近年来，3D 打印工艺在汽车、医疗、工业和消费市场中实现了长足迅猛的发展。

3D 打印曾仅限于进行原型制作，如今已越来多地用于小批量生产和制造备件。用于开放式进料系统的 3D 打印技术不断发展，可实现巨大的潜力，显著节省开发新应用所需的时间、劳力和成本。

如今，增材制造业可使用 TPE（热塑性弹性体）作为 3D 打印材料，尤其是需要软质聚合物时更是如此。

那么，热塑性弹性体目前有哪些应用呢？为什么会有怎么样多的应用？还会给未来科技带来怎样的可能性？

应用广泛的热塑性弹性体

美国研究组织Report Oceans，最近发表了一份研究报告，评估了弹性体在3D打印市场的增长，估计弹性体市场将在八年内达到14亿美元（近100亿人民币），从2022年到2030年的年增长率为22.5%。医疗保健和汽车行业，预计将是两个主要市场增长点。

弹性体能够在断裂之前承受巨大的变形，而且这些变形通常是可逆的。由于这个原因，它们经常被用于可承受严重冲击或振动的产品，如汽车轮胎、工业模制品、工业传动带、假肢、消费产品、医疗设备等。除此之外，弹性体也是难以压缩的，这使它们成为制造密封件的首选材料。

△zortrax制造的弹性体结构件

在3D打印技术中，热塑性弹性体在许多行业中都有广泛应用，包括医疗、汽车，甚至消费品（例如运动器材）。根据Report Oceans的研究，由于全球疫情所带来的影响，医疗防护设备，防护面罩等，促进了3D打印弹性体市场的增长。

据该报告显示：有机硅弹性体在增材制造中的巨大份额，并且将会持续保持增长。

在行业公司中，机器制造商3D Systems和Carbon是公认推动了这个市场的市场增长做出了重大的贡献。例如，Carbon提供四种弹性体树脂，包括一种生物相容性材料。特别是已经在阿迪达斯生产的鞋底中，看到了这些解决方案。因此，最大的市场份额将在北美也就不足为奇了。

然而，该研究还指出，弹性体的成本可能会抑制市场的增长。尽管如此，这不会阻止市场参与者创新和继续研究弹性体，例如德克萨斯A&M大学，开发了一种用于增材制造的可回收和自愈弹性体。

近年来，弹性体3D打印在市场上的需求飞速增长。在一项《2021年全球及中国3D打印弹性材料产业深度研究报告》中显示，全球3D打印弹性体市场规模将从2021年的1.8亿美元增长到2026年达到6.2亿美元，复合年增长率为28.1%。

而消费品则是弹性体3D打印需求增长的主阵地之一，因为弹性体3D打印也就是柔性3D打印拥有轻量化、可定制化、优秀的耐温、耐用性等优势，在设计上受限较小，可谓是拥有“七十二般”自由变化！

如何拥有七十二变？

新型增材制造晶格设计平台LuxStudio，通过软件调整晶格，就能让产品拥有“七十二般”变化。而对产品进行晶格化设计，可达到轻量化、不同力学性能和独特外观展示效果，能够为产品或创意进行打印、测试、创新、迭代，缩短制作周期。

1.晶格形状调整

调整晶格形状，可得到不同的力学性能以及不同的外观形状。

晶格形状数以万计，清锋通过“重重考验”，在LuxStudio晶格平台上只留下了16种优质晶格。

它们可分类为规则杆径、极小曲面和泰森多边形，而且不同形状有不同的力学性能，同时可形成的外观也不同。

2.杆径粗细调整

调整晶格杆径粗细，可以改变晶格结构的强度及韧性。

例如，调整3D打印自行车坐垫的晶格杆径粗细，晶格硬度会随之改变。杆径细结构相对柔软，杆径粗硬度增加。

这种通过柔性制造的3D打印自行车坐垫能给坐骨提供支撑力，实现合理分压，同时不影响结构本身的力学效果，也带来了天然的透气性，提升骑行体验。

3.晶格尺寸调整

调整晶格尺寸，在不影响体占比的情况下完成轻量化的设计、满足打印需求。

例如，需要柔软回弹状态的3D打印颈椎枕，正常设计下晶格杆径太细达不到打印需求，将晶格尺寸等比例扩大、加宽，颈椎枕重量会变轻，但不影响性能，同时满足打印需求。

未来的无限可能性

早在2020年，A&M大学和美国陆军研究实验室，共同开发了一系列具有自愈能力的合成材料。据悉，该聚合物的质地各不相同，从超软到极硬。

它们可以3D打印，可回收，并在空气和水下相互粘连。此类材料有望满足多种军事应用需求。

材料科学与工程系教授和该研究的通讯作者Svetlana Sukhishvili说：“我们制造了一组令人兴奋的材料，它们的性能可以微调以获得橡胶的柔软性或承重塑料的强度。

它们还具有其它特性，如3D可打印性和几秒钟内自我修复的能力，使它们不仅适用于更逼真的假肢和软机器人，而且非常适合广泛的军事应用，例如飞行器，未来一直可实现自我修复的机翼等。

△研究人员用两层具有不同特性的LCE制成3D打印结构，结果表明，这种材料拥有更大的驱动自由度。未来可用于医疗应用

另外还有，由加州大学研发的3D打印液晶弹性体，可使软机器人和可穿戴设备更易实现。他们宣称，通过控制3D打印液晶弹性体的印刷温度，他们可以控制材料的刚度和收缩能力。

而且，它们能够通过加热来改变同一材料中不同区域的刚度。液晶弹性体Liquid crystal elastomers(LCEs)能够产生大的可逆驱动力并产生大的工作密度，未来非常适合构建新型软机器人、可穿戴设备、人造肌肉和仿生系统。

文章来源： UTPE弹性体门户，极客商业汇，3D打印世界