預(yù)計到2030年，3D打印彈性體市場將達到13.89億美元

2022年7月27日，南極熊獲悉，美國研究組織Report Oceans，最近發(fā)表了一份研究報告，其中評估了彈性體在3D打印市場的增長。在該研究中，該組織估計彈性體市場將在八年內(nèi)達到13.89億美元（約94億人民幣），從2022年到2030年的年增長率為22.5%。醫(yī)療保健和汽車行業(yè)，預(yù)計將是兩個主要市場增長點。

△預(yù)計3D打印彈性體市場將達到13.89億美元

彈性體泛指在除去外力后能恢復(fù)原狀的材料，然而具有彈性的材料并不一定是彈性體。彈性體只是在弱應(yīng)力下形變顯著，應(yīng)力松弛后能迅速恢復(fù)到接近原有狀態(tài)和尺寸的高分子材料。

它們能夠在斷裂之前承受巨大的變形，而且這些變形通常是可逆的。由于這個原因，它們經(jīng)常被用于可承受嚴(yán)重沖擊或振動的產(chǎn)品，如汽車輪胎、工業(yè)模制品、工業(yè)傳動帶、假肢、消費產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備等。除此之外，彈性體也是難以壓縮的，這使它們成為制造密封件的首選材料。

△Zortrax制造的彈性體結(jié)構(gòu)件

彈性體和3D打印
在3D打印技術(shù)中，熱塑性彈性體在許多行業(yè)中都有廣泛應(yīng)用，包括醫(yī)療、汽車，甚至消費品（例如運動器材）。根據(jù)Report Oceans的研究，由于全球疫情所帶來的影響，醫(yī)療防護設(shè)備，防護面罩等，促進了3D打印彈性體市場的增長。該報告還討論了有機硅彈性體在增材制造中的巨大份額，并且將會持續(xù)保持增長。

△晶格結(jié)構(gòu)彈性體

在行業(yè)公司中，機器制造商3D Systems和Carbon是公認的，針對該市場增長做出了重大的貢獻。例如，碳提供四種彈性體樹脂，包括一種生物相容性材料。例如，已經(jīng)在阿迪達斯生產(chǎn)的鞋底中，看到了這些解決方案。因此，最大的市場份額將在北美也就不足為奇了。

△Carbon為3D打印制造提供不同的彈性體

然而，該研究還指出，彈性體的成本可能會抑制市場的增長。盡管如此，這不會阻止市場參與者創(chuàng)新和繼續(xù)研究彈性體，例如德克薩斯A&M大學(xué)，該大學(xué)開發(fā)了一種用于增材制造的可回收和自愈彈性體。

△研究人員開發(fā)了一種新的聚合物材料，可以自我修復(fù)、具有形狀記憶并且可以回收再利用

未來和更廣泛的彈性體應(yīng)用
早在2020年，該大學(xué)和美國陸軍研究實驗室，共同開發(fā)了一系列具有自愈能力的合成材料。

據(jù)悉，該聚合物的質(zhì)地各不相同，從超軟到極硬。它們可以3D打印，可回收，并在空氣和水下相互粘連。

此類材料有望滿足多種軍事應(yīng)用需求。材料科學(xué)與工程系教授和該研究的通訊作者Svetlana Sukhishvili說：“我們制造了一組令人興奮的材料，它們的性能可以微調(diào)以獲得橡膠的柔軟性或承重塑料的強度。

“它們還具有其它特性，如3D可打印性和幾秒鐘內(nèi)自我修復(fù)的能力，使它們不僅適用于更逼真的假肢和軟機器人，而且非常適合廣泛的軍事應(yīng)用，例如飛行器，未來一直可實現(xiàn)自我修復(fù)的機翼等。”

△研究人員用兩層具有不同特性的LCE制成3D打印結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明，這種材料擁有更大的驅(qū)動自由度。未來可用于醫(yī)療應(yīng)用

另外還有，由加州大學(xué)研發(fā)的3D打印液晶彈性體，可使軟機器人和可穿戴設(shè)備更易實現(xiàn)。

他們宣稱，通過控制3D打印液晶彈性體的印刷溫度，他們可以控制材料的剛度和收縮能力。而且，它們能夠通過加熱來改變同一材料中不同區(qū)域的剛度。

液晶彈性體Liquid crystal elastomers(LCEs)能夠產(chǎn)生大的可逆驅(qū)動力并產(chǎn)生大的工作密度，未來非常適合構(gòu)建新型軟機器人、可穿戴設(shè)備、人造肌肉和仿生系統(tǒng)。