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杨义浒:影响技术发展材料是很重要的一块

首届世界3D打印技术产业产业大会于5月29-31日在北京中国大饭店隆重举行。我们做的一些改性工作,通过成核体系做了一些改性,能够提高成型的时间,提高材料的强度。

  首届世界3D打印技术产业产业大会于5月29-31日在北京中国大饭店隆重举行。在会上,深圳市光华伟业实业公司董事长杨义浒发表演讲,杨义浒称,影响技术发展材料是很重要的一块。“包括硬件、软件、材料这几部分组成,其中材料是不可或缺的一部分。”

  杨义浒表示,现在材料问题在几个方面:一。是可适用的材料成熟度跟不上整个3D市场的发展;二,打印时的流畅性,与固化程序需要时间,这个之间有一些矛盾;三,冷却定型与材料的强度有矛盾;四,材料对人体的安全性及对环境的友好性有矛盾;五,材料的标准化及系列化的规范等等。

  杨义浒表示,3D打印技术市场近年发展非常快,其中原因为:FDM有开源技术的推进,降低了准入门槛;整个技术有进步;关于市场有充分的竞争力,竞争更加激烈导致设备价格下降;设备的性价比提升。

杨义浒:影响技术发展材料是很重要的一块

 

  深圳市光华伟业实业公司董事长杨义浒

 

  以下为深圳市光华伟业实业公司董事长杨义浒演讲实录:

  杨义浒:各位早上好!感谢组委会给我们提供这个机会在会上将我们这些年做3D打印材料的体会跟大家作一个交流,同时也请各位同仁多关心支持。整个报告分几方面,一个是讲3D打印技术,第二个讲PLA在3D打印中的作用,第三个是在应用中的改性工作,第四就是我们已经有了一些成果。

  3D打印技术我想不用过多介绍,我们从06年、07年介入这个市场以来,发现整个市场这几年发展非常之快,我们也初步分析了一下其中的原因,第一个就是说FDM有一个开源技术的推进,降低了准入门槛,让更多人能够进入这个行业中来。第二,就是整个技术有进步。第三,就是关于市场有充分的竞争力,竞争更加激烈导致设备价格下降。第四,就是设备的性价比提升,促进市场由商用向个人使用方向发展。特别是最近在欧美市场,我们通过一些展会,很多家庭已经开始接触3D打印设备,同时打印材料也越来越物美廉价,让大家不仅买得起,同时也用得起。最后,各国政府对这块也有一些支持和推进。我们刚从美国一个会上回来,大家在会上都非常踊跃。

  昨天我们在《对话》节目上也看到,影响技术发展材料是很重要的一块,我们认为包括硬件、软件、材料这几部分组成,其中材料是不可或缺的一部分,现在业界主要是做设备、硬件、软件的研究,而对材料这块的研究还缺少重视。现在这个材料问题在几个方面,第一个是可适用的材料成熟度跟不上整个3D市场的发展,第二个打印时的流畅性,与固化程序需要时间,这个之间有一些矛盾,第三个就是冷却定型与材料的强度有矛盾,第四就是材料对人体的安全性及对环境的友好性有矛盾,第五是材料的标准化及系列化的规范等等。我们在这个市场过程当中,跟设备厂商多方面的交流,初步得到关于打印材料的发展离不开耗材的支持,好的耗材应该有以下几方面的特点。第一个方面应该是无毒,对环境无害,它应该是安全的、环保的,第二个方面,这个性能应该是稳定的,能够满足我们打印机的持续可靠运行,第三点功能应该是越来越丰富,现在提出像导电的、水溶的、耐磨的一些要求,第四点是经济性要好,客户用得起。

