3D打印材料项目可行性研究报告-金属材料、复合材料成为未来发展趋势

3D打印材料项目可行性研究报告-金属材料、复合材料成为未来发展趋势
3D打印材料：金属材料、复合材料成为未来发展趋势
3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，材料是3D打印发展的重要制约因素。根据Wohlers Associates Inc发布的2019年3D打印下游应用行业统计显示，汽车工业占比最大，为16.4%；消费电子以及航空航天以15.4%和14.7%占据第二、第三位。根据下游领域制件品的特性，金属、复合材料需求空间大，有望成为3D打印材料的“引爆点”。
一般3D打印所用的原材料都是专门针对3D打印设备和工艺而研发的，与普通的金属材料、塑料、石膏、树脂等有所区别，其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。可从材料属性的角度出发对增材制造技术进行归类：如立体光固化（SLA）采用液态光敏树脂材料；分层实体制造法（LOM）需要纸、塑料膜等片状材料，而选择性激光烧结（SLS）和选择性激光熔化（SLM）则以金属、陶瓷粉末材料为主。
1、金属材料
重工业产品通常依赖耐高温耐腐蚀的金属材料，3D打印为了满足重工业产品的需求，最早研发、投资最多在金属粉末。金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。目前，应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等，此外还有用于打印首饰用的金、银等贵金属粉末材料。
钛合金得益于强度高、耐蚀性好、耐热性高，广泛应用于飞机发动机冷端压气机部件以及火箭、导弹和飞机的各种结构件制作。此外，不锈钢粉末以其耐腐蚀性而得到广泛应用，3D打印的不锈钢模型具有较高的强度，而且适合打印尺寸较大的物品。
目前，欧美等国已经实现了小尺寸不锈钢、高温合金等零件的激光直接成形，未来高温合金、钛合金材质大型金属构件的激光快速成形是主要的技术攻关方向。
2、工程塑料
工程塑料指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料，常见的有ABS类材料、PC类材料、尼龙类材料等。
PC-ABS材料是一种应用最广泛的热塑性工程塑料。其具备了ABS的韧性和PC材料的高强度及耐热性，大多应用于汽车、家电及通信行业。使用该材料制作的样件强度比传统制作的部件强度高出60%左右，工业上通常使用PC-ABS材料打印出概念模型、功能原型、制造工具及最终零部件等热塑性部件。
PC-ISO是一种通过医学卫生认证的白色热塑性材料，具有很高的强度，被广泛应用于药品及医疗器械行业，用于手术模拟、颅骨修复、牙科等专业领域。
3、光敏树脂材料
光敏树脂一般为液态，其在一定波长的紫外光照射下能立刻引起聚合反应完成固化，可用于制作高强度、耐高温、防水材料。
Somos 19120材料为粉红色材质，是一种铸造专用材料，成型后可直接代替精密铸造的蜡膜原型，避免开发模具的风险，具有低留灰率和高精度等特点。
Somos Next材料为白色材质，是一种类PC新材料，韧性非常好，基本可达到选择性激光烧结（SLS）制作的尼龙材料性能，而精度和表面质量更佳，该材料制作的部件拥有迄今最优的刚性和韧性，同时保持了光固化立体造型材料做工精致、尺寸精确和外观漂亮的优点，主要应用于汽车、家电、电子消费品等领域。
4、陶瓷材料
陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性，在航空航天、汽车、生物等行业有着广泛的应用。在传统工艺下，复杂陶瓷件需通过模具来成形，模具加工成本高、开发周期长，难以满足产品不断更新的需求。而3D打印用选择性激光烧结（SLS）对陶瓷粉末进行加工处理，能够删减繁琐的设计步骤，实现产品快速成型。
该材料存在一定的缺陷，SLS采用激光烧结陶瓷粉末和某一种粘结剂粉末所组成的混合物，在激光烧结之后，还需要将陶瓷制品放入到温控炉中进行后处理。而且陶瓷粉末在激光直接快速烧结时液相表面张力大，在快速凝固过程中会产生较大的热应力，从而形成较多微裂纹。
