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我國首次完成太空3D打印 復合材料應用進入加速發展期

發布日期:2020-05-08 11:22:55     來源:江淮機電網      編輯:jyy

  星辰大海,令人神往。從古至今,人類從未停止探索未知宇宙世界的腳步。
 
  2020年5月5日18時0分,長征五號B搭載新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙,從文昌航天發射場點火升空,我國載人飛船試驗又向前邁進了一大步。據悉,新一代載人飛船試驗船此次搭載了一臺我國自主研制的“復合材料空間3D打印系統”,這是我國首次太空3D打印實驗,也是國際上第一次在太空中開展連續纖維增強復合材料的3D打印實驗。
 
  飛行期間,“復合材料空間3D打印系統”系統自主完成了連續纖維增強復合材料的樣件打印,并驗證了微重力環境下復合材料3D打印的科學實驗目標。這一消息傳出后,引起了國內外科學家的高度關注。我國首次完成太空3D打印的壯舉,從一個側面反映出我國在3D打印技術研究、科學實驗方面已經實現了許多突破。
 
  大家都知道,3D打印產品的呈現,既離不開3D打印技術、系統,也離不開3D打印材料。其實,隨著3D打印技術應用領域的不斷拓展和3D材料種類的日益豐富,全球3D打印材料行業發展迅猛。2018年,全球3D打印材料行業市場規模就達到32.27億美元,同比增長20%。
 
  通常來講,3D打印材料類型可以從不同方面進行分類。根據化學性能,3D打印材料可分為復合材料、金屬材料、陶瓷材料、聚合物材料;根據物理狀態,3D打印材料可分為絲狀材料、液體材料、粉末材料、薄片材料。從中國3D打印材料類型來看,鈦合金、PLA、尼龍這幾種材料占比相對較高,緊隨其后的是鋁合金、不銹鋼,樹脂和其他材料占比較低。
 
  在多種復合材料中,連續纖維增強熱塑性復合材料的市場需求巨大。據了解,連續纖維增強熱塑性復合材料主要由熱塑性樹脂和纖維增強材料制成。通常,可以選擇PEEK、PP、PE、PET、PS作為樹脂基體,而碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維優選作為纖維增強劑。
 
  有分析人士認為,在2016 - 2121年期間,連續纖維增強熱塑性復合材料市場將保持快速增長,復合增長率為4.38%。連續纖維增強復合材料作為一種十分重要的3D打印材料,其在3D打印汽車、航空、電子產品等領域潛藏的應用空間十分巨大。
 
  碳纖維作為一種新興復合材料,其在3D打印材料體統中所占有的位置難以替代。由于碳纖維具有高強度、耐高溫、耐腐蝕等特點,近年來也漸漸成為科學界研究的新寵。碳纖維的引入,在一定程度上提高了打印件的剛性強度,且結晶度更加均勻,這使其能夠較好的適應3D打印產品智造的需求。
 
  目前,科學界已有不少研究人員通過加入碳纖維來獲得新的3D復合打印材料的科研成果。例如,中國科學院空間應用工程與技術中心研究團隊對自主研發的碳纖維PEEK復合材料進行3D打印工藝的系統研究獲得成功。
 
  可以預見的是,隨著3D打印商用步伐的不斷加快,3D打印材料、設備的市場需求將迅速增長?;?D打印技術的顯著優勢和巨大應用潛力,3D打印上下游產業將進入加速發展期,新材料、新技術、新應用業態出現也將重塑整個3D打印市場格局。
 
  正如登山一樣,意志堅定、步履不停方能克服一切艱難險阻,登上頂峰,欣賞到綺麗壯美的風景。在登上3D打印這座科學高峰的途中,各國科學家都需要保持耐力和決心。經過艱苦卓絕的探索和嘗試之后,相信更多具有突破性和典型性的3D打印成果將展現于世人面前。
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