K展已经结束半个月了，3D打印是本次展会的亮点之一。3D打印材料已经从最初的ABS、PLA扩展到弹性体如TPE、TPU，再到特种工程塑料PEEK、PPS、PEKK等。而应用也从最初的个性化定制发展到批量生产前的打样测试，甚至小批量生产。
从材料厂商的角度来说，大多数材料都可以进行3D打印。种种迹象表明，3D打印已经成为塑料的一种重要的成型方式，正如注塑成型、挤出成型、吹膜成型等；同时3D打印也已经成为金属、陶瓷等材料的一种重要成型方式；3D打印对传统的工艺，没有冲突，而是一种补充，取长补短，也可以生产一些传统工艺无法实现的产品，同时能够大大的节约产品制作周期。
这次K展各家公司重点展示3D打印材料，从柔软的硅胶到高强度的PEEK，从弹性体到塑料，从降解材料到水溶性材料都有。
K展各家3D打印材料一览
1：瓦克
瓦克展台上的3D打印硅胶材料
ACEO®技术基于“按需喷射”打印原理。打印头将有机硅微液滴（体素）逐滴沉积在工作平台上，然后液滴彼此融合，形成均质有机硅层。每打印一层有机硅，系统将立刻使用紫外光将整个有机硅层固化。采用这种工艺制作复杂的3D结构，还需要同时打印支撑材料。打印结束后，用户便可立刻从打印机中取出有机硅成型件。这种支撑材料对环境无害，可以很方便地用水快速冲洗掉。
由于有机硅具有高粘度和低表面能，所以需要借助配料阀在高操作频率下将材料剪切并喷出，以便形成有机硅液滴。这种方式可以避免配料阀的喷嘴与3D打印产品接触，二者之间便不会藕断丝连。为了生产飞檐或孔洞，ACEO®IMAGINE打印机在打印产品的同时还会打印支撑材料，以便暂时填充材料缝隙。我们的打印机配备了多个配料阀，可同时处理有机硅及其他多种材料，我们将这种工艺称为多材料3D打印
目前，瓦克在德国博格豪森生产基地推出面向全球的ACEO®打印服务，为客户制作3D有机硅部件。
2：埃克森美孚
埃克森美孚今年重点展出TPV 3D打印工艺，TPV在汽车上应用很广，这又利于快速出样品。
3：路博润
这次K展在惠普的展台看到最多的是巴斯夫和路博润的材料。路博润公司是惠普开放材料和应用平台的合作伙伴，路博润 Estane®热塑性聚氨酯(TPU)长久以来因其出色的物理、机械、触觉和美学特性为人所知，应用于诸如鞋类、可穿戴设备，和由挤压或成型工艺生产的特殊零件等工业及客户应用领域。现在，Estane® TPU聚合物已经被应用于FDM(熔融沉积成型)这项3D打印技术中。
4：万华
近年来，得益于全球3D打印技术的飞速发展以及3D打印材料在鞋材领域应用逐渐成熟，3D打印运动鞋成为当下的热点潮流。
与传统运动鞋相比，3D打印运动鞋凭借其在全材料融合、定制化生产、可持续发展等领域的独特优势，广受制造商和消费者关注，成为未来制造的发展方向。
然而目前3D打印材料全方位定制化、不同3D打印鞋材部位的制造与融合，以及产业链上下游的深度合作等方面仍存在诸多挑战。万华化学与匹克体育携手合作的3D打印鞋材解决方案将有望突破现有瓶颈。
5：亨斯迈
亨斯迈的IROPRINT®增材制造平台包含三种不同类型的聚氨酯基材料（树脂、粉末和长丝），适用于立体光固化成型（SLA）、高速烧结（HSS）和熔丝制造（FFF）等不同增材制造形式的3D打印场景。
亨斯迈首先在全球鞋履和体育行业推出了柔性IROPRINT®增材制造系列材料，通过3D打印将材料用于定制和批量生产鞋类产品。亨斯迈计划未来将IROPRINT®增材剂制造平台推广到更多应用场景和行业。
6：科思创
科思创展示3D打印产品
中国设计师设计的跑鞋，中底采用3D打印结构
刘铮的跑鞋设计灵感来自于中国的传统工艺品玲珑球。玲珑球由手工雕刻而成，拥有多层动态结构，代表中国雕刻中的一种特殊技艺。
跑鞋中底融入玲珑球的设计理念，其晶格结构由3D打印工艺制成，更贴合运动员脚型，且迎合轻量化的需求。
3D打印的矫正鞋垫，该鞋垫使用“一种几乎完全没有浪费的自动化且完全数字化的生产过程”。传统上，矫正鞋垫往往是通过费时的加工过程手工生产的。而上述部件则以3D打印文件的形式存在，能被发送到世界上的任何地方。