  我们就讲一下PLA在3D打印中的应用,PLA是一个英文缩写,就是聚乳酸,聚乳酸的原料来源是可再生的食物资源,最后用完以后产品可以生物降解,而且用途非常宽,像现在可以用在注塑,通过注塑成型也可以做成片材、薄膜、纤维,也可以用在水处理上,它对水质的净化很有作用,还有石油的开采等等。这是一些图示,比如在注塑方面的应用,做成玩具、电子外壳、生活用品等等。再就是做成片材,再就是可以做成薄膜,食品包装还有其他方面的包装。它还可以做成纤维,聚乳酸纤维的特性有点像真丝,可以用来做服装,也可以做无纺布,还有香烟的过滤嘴也可以用这个材料。整个聚乳酸有一些特点,第一个,它是百分之百生物基的材料,第二就是完全分解,当然是在60的温度,80%的湿度,有氧有微生物的存在下,3—6个月可以接近百分之百的生物降解。第三,它有很好的生物相容性,进入生物体内,是可以降解成乳酸,通过代谢。第四个方面,它的材料透明性比较好。第五,机械强度比较高,收缩性比较低,表面光泽度也不错。上述这些特点正好跟我们3D打印有一些很好的匹配。

  聚乳酸虽然有很好的材料特性,但是需要根据3D打印的要求进行一些改性,结晶与快速定型之间要有合理的匹配,材料的抗击性能要有改善,材料的耐温性需要改性,需要对生命周期做一些控制,适应市场对功能性的要求,我们要做进一步的优化。

  我们做的一些改性工作,通过成核体系做了一些改性,能够提高成型的时间,提高材料的强度。再就是增韧体系也做了一些研究,协同增韧可以明显提高PLA抗冲击强度。就是加入一些刚性粒子,有助于减少材料在夹持齿间的滑移。再就是对打印材料流畅性的改性,就像笔写字一样,需要墨水才行。当然我们做了几方面的工作,第一在合成时,通过聚乳酸的分子量的高中低做一个选择,第二是分子量的分布要合理,后期再通过分子量调节剂对溶体流动速率进行控制,采取一些特殊的结构来调节PLA的溶体流动速率。

  关于光华伟业,我们公司就是做PLA、等生物材料及其中间体研发,生产和出售国家级高新技术企业,也是国家战略型新兴产业聚乳酸项目的一个研究单位。我们的研究主要是三个方向,一个是合成研究,高分子材料的合成方面的工作。第二是改性研究,增强、增韧等等。第三是加工工艺加工性能上做研究,包括注塑等等。这是研发的设备,这是一些分析检测设备,一些加工的装备,工厂位于湖北。整个是2002年开始PLA聚乳酸的研究开发,07年有一个机会,国外一个客户要把聚乳酸做成线条,我们以为是焊条,所以就从焊条开始,后来慢慢进入了3D打印行业,现在从PLA开始,外形定型尺寸比较精准,总体往安全环保方向努力,总体来讲,我们做的几个工作,一个是在配方方面,特别是改性配方。第二是专用生产线,第三个就是长期摸索生产工艺,最后形成高品质的打印材料。

  现在材料有这些种类,像PLA、ABS、PVA、MYLON等等,尺寸在FDM当中有两种,3毫米和1.75毫米,重量有这样一些,颜色有下面这些颜色。我们的材料里讲的第一个是FDM对我们的材料做了一些认证,像FDM是能够进入体内的,SGS这方面我们做了一些无毒的检测。这是我们一个客户刚刚在美国参加一个展会时展示的,他用FDM打印了一个飞机的大尺寸涡轮,这个打印就有一些要求,尺寸要大,持续时间很长,中间不能中断,第二个尺寸大,用其他材料可能会出现裂缝等等,现在用我们的大尺寸材料,用得比较稳定。

  整个3D打印现在在美国、欧洲和中国国内从商用走向家庭应用的趋势越来越明显,现在在美国参展的时候,小孩的提问都比较专业了,这是一个大方向。第二就是基于PLA的特点,在未来因为它安全、环保,它有些好的性能,在FDM3D打印技术应用当中,按照我们现在的比例,大概是四分之三开始选择用PLA做打印材料,功能会越来越多,最后,性能通过改性可以达到要求。

  谢谢大家!

  • 责任编辑:张棋

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