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3D打印材料2016三大趋势:碳纳米管、智能化和IoT

2016-02-10 01:56
默菲
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  所谓趋势,是以前种的种子,下一步要开的花与结的果。2016的第一个月已经过去了,不少技术在2015年或更早从实验室和科研机构经历过层层验证、知识产权申请、商业化准备相继落地,而2016年是这些酝酿中的“蓄势待发”走向商业化的一年。

  Lux Research预测,2016年排名前三的“卧底”趋势是碳纳米管产品,软件基础的可编程与智能化材料,以及IoT物联网发展带来的嵌入式材料打印需求与技术升级。

  “卧底”一:碳纳米管

  正在浮出水面的第一大“卧底”是碳纳米管(碳管)产品的规模化生产。3D科学谷了解到碳纳米管曾经经过炒作,和随之而来的过剩年,行业在2013年开始洗牌。碳纳米管的圆柱形碳分子具有优良的导热性能、力学性能和电学性能,使他们在纳米技术领域-nanotechnogloy、半导体领域、电子领域、光学和材料科学等领域具有极大的潜力。

  早在2014年,密歇根的创业公司3DXTech推出了一系列专业碳纳米管的3D打印长丝,该长丝可以用于几乎任何FDM / FFF桌面型3D打印机加热与搭建平台,用于制作拓展功能的3D打印电子和PCB电路板,3D打印碳纳米管还可以显著增强3D打印物体。

  进入2015年,更多公司进入到碳纳米市场,如General Nano专为航空电磁干扰(EMI)屏蔽生产的碳纳米管片材达到100000m2 /年,并且价格降低到10美元/平方米到50美元/平方米之间。在这个价位上,碳纤维由于比金属网格结构具有更轻的重量和延展性,碳纤维的竞争力将挺进金属领域。随着这种趋势的不断增强,Lux Research预计2016年,碳纳米管材料和3D打印碳纳米管将终于从“卧底”走向先进材料市场的主场。

  “卧底”二:软件催生材料技术

  3D打印行业的另外一个秘密是,专业的公司将不得不转移他们的焦点,不只是聚焦制造新的3D打印机,还朝着创建3D打印整体解决方案的方向发展,包括改进的3D打印软件,3D打印文件格式,创建新的功能植入如嵌入式传感器以区分自己的竞争能力。

  2015年,我们看到一波针对将3D打印硬件空间开源化的努力出现,像Cosine Additive 和欧特克(Autodesk公司)提供先进的3D打印机和开源硬件平台。开放的材料和硬件成为创新的新基线。创新在不断向前发展,单纯靠设备门槛搭建的竞争壁垒变得弱化,新进入者和建立的游戏规则将软件、设备、材料、打印技术与解决方案融为一体。

  麻省理工学院开发了具有潜在颠覆性的生产技术CSAIL MultiFab 3D打印机,可以3D打印出至少十种不同的材料,还可以将复杂的电子零件、电路、甚至传感器直接嵌入到打印对象中。这项技术与其说是设备的技术不如说是软件的技术,而材料的界限也变得更加模糊,智能化可编程材料成为另外一种意义上的材料。

  微软的.3MF格式将催化2016年更多3D打印材料的创新,软件与材料的实现是相辅相成的,如在尺寸、打印速度、多功能性、行业标准等方面,STL文件格式越来越成为限制打印技术和材料发展的问题本身。现在,微软的.3MF团队已经创建了一个高保真的格式,将在各种3D打印机、设备、应用程序、服务平台上运行,这些将最终简化打印过程并扩展打印范围。

  卧底三:IoT深化材料智能化

  IoT-“物联网”(Internet of Things)又称传感网,简要讲就是互联网从人向物的延伸。指的是将各种信息传感设备,如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。

  事实上,物联网的发展推动了整个行业的增长,有时甚至掩盖了3D打印行业的变化,例如三星就在2015年底做出了将重点转向物联网的决策。然而,随着技术的发展趋势,三维打印和物联网更加紧密相连。我们已经看到了一些3D打印用于物联网的案例,包括Orbitrec将用传感器植入打印到自行车里。而德国的Capricate平台也在其打印过程中植入传感器。

  未来的先进制造以及3D打印技术将走向功能化且有“感知”能力的材料制造,包括高消费需求和高度相互联接的市场。3D打印技术的魅力所在也正是如此,不是要取代传统制造技术,而是在另一个领域,基于软件的,文件格式,应用以及其他的创新使得制造变得更具创新力。

  3D打印行业数据库Senvol关于2015年的打印技术与材料的统计中,占主流的打印材料是塑料47%,金属40%,复合打印7%。随着物联网的发展,可以预测,这个统计结果将发生更多的变化。

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