5、其他材料
近年来，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。彩色石膏材料是一种全彩色的3D打印材料。基于在粉末介质上逐层打印的成型原理，3D打印成品在处理完毕后，表面可能出现细微的颗粒效果，外观很像岩石，在曲面表面可能出现细微的年轮状纹理，因此，多应用于动漫玩偶等领域。
美国宾夕法尼亚大学打印出来的鲜肉，是先用实验室培养出的细胞介质，生成类似鲜肉的代替物质，以水基溶胶为粘合剂，再配合特殊的糖分子制成。还有尚处于概念阶段的用人体细胞制作的生物墨水，以及同样特别的生物纸，打印的时候，生物墨水在计算机的控制下喷到生物纸上，最终形成各种器官。
食品材料方面，目前，砂糖3D打印机可通过喷射加热过的砂糖，直接做出具有各种形状，美观又美味的甜品。
现有增材制造专用材料包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和生物材料四大类，但单一材料种类较少和性能不足严重制约了增材制造技术应用。目前，行业领军企业以及一些材料企业纷纷布局专用材料领域，突破了一批新型高分子复合材料、高性能合金材料、生物活性材料、陶瓷材料等专用材料。相关企业将纳米材料、碳纤维材料等与现有材料体系复合，开发多功能纳米复合材料、纤维增强复合材料、无机填料复合材料、金属填料复合材料和高分子合金等复合材料，不仅赋予材料多功能性特点，而且拓宽了增材制造技术的应用领域，使复合材料成为专用材料发展趋势之一。
3D打印材料项目可行性研究报告编制大纲
第  一章总论
1.13D打印材料项目背景
1.2可行性研究结论
1.3主要技术经济指标表
第二章项目背景与投资的必要性
2.13D打印材料项目提出的背景
2.2投资的必要性
第三章市场分析
3.1项目产品所属行业分析
3.2产品的竞争力分析
3.3营销策略
3.4市场分析结论
第四章建设条件与厂址选择
4.1建设场址地理位置
4.2场址建设条件
4.3主要原辅材料供应
第五章工程技术方案
5.1项目组成
5.2生产技术方案
5.3设备方案
5.4工程方案
第六章总图运输与公用辅助工程
6.1总图运输
6.2场内外运输
6.3公用辅助工程
第七章节能
7.1用能标准和节能规范
7.2能耗状况和能耗指标分析
7.3节能措施
7.4节水措施
7.5节约土地
第八章环境保护
8.1环境保护执行标准
8.2环境和生态现状
8.3主要污染源及污染物
8.4环境保护措施
8.5环境监测与环保机构
8.6公众参与
8.7环境影响评价
第九章劳动安全卫生及消防
9.1劳动安全卫生
9.2消防安全
第十章组织机构与人力资源配置
10.1组织机构
10.2人力资源配置
10.3项目管理
第十一章项目管理及实施进度
11.1项目建设管理
11.2项目监理
11.3项目建设工期及进度安排
第十二章投资估算与资金筹措
12.1投资估算
12.2资金筹措
12.3投资使用计划
12.4投资估算表
第十三章工程招标方案
13.1总则
13.2项目采用的招标程序
13.3招标内容
13.4招标基本情况表
第十四章财务评价
14.1财务评价依据及范围
14.2基础数据及参数选取
14.3财务效益与费用估算
14.4财务分析
14.5不确定性分析
14.6财务评价结论
第十五章项目风险分析
15.1风险因素的识别
15.2风险评估
15.3风险对策研究
第十六章结论与建议
16.1结论
16.2建议
附表：
关联报告：
项目编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司
3D打印材料项目申请报告
3D打印材料项目建议书
3D打印材料项目商业计划书
3D打印材料项目资金申请报告
3D打印材料项目节能评估报告
3D打印材料行业市场研究报告
3D打印材料项目PPP可行性研究报告
3D打印材料项目PPP物有所值评价报告
3D打印材料项目PPP财政承受能力论证报告
3D打印材料项目资金筹措和融资平衡方案