雜零件和太空服的元素。這種材料具有很高的生物惰性，使它適合在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。此外，這些材料具有耐化學(xué)腐蝕、防火、耐熱和抗凍性，可用于高溫或者輻射暴露的環(huán)境中。這使得這種新材料的使用潛力頗為廣泛：航空航天工業(yè)、機(jī)械工程、石油和天然氣工業(yè)，以及其他行業(yè)。

在3D打印塑料領(lǐng)域，除了原來老牌的企業(yè)包括Stratasys的FDM熱熔擠出技術(shù)，3D Systems的MJP多噴頭打印技術(shù)，以及EOS的SLS激光燒結(jié)塑料技術(shù)。新加入的企業(yè)則直接瞄準(zhǔn)了高效率的注塑市場，一家是惠普的MJF技術(shù)，一家是Carbon的CLIP技術(shù)，還有一家是XAAR公司的HSS高速燒結(jié)技術(shù)以及HSS技術(shù)所授權(quán)的德國voxeljet (維捷）。

這些3D打印設(shè)備企業(yè)由于打印技術(shù)的不同在其所擅長的塑料領(lǐng)域也各有細(xì)分。塑料市場分為通用塑料、工程塑料以及特種塑料三大類。而當(dāng)前3D打印的塑料則多集中在工程塑料領(lǐng)域，尤其像惠普的3D打印技術(shù)，主要針對(duì)的是熱塑性塑料的加工。熱塑性塑料是一類應(yīng)用最廣的塑料，以熱塑性樹脂主要成分，并添加各種助劑而配制成塑料。在一定的溫度條件下，塑料能軟化或熔融成任意形狀，冷卻后形狀不變；這種狀態(tài)可多次反復(fù)而始終具有可塑性，且這種反復(fù)只是一種物理變化，稱這種塑料為熱塑性塑料。

所以哪一種材料價(jià)格的走低將為哪種打印技術(shù)或設(shè)備帶來更大的市場機(jī)會(huì)，這需要結(jié)合這種設(shè)備所專長的材料來看。就無人機(jī)來說，可用的3D打印材料各種各樣，通常為了降低成本，采用PLA聚乳酸這樣的環(huán)保材料。雖然俄羅斯Kabardino-Balkarian州立大學(xué)并未批露他們所發(fā)明的材料的牌號(hào)，但3D科學(xué)谷的行業(yè)分析專家認(rèn)為，就其所述的低價(jià)位來說應(yīng)該不屬于上圖中PEEK這一陣列。

另外，一直以來俄羅斯專家都在積極地致力于有前景的無人機(jī)領(lǐng)域。俄羅斯Rostec公司還推出了3D打印多用途兩棲無人機(jī)，其有望成為具有巨大軍事潛力的有人攜帶的設(shè)備，這種3D打印鴨式無人機(jī)可以廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、火災(zāi)探測、交通、搜索和救援，以及其他民用領(lǐng)域。

俄羅斯研發(fā)的低價(jià)材料將為哪些設(shè)備打開更廣闊的市場空間？3D打印無人機(jī)、假體、機(jī)器人，這些是否將成為正在進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的商業(yè)機(jī)會(huì)？

來源：3D科學(xué)谷延伸閱讀：
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