在生产现场，打印机使用数据来小批量或大批量生产实物产品。科思创增材制造总监Patrick Rosso表示：“热塑性聚氨酯（TPU）具有良好的性能范围，因此是该应用的首选材料。”
该公司的TPU产品涵盖了多种硬度，能通过改变打印结构来调整。据科思创称，这使得制造商可以打印完全定制的具有不同硬度接触区域的鞋垫。科思创和一位尚未透露名字的合作伙伴正在测试不同的鞋垫设计，以确定哪种是最易打印和最耐用的。
根据科思创的说法，就功能性和寿命而言，最初的测试都“很有前景”。科思创认为，传统鞋垫的生产目前是通过成型或加工硬质泡沫块，而这种生产方式能用3D打印工艺进行改进。
7：巴斯夫
巴斯夫现场摆放了一辆房车，据了解，该车基于奔驰sprinter车型开发，其采用了超过20种巴斯夫高性能材料和一项喷涂技术。该高性能材料将塑料与麻布、石板等天然材料相结合，以使用了超过100个3D打印部件。
巴斯夫公司开发的新型热塑性聚氨酯(TPU)，ULTRASINT™。Kupol已经使用了新的TPU，理想的柔性和弹性，为自行车手和其他体育专业人员创造更安全，更舒适的头盔。
8：三菱化学
三菱化学展示的3D打印材料主要有3种， TEFABLOC™ TPE、DURABIO 生物基PC、3 DIAKON™ PMMA。
TEFABLOC™品牌旗下包括了TPE-S,TPO及TPE-E等产品技术。在拥有多种多样的性能的同时，其中一些性能还可以在加工工艺中通过反应和动态交联等方式得到进一步的提升。
DURABIO，这是一种由三菱化学开发的透明生物基工程材料，它结合了聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸酯(PMMA)的特性。该材料具有优异的光学和机械性能、高耐热性、耐刮擦性和耐磨性以及极好的透光性和抗紫外线性。据悉，DURABIO有透明、高光泽的钢琴黑和钢琴白三种颜色。
三菱化学最初开发DURABIO材料是将其作为玻璃替代品，目前，它已经被汽车和手机行业采用，用于触摸屏、控制台和仪表板饰件以及外部散热器格栅等项目的制造。DURABIO不含BPA，是一种生物基工程塑料，由植物衍生的异山梨醇制成，使其对环保客户特别具有吸引力。
此外，DURABIO还具有优异的性能，因为它比传统的工程塑料具有更高的抗冲击性、耐热性和耐候性。其他优点包括易于着色：DURABIO可以简单地与颜料混合，以创造光泽、高反射表面；另外，其硬度、增强耐用性和抗划伤性的表现也十分不错，这些优点消除了对涂覆工艺的需要，通过将其作为3D可打印材料，设计人员现在可以更轻松地开发功能模型或原型。
3 Diakon™PMMA或聚甲基丙烯酸甲酯是一种透明的热塑性塑料。它具有优异的耐候性和紫外线稳定性，同时具有优良的冲击性能和刚度。PMMA是一种透明的材料(后处理后更加透明)，它是合理的，易于打印。
9：阿科玛
阿科玛是世界领先的3D打印高性能聚合物材料供应商。在其最为知名的旗舰产品系列中，生物基Rilsan聚酰胺11聚合物的强度高于传统聚酰胺12，Kepstan PEKK聚合物具有真正的超高强度和耐热性，沙多玛N3xtDimension系列UV固化解决方案专为定制性能而设计。
以PEBAX 弹性体为基材3DXFLEXTM制作的概念鞋垫
10：3M
3M成功地实现了全氟PTFE聚合物的3D打印。PTFE是一种非常受欢迎的工业级聚合物。
这种含氟聚合物3D打印服务将被用于制造具有特别复杂几何形状的零部件，而PTFE材料将首当其冲投入该应用。迄今为止，3D打印密封件、涂层或衬里等应用一直未被人所提及，而如今，这些已经具备了实现的可能性。当然，PTFE由于低介电性能，在5G通讯应用范围广，3D快速成型就非常有优势。
11：SABIC
