南极熊导读:弹性体3D打印目前涉足的公司较少,但潜力巨大,敬请关注。
2022年7月27日,南极熊获悉,美国研究组织Report Oceans最近发表了一份研究报告,其中评估了3D打印弹性体市场的增长。具体而言,这项研究报告指出弹性体市场将在8年内达到13.89亿美元,从2022年到2030年的年增长率为22.5%,这其中医疗保健和汽车行业预计将成为3D打印弹性体的两个主要增长市场。
△预计3D打印弹性体市场将达到13.89亿美元
弹性体属于大型聚合物材料系列,其特点是具有类似橡胶的弹性。它们能够在断裂之前承受巨大的变形,而且这些变形通常是可逆的。由于这个原因,它们经常被用于设计必须承受严重冲击或振动的产品,如汽车轮胎。除此之外,弹性体也是不可压缩的,这使它们成为制造密封件的首选材料。
△照片来源:Zortrax
弹性体和3D打印
在增材制造中,热塑性弹性体材料系列(也称TPE而闻名)在许多行业都很受欢迎,包括医疗、汽车,甚至消费产品(例如运动器材)。根据Report Oceans的研究,在Covid-19疫情大流行期间,由于需要设计拭子、防护面具等,间接促进了3D打印弹性体市场的增长。该报告还讨论了有机硅弹性体在增材制造中的巨大份额,这也表明了增材制造行业正在日益发展壮大。
在各行业的公司中,3D Systems和Carbon被认为是对弹性体市场增长贡献最大的设备制造商。例如,Carbon公司提供四种弹性体树脂,包括一种生物相容性材料。你可能已经在阿迪达斯生产的鞋底看到了这些解决方案。因此,最大的市场份额将在北美也就不足为奇了。
△Carbon公司为增材制造提供不同的弹性材料(图片来源:碳公司)
然而,该研究也指出,弹性体的成本可能会限制市场的增长。尽管如此,这不会阻碍市场参与者对弹性体材料的不断创新和研究开发,如德克萨斯A&M大学就曾开发了一种用于增材制造的可回收和自我修复的弹性体。 △研究人员开发了一种新的聚合物材料,可以自我修复、具有形状记忆并且可以回收再利用
早在2020年,A&M大学和美国陆军研究实验室,共同开发了一系列具有自愈能力的合成材料。
据悉,该聚合物的质地各不相同,从超软到极硬。它们可以3D打印,可回收,并在空气和水下相互粘连。
此类材料有望满足多种军事应用需求。材料科学与工程系教授和该研究的通讯作者Svetlana Sukhishvili说:“我们制造了一组令人兴奋的材料,它们的性能可以微调以获得橡胶的柔软性或承重塑料的强度。
“它们还具有其它特性,如3D可打印性和几秒钟内自我修复的能力,使它们不仅适用于更逼真的假肢和软机器人,而且非常适合广泛的军事应用,例如飞行器,未来一直可实现自我修复的机翼等。” △研究人员用两层具有不同特性的LCE制成3D打印结构,结果表明,这种材料拥有更大的驱动自由度。未来可用于医疗应用 另外还有,由加州大学研发的3D打印液晶弹性体,可使软机器人和可穿戴设备更易实现。
他们宣称,通过控制3D打印液晶弹性体的印刷温度,他们可以控制材料的刚度和收缩能力。而且,它们能够通过加热来改变同一材料中不同区域的刚度。
液晶弹性体Liquid crystal elastomers(LCEs)能够产生大的可逆驱动力并产生大的工作密度,未来非常适合构建新型软机器人、可穿戴设备、人造肌肉和仿生系统。
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