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随着全球3D打印行业的发展，塑料材料一直是该行业最重要的组成部分。然而，塑料作为一种传统的材料，其生产和使用对环境造成了很大的压力，如何在保证工业发展的同时实现可持续发展已经成为迫切需要解决的问题。在这个背景下，“环保材料”应运而生，它以其绿色、低碳、可降解等优点受到广泛关注。
根据历年《Wohlers Report》全球3D打印行业报告，由热塑性聚合物粉末、光敏聚合物和丝材组成的塑料材料市场占据全球3D打印材料总市场的近80%，塑料材料一直是该行业的最重要的组成部分。
众所周知，用于电气工程或电子领域的材料必须具有阻燃性等特性。那么阻燃生物塑料是否能满足电气工程和电子学中所需要的阻燃标准呢？Fraunhofer WKI和Fraunhofer IAP的研究人员与工业合作伙伴协作研究，并取得初步成功，不仅开发出了阻燃生物塑料，而且还表明材料与增材制造兼容。
在Fraunhofer研究所取得成果之前，还没有用于开发生物塑料的生物基阻燃剂。考虑到这一点，我们将重点放在了一种成本低且需求量较小的无卤阻燃剂上。在开发适用于电气工程和电子产品的生物复合材料的研究项目初期，我们主要目标是开发新型生物基阻燃剂——基于生物基醇和含磷化合物的合成。
*一种由阻燃聚丁二酸丁二醇酯（PBS）制成的隧道滑梯（图片来源：Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau）
首先，必须了解阻燃剂在聚乳酸生物聚合物的基体中的均匀分布后，才能给出阻燃系数。通过电子束交联实现阻燃剂与基体的结合。虽然这种工艺在塑料中极为普遍，但在生物塑料中尚未得到验证。然而，要改变这种情况，必须改变聚合物的特性。
然而，这个特性必须具备阻燃性以及耐热性。经过无数的测试，研究小组成功开发了PLA和PBS（生物基聚丁二酸丁二醇酯）的配方，并且可以通过注塑和增材制造工艺进行加工。
来自马来西亚、新加坡、泰国和印度的一个研究小组提出了一个想法：为什么不利用自然资源来开发新的3D打印材料？他们试图通过利用壳聚糖（甲壳素脱乙酞基的产物），来创造一种与挤压工艺兼容的复合热塑性塑料。为了促进一种更可持续、更环保的生产和消费手段。他们尝试了几种聚合物的测试，包括一种更致密、更耐温的PLA复合材料。
壳聚糖是一种天然生物聚合物，源自几丁质，几丁质是一种多糖，通过螃蟹和虾等甲壳类动物外骨骼以及真菌细胞壁中的结构元素，经过甲壳素脱乙酰化获得的。陆生昆虫是壳聚糖的潜在来源，因为它们数量丰富、易于获取且外骨骼中甲壳素含量相对较高。从陆生昆虫中提取壳聚糖有几个潜在的好处，包括可持续和保护生态的生产。
壳聚糖通常从甲壳类动物的壳中回收
研究证明，几丁质/PLA 和壳聚糖/PLA 复合材料比纯PLA具有更好的延展性。延展性代表一种材料在不断裂的情况下变形的能力，而甲壳素和壳聚糖恰恰有助于增韧 PLA 复合材料。此外研究还表明，这些复合材料具有良好的热稳定性，并且基于其压缩性能可能在食品包装方面具有潜在应用。
可以肯定的是，使用从陆生昆虫中提取的壳聚糖（几丁质）作为FFF 3D打印技术的细丝材料，将会更加环保。
3D科学谷也分享了关于前瞻研究院发布的3D打印材料相关的研究报告，对国内发展概况以及未来发展趋势进行了预测。
作为3D打印行业息息相关的产业，3D打印材料行业的区域分布亦依托3D打印行业的分布。具体来看，2021年，全球3D打印行业发展以美国为先，拥有全球40.4%的市场；其次为德国，市场占比22.5%；中国排名全球第三，拥有全球18.6%的市场。
3D打印材料行业是3D打印产业的重要基础，依据CCID数据，2017年以来，3D打印材料市场规模占3D打印产业总规模的总比重在20%-30%之间。2017-2021年，我国3D打印材料行业市场规模逐年递增，且在2021年的同比增幅达到31.37%，为历年来最高增幅，实现重大跨越。
依据铂力特招股说明书，其生产的钛合金粉末相关技术指标与德国TLS的钛合金粉末基本相当。反映国内3D打印材料金属材料已经达到出口标准，在国内国际均具有竞争力。
依据华曙高科招股说明书（申报稿），其生产的高分子粉末与同行业可比上市公司同类产品对比，热变形温度、拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量等关键性能指标相近，处于国际先进水平，断裂伸长率优于同类产品，达到国际领先水平。
整体来看，我国3D打印材料发展迅速，国内外产品在特定领域如钛合金粉末和高分子粉末等，达到一致水平，甚至国内企业拥有领先优势。除此之外，您可以通过2023.9.12-14国家会展中心（上海）4.1馆举办的TCT亚洲展，一站式了解 中机新材料、威拉里、赛隆金属、eSUN易生、武汉三维陶瓷、埃肯有机硅、因泰莱激光、佳能、升华三维、星尘科技、有研增材、山特维克、安徽中体、山地华材、Polymaker、诺思贝瑞、博理科技、先风三维、3D Systems、Arkema、巴斯夫Forward AM（排名不分先后）… 诸多如有机硅、新型陶瓷、金属、高分子等材料的开发和研究。
铂力特（展位号H13）以及 华曙高科（展位号K15）也将同步亮相TCT亚洲展，即刻免费预约参观TCT亚洲展。
TCT Asia 2023
时间与地点
9月12日 09:00 - 17:30
9月13日 09:00 - 17:30
9月14日 09:00 - 15:00
国家会展中心（上海）4.1馆
TCT亚洲展公众号