受全球疫情影响，原计划以线上和线下相结合方式举办的德国增材制造展FormnextConnect2020于2020年11月10日至13日在线上举办。材料作为增材制造的关键点之一，在新产品的开发、技术设计和可持续发展等方面也发挥着举足轻重的作用。

作为塑料人，自然最关注塑料材料目前在增材制造领域的技术发展。在本届FormnextConnect展上，我们可以注意到许多企业采用强强联合的方式，展开合作，发挥其在各自领域的优势，创造出“1+1>2”的效应。对此，本刊特作整理，以飨读者。与此同时，我们也借此文对增材制造领域和塑料行业相关的部分新技术加以介绍。

“1+1>2””，跨领域协同融合创新

赢创×惠普：开发用于MultiJetFusion3D打印技术的热塑性弹性体

赢创与其长期行业合作伙伴惠普一起，联合开发了一款主要应用于3D打印领域的全新弹性体。此款联合开发的新材料是一种基于热塑性聚酰胺（TPA）的柔性高性能特种粉末，并针对行业领先的惠普MultiJetFusion™（多射流熔融）技术进行了优化，在FormnextConnect2020展上亮相。

据悉，该新型TPA粉末是一种柔性、轻质的打印材料，其特点是密度极低，仅为1.01g/cm³，邵氏A硬度为91。这一高性能粉末非常适合用于对延展性和能量回馈有较高要求的功能性高科技3D塑料部件，如，运动器材或汽车部件等原型和系列产品。

华曙高科×TIGERCoatings：开发创新热固SLS材料

11月9日，华曙欧洲分公司和TIGERCoatingsGmbH&Co.KG联合宣布，在华曙HT252P开源增材制造系统上成功开发出创新的热固SLS材料TIGITAL3D-Set371，这种行业领先的热固材料，计划于11月底正式向市场推广，并为增材制造行业带来更多创新的选择。

据悉，这种创新热固SLS材料具备优异特性：高度阻燃性，符合工业应用特别是航空功能部件的材料需求；具有出色的机械性能；具有很好的阻电特性；高温条件下可保持尺寸精度；化学耐腐蚀性好，稳定性高。这些特性使得该材料可广泛运用于电子元器件、汽车（特别是引擎系统和电子系统等）、运输、航空航天等行业。该材料的SLS加工温度低，并且几乎可实现超高材料回收，最大程度实现环保生产过程。除此之外，该材料能够实现各种颜色的功能部件打印，并保证SLS级别的机械性能。

维捷×科思创：开发首款用于高速烧结工艺的TPU材料

voxeljet-维捷展示了基于粘结剂喷射工艺及基于高速烧结工艺（HSS）的两类3D打印系统，并在今年重点展示了三种技术：“工业铸造型芯打印”，voxeljet凭借经典铸造技术与灵活的增材制造工艺的智能融合，旨在为汽车行业的金属铸造型芯实现全自动增材制造生产；高速烧结3D打印技术在注塑替代领域的进一步发展；与材料企业科思创开发的首款用于高速烧结工艺的TPU材料。TPU通常有助于提高基于粉末的3D打印工艺的可持续性，由于构建室温度较低，高达100％的非烧结粉末还可以在工艺中重复使用。

除此外，科思创也在FormnextConnect2020上亮相，展出多款产品。致力于推行循环经济，科思创展示了由替代原材料制成的产品，如再生塑料和基于CO的cardyon®品牌产品。目前，科思创还正在开发用于3D打印的部分生物基产品，其中近50%的碳含量来自生物质。其中一种这样的材料已经被用于使用选择性激光烧结（SLS）打印鞋垫。

西门子×EOS×DyeMansion：利用聚合物实现增材制造工业化

西门子以“为实现增材制造下一步工业化而合作”为主题，在FormnextConnect2020上展示其针对增材制造工业化的数字化企业业务组合，以及与合作伙伴在增材制造领域的共创成果。西门子重点展示其与EOS和DyeMansion的合作——三方将共同打造首家增材制造虚拟工厂，用于聚合物选择性激光烧结的工业化生产。据悉，西门子和EOS、DyeMansion将以鞋中底应用为例，在独立而经济地考虑设计、贴合度和颜色等参数的情况下，展示在整个价值链上如何用聚合物材料和SLS设备实现工业化生产。

