從中國制造2025技術路線圖看 3D打印材料當前的問題

在上一篇《中國制造2025技術路線圖 點了哪些材料的名》中，我們可以看到技術路線中對前沿新材料做了規劃。而前沿新材料中除了石墨烯、超導材料、智能仿生與超材料，還有近年來火熱的3D打印材料。

同其他前沿材料不同，3D打印材料有一些特別。在“雙創”的大背景下，全國各地都有各式各樣的創新、創業展。這些活動，你或許難以見到石墨烯、超導材料、智能仿生與超材料，但一定能看到3D打印材料和3D打印。

在以往的涉及到新材料的扶持計劃里，3D打印材料并不在列。而這一次，技術路線圖對它做了一個較為詳盡的規劃。

既然是重要規劃，那在技術路線圖中提到的各項指標必然是至關重要的，但同時也是目前難以達到的。如果可以輕易達到，那也不用當做十年規劃了。（可以從材料人網接受投稿的那篇鋰離子電池的目標和現實的差距）。所以，我們可以從另一個角度看到，當前3D打印材料還存在哪些問題。

首先，3D打印金屬還是難關。技術路線圖明確指明了3種3D打印用材料，分別是低成本鈦合金粉末、鐵基合金粉末、高溫合金粉末，全部都是金屬粉末。所以，技術路線圖所謂的3D打印材料，基本等同3D打印金屬粉末材料的發展路線。

這說明相對于塑料來說，3D打印駕馭金屬粉末還是不成熟。這一點跟我們直觀感受也很接近，市面上家用的、面向低端的多使用塑料，而工業級、中高端的朝金屬粉末發展。

致密化是個大問題。技術路線圖對鐵基合金粉末、高溫合金粉末都提出了要解決致密化問題，在關鍵技術和設備規劃中再次提到了金屬粉末致密化技術。

致密化程度不高，意味著材料內部有孔隙。這些孔隙的存在將極大地影響材料的力學性能，讓材料很脆，抗腐蝕性能也不好，反映到零部件上就難以作為結構件。

而金屬3D打印，目前主要是金屬粉末送料，激光燒結成型，致密度方面還趕不上傳統方法（部分材料除外）。所以3D打印金屬粉末得到的零部件，與傳統制造工藝的零部件的物理性能還有較大差距，難以匹敵。

而對于鈦合金粉末3D打印，目前據稱已經在大構件上力學性能沒有問題，所以技術路線圖提出要突破鈦合金粉末低成本。

缺乏評價體系也是3D打印金屬粉末的關鍵問題。技術路線圖提出要建立金屬粉末的評價技術、制品的評價體系。當然，這也是新材料在產業化過程中必然遇到的問題。

總體而言，從技術發展路線圖的規劃來看，3D打印金屬粉末的市場有一個明確的定位：航空航天的復雜零部件打印用粉。同時就意味著十年內，其他領域暫時不是金屬粉末的“菜”，所謂3D打印的“取代”、“顛覆”的論調，可能會讓你們失望了。

材料人網會員itmen投稿，材料牛編輯整理。