美国科学家受变色龙启发：开发出动态多色3D打印技术【附3D打印技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

研究人员受到变色龙的变色能力启发，开发了一种新的可持续技术，可以使用单一墨水在3D打印中实现多种动态颜色。这项研究由美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的科学家们完成，并发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

通过设计新的化学物质和印刷工艺，研究人员能够动态调节结构颜色，产生以前不可能实现的颜色梯度。他们提出了一种紫外线辅助墨水写入3D打印方法，通过调节光来控制专门设计的交联聚合物，在打印过程中改变结构颜色。

研究人员指出，与传统颜色来自吸收光的化学颜料或染料不同，许多生物系统中的丰富结构颜色来自干扰可见光的纳米纹理表面。这使得它们看起来更加充满活力，并且更具可持续性。

该团队实现了在可见光波长范围内产生从深蓝色到橙色的结构色。不同于常规需要使用多种不同颜料来实现颜色渐变的方法，他们仅使用单一墨水并修改打印方式就能创建颜色渐变。

这一研究成果开拓了新的颜色打印技术，为未来的3D打印行业带来了更大的可能性。这种技术不仅在美学上具有革命性的意义，还为可持续性发展提供了新的途径。

（图片来源：摄图网）

技术价值观察

3D打印产业链的上游为原材料及基础配件，原材料分为金属专用材料及非金属专用材料两大类，是基础配件及3D打印耗材的原材料。中游为3D打印耗材(金属粉末、光敏树脂、工程塑料、陶瓷材料、生物材料等)及3D打印设备的研发制造;下游为3D打印服务及应用，3D打印主要应用场景于航空航天、模具铸造、生物医疗、汽车、军工等领域。

美国伊利诺伊大学研究人员开发了一种可持续技术，通过设计新的化学物质和印刷工艺，研究人员可动态调节结构颜色，产生以前不可能实现的颜色梯度，实现可用单一墨水3D打印多种动态颜色。因此，从3D打印产业链上看，该技术处于产业链的中游环节。

宏观市场洞察

全球3D打印市场美国独占1/3

作为3D打印起步较晚的中国，近几年，抓紧自主创新和研发，虽然和国外的技术还有一定差距，但也一步步朝着精细化和专业发展。当然，国内巨大的市场潜能，也吸引了不少国外3D打印行业巨头的目光和投资，进一步推动了中国3D打印产业的发展。

全球3D打印TOP25企业

2021年10月，全球领先的数据提供商Xignite发布了全球3D打印Top25企业排名情况，泰国的Cal-Comp Electronics公司、日本的Mitsubishi Paper Mills公司与美国的3D Systems位居前三名;其中，进入排行榜的中国大陆及港澳台地区企业有5个，分别为西安铂力特、永盛新材料、实威国际、武汉金运激光与力新国际。

汽车、工业机械与航空航天是主要应用领域

3D打印应用的领域广泛，3D打印在下游应用行业和具体用途领域的分布反映了这一技术具有的优势和特点，同时也反映了这一技术的局限和在发展过程中尚需完善的地方。

根据中国增材制造产业联盟统计，在应用领域方面，由于工业机械、汽车制造、航天航空等领域对于构件质量要求、定制化要求较高，因此，我国3D打印应用领域主要集中于工业机械、汽车制造、航天航空等领域，三者合计占比超过50%，其中工业领域应用占比20%，航空航天应用占比18.90%，汽车领域应用占比16.00%。

中国3D打印技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与3D打印关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和华中地区，并且以广东、湖南省为重点发展区域，未来布局3D打印技术及其他效果技术的发展路径，极大可能性在于华南、华中地区优先导入，其中可重点关注广东省广州市天河区、广东省深圳市龙华区、湖南省长沙市开福区所处3D打印的相关企业，以及该地方对于3D打印的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国3D打印行业深度调研与投资战略规划分析报告》

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