正畸牙套、骨骼关节、手办玩偶、珠宝首饰、汽车飞机、游艇火箭、文物石窟……或许很难想象，这些生活里常见的一切，很多都可以被3D打印出来。在这个3D打印“魔幻”新世界里，万物皆可“打”。

▲3D打印产品

然而比想象更难的，是怎么“打”和用什么“打”——3D打印产品的重要基础，是材料。树脂、金属、陶瓷、石膏、混凝土、复合新材料…..每一种材料都有不同的性能，稍加改变又能发挥另一种潜力。如何研发出更多的新材料，生产制作出更高品质的3D打印产品，是行业内的一大挑战。而在山西，这已经是一个被山西增材制造研究院顺利攻克的难题。

“我们研发出的改性助剂和材料产品，在国内外的3D打印市场上都很有竞争力，是山西制造，也是山西骄傲。”山西增材制造研究院实验室副主任朱岳介绍，3D打印，也被称为增材制造，是一种直接根据计算机图形数据，运用粉末状金属或塑料等各类可粘合材料，通过叠加材料的方法，生成任何形状的物体的技术。

材料在3D打印中的重要性，可见一斑。

▲3D打印设备

也正因此，在3D打印领域，有一个形象比喻——3D打印出来的产品，就像是一道色香味俱全的菜肴，用于3D打印的树脂、金属、陶瓷等材料，就像是食材，而帮助材料改变性能的改性助剂，则像是盐和味精等调味料，每一种，都不可或缺。而“食材”和“调味料”，就是山西增材制造研究院的着力点。

“我们目前的研发方向，就是给3D打印再加点‘料’，不断开发高性能3D打印高分子材料系列产品，也就是我们不断在3D打印的‘食材’和‘调味料’方面下功夫。”朱岳所在的山西增材制造研究院，是在全国乃至全球都颇负盛名的3D打印材料研发平台，拥有成熟的3D打印产业链。

聚酰胺（PA），俗称尼龙，碳基合成新材料的一种。在山西增材制造研究院，凭借高品质的成核剂“调味料”，聚酰胺（PA）这一碳基合成新材料，摇身一变，成为聚酰胺（PA）成核剂改性料，开始在3D打印领域大展身手。

▲PA成核剂改性料样品

“3D打印的原材料很严格，不能直接使用，必须通过成核剂等助剂改变性能，变得高强度、高韧性，才能成为真正的3D打印材料，也才能打印出产品。”朱岳介绍，聚酰胺（PA）作为母料，只需要添加千分之一甚至更少的成核剂，就能增强耐温性、刚性、抗冲击性等，让性能得到大幅改变和提升。成核剂也是山西增材制造研究院的拳头产品，具有自主知识产权，处于国内垄断地位，占据了市场的半壁江山。

▲3D打印耗材生产

除了成核剂这一“调味料”，在3D打印市场上，山西增材制造研究院的“食材”也很“能打”。

2019年底，朱岳带领团队自主研发出了3D打印用光敏树脂。这是一种用于3D打印的原材料，特点是打印精度更高、力学性能更好、弹性硬度均可调节，被广泛应用在医学模具、正畸牙套、义齿、珠宝首饰、工艺品等3D打印领域。也正因为光敏树脂的高精度要求，在过去很长一段时间中，只能依赖国际进口，是制约3D打印领域发展的“卡脖子”技术难题。

“以往进口光敏树脂的价格是3000元每公斤，国产性能较好的也要1800元每公斤，我们研发出的光敏树脂可以达到和国际进口相同的性能，但价格降到了十分之一。”

▲光敏树脂样品

这样高品质、低成本的光敏树脂，出炉并不容易，朱岳带领团队历经近两年时间，从200余种原料中反复试验筛选，不断淘汰对比优化，才最终确定了12种原料，制备组成了各种颜色、力学性能、型号都有的光敏树脂。今年5月，山西增材制造研究院自主研发的光敏树脂正式投产上市。

“在不久的未来，3D打印应该像纸张打印一样普及，不仅是高端制造业领域，大家日常需要的零件、玩具、模型，都可以自主打印。”在朱岳对未来的期待里，3D打印技术将会飞入千家万户。而这，也是山西增材制造研究院的攻关方向。

下一步，山西增材制造研究院将依托3D打印材料研发平台，在碳基新材料方面继续发力，打破更多技术壁垒，培育碳基新材料特色产业，为3D打印加入更多、更好的“料”，为山西省产业结构反转和转型升级贡献智慧和力量。

来源：山西云媒体

图文制作：山西广电融媒体