液态金属3D打印线材产业上游分析

有别于传统的金属3D 打印材料，液态金属或称低熔点金属指的是一大类熔点低于300℃的金属材料。近年来，低熔点金属，特别是在室温条件下呈液态的金属，在先进制造领域异军突起，显示出了大量独特的技术优势。研究和开发以低熔点液态金属为成型材料的3D 打印技术及相关设备，突破现有金属3D 打印材料的形状和高温限制，实现室温条件下金属与非金属功能材料的复合打印，推动相应技术和设备的产业化，必将在广阔领域如可穿戴电子设备、柔性显示器、可伸缩天线等方面大有作为，有助于发挥3D 打印技术在智能生产和灵活制造领域的示范和带动作用，引领先进制造技术和生产方式的变革，实现中国制造业的智能升级和创新驱动。

液态金属3D打印线材上游主要包括原材料及制造设备，液态金属合金材料主要分为七类：Na基、Ga基、Bi基、In基、Sn基、Pb基及Au基等在内的300余种合金，熔点涵盖-20～500℃。原材料主要集中为铋基合金，通过调整铋铟锡不同的含量比例形成熔点不同合金体系。还有通过在该合金体系中添加纳米材料改善合金导电导热性能甚至强韧度，具体可根据市场需求添加不同的纳米材料改性。此外，将该合金体系和有机高分子材料（比如工程塑料）相融合形成复合材料，构建可以导电导热且强度较高的复合材料。同时，探索制备液态金属高熵合金体系，改善液态金属的综合性能，不仅导电导热性良好，强塑性也较好。高熵液态金属体系，预备用铋、铟、锡、铜、锌、铝，以及镓，具体配比通过试验获得。(www.xing528.com)

制造设备主要包括真空熔炼炉、圆棒轧机、挤压机、拉拔机等。线材的制备主要借鉴工业已有的线材生产设备。第一种是先真空熔炼炉熔炼合金铸锭，后轧机，挤压机或者锻机改变铸锭尺寸，最终通过拉拔机制备客户所需尺寸线材。第二种是通过真空熔炼炉熔炼，后直接用丝材挤压机挤压出丝材。此外，还可以对传统3D打印线材挤压成型机进行改造，使其适合液态金属线材的生产。