在K 2019，SABIC展示的是PBT电池保护结构，采用3D打印成型。当暴露在-30°C的温度下，许多具有竞争力的工程塑料在载荷作用下容易变脆和断裂。XENOY HTX能够提供低温延展性和很高的延伸率，能够在这种条件下稳定的性能。此外，新技术提供了增强的流动性，使复杂几何形状和具有成本效益的部件整合具有更大的设计自由度。
12：DSM
DSM主要展示了高强度的3D打印材料。
Novamid® ID1030 CF10 的碳纤维含量仅为10%，远低于常规的碳纤维增强复合材料，采用该材料生产的3D打印结构件，拉伸强度、拉伸模量和韧性却得到了显著提高，同时尺寸稳定、无翘曲。
3D打印碳纤维增强PA汽车节气门部件
13：雷孚斯
雷孚斯这次的亮点是全球首款采用碳纤维增强热塑性复合材料的3D打印游艇。
德国汉堡Lehvoss（雷孚斯）集团及其母公司Lehmann＆Voss＆Co正与意大利造船商Livrea Yacht合作打造世界上第一艘3D打印的帆船。自从2014年开始设计工作以来， 该团队支持流程开发和工程设计，其Luvucom 3F定制3D打印碳纤维增强热塑性复合材料专门用于该领域。
雷孚斯展示的碳纤维或者玻璃纤维增强的3D打印尼龙材料
定制3D打印材料的设计和支持是在高性能的热塑性聚合物，如聚醚酮（PEEK）的基础上。该集团的Luvucom 3F市场开发经理Thiago Medeiros Araujo说：“为了获得所需的机械性能，这些聚合物是用碳纤维增强的。”此外通过改进，产生一个更高强度，没有翘曲的打印零件。这使得零件更加坚固、轻便、耐用。
根据Ocore公司首席技术官Belvisi的说法，由于3D打印零件具有较强的比强度该游艇将具有极大的竞争力。3D打印极大地减少了游艇的建造时间，也使其更加经济。
14：索尔维
索尔维正在进一步开发基于其NovaSpire聚醚酮酮（PEKK）聚合物的AM-ready粉末，该聚合物将针对航空航天和医疗保健领域的AM应用。
聚醚酮酮可算是顶级材料，在航空、飞船上可以应用。
15：金发
金发科技自主研发生物降解聚酯PBAT，产品性能国际领先，并建成生物降解塑料合成和改性专用生产线。基于脂肪-芳香族共聚酯、聚乳酸和淀粉开发的生物基降解塑料产品，经国际权威检测机构检测，完全符合欧盟EN 13432和ASTM 6400D国际生物降解标准，同时获得了德国DINCERTCO、比利时VINCONTTE、美国BPI和澳洲AS的权威生物降解认证，产品广泛应用于农用地膜、一次性包装（购物袋、垃圾袋等）、一次性餐饮具及3D打印行业等
16：可乐丽
MOWIFLEX™是可乐丽生产的一种聚乙烯醇基水溶性热塑性材料。该产品系列包括不同等级产品，适用于各种应用， 例如：3D打印、肠衣、注射成型、压裂球和导引剂。MOWIFLEX™解决了基于熔丝制造技术（FFF）/熔融沉积成型技术（FDM）存在的支撑结构难题。
在打印完成后，可以轻松地将支撑结构溶解在水中，由于MOWIFLEX™具有生物降解性，方便直接冲入下水道。我们最新的研发成果能够实现快速溶解，在各种材料上具有更好的粘结力（例如：PLA、PA、PVB、TPU）。
并且在环境中具有低吸湿性。因而能够采用熔丝制造技术（FFF），打印完整无损的复杂结构，甚至是运动部件，并达到高质量的打印效果。
总结：3D打印正当时
K展企业非常多，除了3D打印高分子材料之外，还有如惠普等3D打印设备厂商，我们将在后续进行介绍。这些材料厂商不少有单独3D打印部门，同时有针对3D打印材料的上下游合作和品牌推广。
3D打印，不再是未来黑科技，而是当下被广泛应用的一种工艺。可以说，3D打印走过了几年的概念推广，到了实际应用的高速发展期。高分子材料未来在3D打印市场的其它领域存在巨大机遇，从汽车配件到物联网（IoT）应用的对象。有机构预测增材制造市场预计到2024年实现超过20%的增长，对于每一位身处该行业的人员来说，当前无疑是一个激动人心的时刻。
文章来源：艾邦团队
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