正畸牙套、骨骼關節、手辦玩偶、珠寶首飾、汽車飛機、遊艇火箭、文物石窟……或許很難想象，這些生活裏常見的一切，很多都可以被3D打印出來。在這個3D打印“魔幻”新世界裏，萬物皆可“打”。

▲3D打印產品

然而比想象更難的，是怎麼“打”和用什麼“打”——3D打印產品的重要基礎，是材料。樹脂、金屬、陶瓷、石膏、混凝土、複合新材料…..每一種材料都有不同的性能，稍加改變又能發揮另一種潛力。如何研發出更多的新材料，生產製作出更高品質的3D打印產品，是行業內的一大挑戰。而在山西，這已經是一個被山西增材製造研究院順利攻克的難題。

“我們研發出的改性助劑和材料產品，在國內外的3D打印市場上都很有競爭力，是山西製造，也是山西驕傲。”山西增材製造研究院實驗室副主任朱嶽介紹，3D打印，也被稱爲增材製造，是一種直接根據計算機圖形數據，運用粉末狀金屬或塑料等各類可粘合材料，通過疊加材料的方法，生成任何形狀的物體的技術。

材料在3D打印中的重要性，可見一斑。

▲3D打印設備

也正因此，在3D打印領域，有一個形象比喻——3D打印出來的產品，就像是一道色香味俱全的菜餚，用於3D打印的樹脂、金屬、陶瓷等材料，就像是食材，而幫助材料改變性能的改性助劑，則像是鹽和味精等調味料，每一種，都不可或缺。而“食材”和“調味料”，就是山西增材製造研究院的着力點。

“我們目前的研發方向，就是給3D打印再加點‘料’，不斷開發高性能3D打印高分子材料系列產品，也就是我們不斷在3D打印的‘食材’和‘調味料’方面下功夫。”朱嶽所在的山西增材製造研究院，是在全國乃至全球都頗負盛名的3D打印材料研發平臺，擁有成熟的3D打印產業鏈。

聚酰胺（PA），俗稱尼龍，碳基合成新材料的一種。在山西增材製造研究院，憑藉高品質的成核劑“調味料”，聚酰胺（PA）這一碳基合成新材料，搖身一變，成爲聚酰胺（PA）成核劑改性料，開始在3D打印領域大展身手。

▲PA成核劑改性料樣品

“3D打印的原材料很嚴格，不能直接使用，必須通過成核劑等助劑改變性能，變得高強度、高韌性，才能成爲真正的3D打印材料，也才能打印出產品。”朱嶽介紹，聚酰胺（PA）作爲母料，只需要添加千分之一甚至更少的成核劑，就能增強耐溫性、剛性、抗衝擊性等，讓性能得到大幅改變和提升。成核劑也是山西增材製造研究院的拳頭產品，具有自主知識產權，處於國內壟斷地位，佔據了市場的半壁江山。

▲3D打印耗材生產

除了成核劑這一“調味料”，在3D打印市場上，山西增材製造研究院的“食材”也很“能打”。

2019年底，朱嶽帶領團隊自主研發出了3D打印用光敏樹脂。這是一種用於3D打印的原材料，特點是打印精度更高、力學性能更好、彈性硬度均可調節，被廣泛應用在醫學模具、正畸牙套、義齒、珠寶首飾、工藝品等3D打印領域。也正因爲光敏樹脂的高精度要求，在過去很長一段時間中，只能依賴國際進口，是制約3D打印領域發展的“卡脖子”技術難題。

“以往進口光敏樹脂的價格是3000元每公斤，國產性能較好的也要1800元每公斤，我們研發出的光敏樹脂可以達到和國際進口相同的性能，但價格降到了十分之一。”

▲光敏樹脂樣品

這樣高品質、低成本的光敏樹脂，出爐並不容易，朱嶽帶領團隊歷經近兩年時間，從200餘種原料中反覆試驗篩選，不斷淘汰對比優化，才最終確定了12種原料，製備組成了各種顏色、力學性能、型號都有的光敏樹脂。今年5月，山西增材製造研究院自主研發的光敏樹脂正式投產上市。

“在不久的未來，3D打印應該像紙張打印一樣普及，不僅是高端製造業領域，大家日常需要的零件、玩具、模型，都可以自主打印。”在朱嶽對未來的期待裏，3D打印技術將會飛入千家萬戶。而這，也是山西增材製造研究院的攻關方向。

下一步，山西增材製造研究院將依託3D打印材料研發平臺，在碳基新材料方面繼續發力，打破更多技術壁壘，培育碳基新材料特色產業，爲3D打印加入更多、更好的“料”，爲山西省產業結構反轉和轉型升級貢獻智慧和力量。

來源：山西雲媒體

圖文製作：山西廣電融媒體