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首次完成太空3D打印,加速复合材料的应用

2020-5-11 13:55:47      点击:

2020年5月5日18时0分,长征五号B搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱,从文昌航天发射场点火升空,我国载人飞船试验又向前迈进了一大步。据悉,新一代载人飞船试验船此次搭载了一台我国自主研制的“复合材料空间3D打印系统”,这是我国首次太空3D打印实验,也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。
大家都知道,3D打印产品的呈现,既离不开3D打印技术、系统,也离不开3D打印材料。其实,随着3D打印技术应用领域的不断拓展和3D材料种类的日益丰富,全球3D打印材料行业发展迅猛。2018年,全球3D打印材料行业市场规模就达到32.27亿美元,同比增长20%。

通常来讲,3D打印材料类型可以从不同方面进行分类。根据化学性能,3D打印材料可分为复合材料、金属材料、陶瓷材料、聚合物材料;根据物理状态,3D打印材料可分为丝状材料、液体材料、粉末材料、薄片材料。从中国3D打印材料类型来看,钛合金、PLA、尼龙这几种材料占比相对较高,紧随其后的是铝合金、不锈钢,树脂和其他材料占比较低。
有分析人士认为,在2016 - 2121年期间,连续纤维增强热塑性复合材料市场将保持快速增长,复合增长率为4.38%。连续纤维增强复合材料作为一种十分重要的3D打印材料,其在3D打印汽车、航空、电子产品等领域潜藏的应用空间十分巨大。碳纤维作为一种新兴复合材料,其在3D打印材料体统中所占有的位置难以替代。由于碳纤维具有高强度、耐高温、耐腐蚀等特点,近年来也渐渐成为科学界研究的新宠。碳纤维的引入,在一定程度上提高了打印件的刚性强度,且结晶度更加均匀,这使其能够较好的适应3D打印产品智造的需求。

目前,科学界已有不少研究人员通过加入碳纤维来获得新的3D复合打印材料的科研成果。例如,中国科学院空间应用工程与技术中心研究团队对自主研发的碳纤维PEEK复合材料进行3D打印工艺的系统研究获得成功。

可以预见的是,随着3D打印商用步伐的不断加快,3D打印材料、设备的市场需求将迅速增长。基于3D打印技术的显著优势和巨大应用潜力,3D打印上下游产业将进入加速发展期,新材料、新技术、新应用业态出现也将重塑整个3D打印市场格局。

正如登山一样,意志坚定、步履不停方能克服一切艰难险阻,登上顶峰,欣赏到绮丽壮美的风景。在登上3D打印这座科学高峰的途中,各国科学家都需要保持耐力和决心。经过艰苦卓绝的探索和尝试之后,相信更多具有突破性和典型性的3D打印成果将展现于世人面前。