與此同時，美國通用電氣公司(下稱“GE”)航空總部的工程師們?nèi)栽诼耦^研究3D打印技術(shù)。就在這之前，他們用3D打印機“打印”出的19個燃油噴嘴被安裝到了737MAX的LEAP-1B引擎中，這一技術(shù)代表著迄今為止增材制造(即3D打印)在航空工業(yè)最具標(biāo)志性的應(yīng)用。來不及慶祝，他們又踏上了新的征途。此前，GE相關(guān)負(fù)責(zé)人曾表示，到2020年，3D打印的航空發(fā)動機燃料噴嘴將達(dá)到4萬個。

在汽車領(lǐng)域，利用3D打印技術(shù)按需制造汽車零部件正在成為一種趨勢。戴姆勒公司迄今為止3D打印的汽車零部件已經(jīng)達(dá)到了780個(包括抽屜、蓋層、固定條、適配器等)。下圖的車載鈔票收納盒就是其中之一。

  戴勒姆公司表示，采用3D打印技術(shù)的讓他們在制造備用汽車部件上變得更加快速、靈活和經(jīng)濟，尤其是針對個別客戶的需求來說。相比之下，傳統(tǒng)的注射成型工藝就顯得“臃腫”了許多，因為它不但需要開發(fā)額外的工具，而且會造成大量的材料浪費和庫存堆積。

  “分散式制造”趨勢下的3D打印浪潮

  3D打印為什么會對傳統(tǒng)制造業(yè)造成沖擊?3D打印技術(shù)公司Hubs聯(lián)合創(chuàng)始人布拉姆·茲瓦特舉了一個形象的例子：“通過在家里附近的3D打印技術(shù)公司定制商品，不一會公司就能打印出來送到你的樓下了。那么，工廠基本都會倒閉。與其把1000臺機器放在同一個地方，為什么不把1000臺機器放在1000個地方呢?”而戴勒姆公司負(fù)責(zé)人HartmutSchick也表示，“3D打印正在改變我們制造汽車零部件的方式，”，“要知道3D打印機通常并不大，所以我們可以輕松將其配置到全球的任何一座工廠中。而這就讓我們獲得了更快速回應(yīng)客戶需求的能力，同時也幫助我們省下了原先必需花在零部件運輸方面的成本。”

  布拉姆·茲瓦特提到的是“分散式制造”(DistributedManufacturing)的場景。早在2015年的達(dá)沃斯論壇上，“分散式制造”被列為最重要的技術(shù)趨勢之一。根據(jù)普華永道近日公布的最新調(diào)查報告，美國國內(nèi)制造商在不同程度上使用3D打印技術(shù)的占總數(shù)大約2/3，與2014年以前35%的比例相比已經(jīng)大大增加，其中，56%的人認(rèn)為未來3-5年內(nèi)會有超過半數(shù)的同行使用3D打印。西門子公司預(yù)計，未來五年內(nèi)，3D打印成本將降至五成，而速度也將提高五倍。咨詢公司Gartner認(rèn)為，盡管3D打印的市場份額在2015年只有16億美元(約合人民幣110.1億元)，到2018年，這個數(shù)目將達(dá)到134億美元(約合人民幣922.3億元)。

  新材料開發(fā)與優(yōu)化仍是3D打印主要挑戰(zhàn)

  盡管從被過度吹捧的炒作期進入到相對成熟期，3D打印技術(shù)未來依然充滿挑戰(zhàn)。上述普華永道報告指出，受訪制造商表示，3D打印技術(shù)存在的障礙有設(shè)備成本過高，缺乏專業(yè)人才和技術(shù)，最終產(chǎn)品質(zhì)量不確定度和打印機速度等。值得一提的是，幾乎同一時間，制造商認(rèn)為產(chǎn)品質(zhì)量的不確定是最大的障礙(47%)，其次是缺乏專業(yè)人才和技術(shù)，然后才是成本問題。產(chǎn)品質(zhì)量的不確定除了受到加工工藝的穩(wěn)定性影響之外，根本原因還是由于現(xiàn)有材料還無法在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中完全適應(yīng)3D打印工藝的所有要求。

  由于塑料材料良好的熱流動性、快速冷卻粘接性、較高的機械強度，在3D打印制造領(lǐng)域得到快速的應(yīng)用和發(fā)展。塑料材料的熔融粘結(jié)特性逐步將樹脂塑料用于陶瓷、玻璃、無機凝膠、纖維、金屬等，成為3D打印的基礎(chǔ)材料。可以預(yù)見，塑料類3D打印耗材的技術(shù)發(fā)展必將大大助力3D打印行業(yè)的發(fā)展，而在3D打印的浪潮中，以改性塑料為耗材的3D打印材料也必將迎來大量發(fā)展機遇。

  3D打印塑料種類

  不同于傳統(tǒng)塑料材料，3D打印技術(shù)對塑料材料的性能和適用性提出了更高要求，最基本的要求是通過熔融、液化或者粉末化后具有流動性，3D打印成型后通過凝固、聚合、固化等形成具有良好的強度和特殊功能性。適合于3D打印的塑料材料有工程塑料、生物塑料、熱固性塑料、光敏樹脂和預(yù)聚體樹脂、高分子凝膠等。結(jié)合改性塑料的行業(yè)發(fā)展，小編將主要介紹在3D打印中應(yīng)用的工程塑料與生物塑料。

  工程塑料：工程塑料因良好的強度、耐候性和熱穩(wěn)定性使其應(yīng)用范圍較廣，尤其是用以制備工業(yè)制品，因此工程塑料成為目前應(yīng)用最廣泛的3D打印材料，特別是以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯砜(PPSF)、聚醚醚酮(PEEK)等最為常用。

  生物塑料：3D打印生物塑料主要有聚乳酸(PLA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯(PETG)、聚-羥基丁酸酯(PHB)、聚-羥基戊酸酯(PHBV)、聚丁二酸-丁二醇酯(PBS)、聚己內(nèi)脂(PCL)等，具有良好的可生物降解性。由于生物塑料具有良好的流動性、快速凝固特性、不易堵噴嘴、環(huán)保型、生物相容性，在生物醫(yī)療制品的3D打印制造中得到很好的應(yīng)用。