3Dプリント材料の革新トレンドが出現、PLAフィラメントの応用が人気

出典: インテリジェント製造ネットワーク

3D プリント材料は、3D プリント技術の発展にとって重要な材料基盤です。材料技術は 3D プリント技術の中核であり、業界全体の発展に重要な影響を及ぼします。近年、わが国の3Dプリント市場の応用は深化し続け、さまざまな新しいビジネス形態が出現し続け、関連する技術と設備が複数の分野で深く応用されてきました。 2017年から2019年にかけて、わが国の3Dプリント産業の規模は年々拡大し、その成長率は世界全体の成長率をわずかに上回っており、わが国の3D産業が世界に占める割合は着実に増加しています。 CCIDが2020年3月に発表した「世界と中国の3Dプリント産業データ2019」によると、中国の3Dプリント産業の規模は2019年に157.5億元で、2018年より31.1％増加した。
政策支援の面では、2017年から2018年にかけて、国家レベルで3Dプリント産業に関する政策が合計15件発行され、そのうち7件では3Dプリント材料技術の開発促進が明確に言及されていました。先に発表された「付加製造産業発展行動計画（2017～2020年）」に基づき、我が国は鋳造、航空、航空宇宙、家電、金型、船舶、自動車、電力設備、鉄道輸送設備などの重要な製造分野における3Dプリント技術の実証と応用を引き続き積極的に推進していきます。

3D プリントの分野では、3D プリント材料が重要な役割を果たします。 3D プリント材料は、3D プリント技術の発展にとって重要な材料基盤であり、ある程度、材料の開発によって 3D プリントの応用展望も決まります。

材料構成の観点から見ると、3D プリント材料には主に金属、セラミック、プラスチック、細胞組織、石膏、無機粉末、感光性樹脂などが含まれます。現在、石膏、無機粉末、感光性樹脂、プラスチックなどは、3Dプリントの一般的なニーズを満たすことができ、おもちゃなどのプラスチックプリント製品を直接使用することができます。しかし、工業用途で使用される金属粉末はチタン、ステンレス鋼、金、銀に限られており、技術的な制限によりその適用範囲は比較的狭いです。

PLA (ポリ乳酸) プラスチックと ABS は、現在最も一般的な FDM 3D プリント材料の 2 つです。 PLA 3D 印刷材料は、その幅広い用途と使いやすさから、ほとんどの FDM プリンターでデフォルトのアプリケーションとしてリストされています。利点は次のとおりです。まず、PLA プラスチックは、印刷時に臭いがなく、わずかに甘い香りがし、カールしにくいため、さまざまな分野で広く使用されています。第二に、加熱プレートが不要で、完成品が硬いです。

特に注目すべきは、PLA プラスチックが生分解性があり環境に優しい材料の 1 つであることです。これはトウモロコシのデンプンとサトウキビの混合物から作られ、食品グレードと生分解性の基準を満たしています。リサイクル可能で、分解して消滅するため、ギフト、箱、模型、試作品の部品を作るのに適しています。 PLA は生分解性があると言われていますが、加熱しなければ分解されず、耐水性もあります。
従来の製造プロセスと比較して、3D プリントは柔軟な生産の利点があるため、小ロット、カスタマイズ、複雑な構造の生産ニーズに適しています。これは、エンドカスタマーのカスタマイズニーズの高まりに対応するだけでなく、3D プリント関連の機器、ソフトウェア、ハードウェア、材料などに対するユーザーの需要を刺激します。中国市場の特性を考慮すると、材料価格の低下や国産の新材料の種類の増加が、産業グレードの3Dプリンティング市場の出荷の成長を根本的に促進、あるいは引き起こす可能性が高いと考える研究者もいる。

3Dプリント技術の応用分野が継続的に拡大し、3D材料がますます登場する中、過去5年間の成長率は20％以上を維持し、安定的かつ急速な発展期にあります。3Dプリント材料の市場規模は2019年に42億米ドルを超えると予測されています。 3D プリント材料は多様化に向かって発展しており、PLA 材料と ABS プラスチックが主流で、金属とセラミック材料にも将来性があります。

全体的に見ると、わが国の3Dプリント技術は急速に発展し、その応用分野はますます広がっていますが、海外の最先端レベルと比較すると、材料供給にはまだ大きなギャップがあり、それが技術的なボトルネックとなり、わが国の3Dプリントのさらなる発展を制限し、産業化プロセスに影響を与えています。次に、大学、研究機関、テクノロジー企業などは、国内の材料産業の現在の発展を基礎に、基礎を固め、大胆に革新し、3Dプリント産業の長期的かつ健全な発展にさらなる支援を提供する必要があります。

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