据EOS欧洲、中东和非洲地区高级副总裁MarkusGlasser介绍，对于批量生产，可以无缝集成到自动化生产中的EOSP500正在此合作中发挥作用。EOSP500制造平台非常适合工业规模的塑料零件激光烧结。该系统能够以高达300°C的工作温度加工高分子材料，可实现最佳的材料灵活性。其主要优势之一是具有自动化能力，可在保持稳定、高质量零件的同时实现生产效率的全面提升。这确保了零件成本的经济性，甚至可以在一夜之间生产出增材制造的零件。

抓住机遇=不断突破的新技术

近年来，随着3D打印浪潮的猛烈来袭，我们看到用于3D打印的塑料材料及其相关制造技术不断突破和更新。近期，就有一些塑料相关3D打印技术的突破：不需用电的3D打印塑料电子控制器、金属塑料混合制品、“一滴树脂打印一颗牙”的超高精度3D打印方法……让人倍感惊喜！

用3D打印塑料控制电子设备

近期，华盛顿大学的研究人员设计了一种方法，使用3D打印塑料来创建无需电池或电子设备就能与智能手机或其他接入Wi-Fi的设备通信。比如，用一块3D打印塑料控制空调，再也不需要定期更换电池。为了确保塑料物体能够反射无线信号，研究人员采用了具有导电特性的复合塑料细丝，其中带有铜和石墨烯碎屑。研究人员使用现有的3D打印机打印这些材料，当环境中有周围的Wi-Fi信号时，这些塑料物体可以利用复合塑料材料来反射信号。而为了实现设备间的数据交流，研究人员巧妙地利用齿轮来代表二进制编码(0和1)，用齿轮上有无齿来表示0和1。

据悉，这项技术的运用不只是用塑料控制联网设备，通过采集和交流数据，可以实现更多功能。比如，在此前研究人员公布的演示中，通过用3D打印塑料制作的洗衣液瓶盖，可以自动检测瓶中洗衣液的剩余量并向手机发送通知，通过进一步设置，甚至可以实现自动在网上购买新的洗衣液。这一演示显示出其可行性，在其他方面，比如医疗，这种技术可以帮助患者实现自动监测药物剩量和自动购买功能。考虑到Wi-Fi目前的普及率，这一技术的实现环境可以说已经成熟，不过投入商业使用可能还需要一段时间。

实现精准按需打印：“用一滴树脂打印一颗牙”

基于光固化的连续3D打印技术已成为构造3D结构最有前途的方法之一，但是其精度和材料利用率在连续快速打印过程中受到限制。并且在高速打印时，树脂紫外固化过程的放热会让打印过程变得不稳定，导致树脂残留，降低3D打印的分辨率。中国科学院化学研究所研究人员提出单墨滴3D打印策略，通过引入可退浸润的“三相接触线”，显著提高了3D打印的精度和稳定性，实现一滴成型。

研究人员通过实验：将一滴树脂滴在被称为“固化界面”的透明板上，准备好接受已输入好设计参数的紫外光，随着紫外光的投影，树脂一层一层变成固态，一颗牙齿逐渐在成型平台下显现，光滑、洁白。可以看到，单墨滴可完全转化为所设计的牙齿结构，并且具有边缘完整性。在业内专家看来，这项研究实现了最高材料利用率的高精度3D打印。据悉，除了牙齿外，这项技术还可以用在隐型眼镜等精细产品的制造上。单墨滴3D打印技术有望为可控、按需制备3D结构开辟新途径。

碳纤维3D打印的新LITA方法

特拉华大学的研究人员正在将热固性聚合物与碳纤维结合起来，为他们的新技术制造复合材料：局部平面内热辅助（LITA）3D打印。碳纤维的策略性定位是将液体聚合物“芯吸”到材料结构中，并在其中填充空间。如果聚合物具有足够的多孔性，它们也可以填充纤维。然后将纤维加热，固化液态聚合物并允许形成3D打印结构。

LITA3D打印最有益和独特的方面之一是，由于固化过程较早发生，因此不需要以后进行，这意味着为用户节省了时间和能源。这些材料和新技术可能将在基础设施中拥有广阔应用前景，例如建筑桥梁及飞机零件的制造。据研究人员介绍，这项新技术还将减少与缺陷相关的人工、工具和成本。

结语

在3D打印的浪潮中，以塑料为耗材的3D打印材料迎来了大量发展机遇。不过由于自身强度的限制，塑料材料在3D打印中的应用大多局限于生产普通制品。其实，不管是从Formnext展会上材料商与设备技术商的积极合作，还是近期3D打印领域塑料方面技术的进展，我们都能看到塑料在3D打印领域举足轻重的地位及其向前发展的可能性。可以预见，未来，塑料材料仍将是3D打印的主流材料之一，并在3D打印的浪潮中获得跨越性的发展。