0102030405
Mengapa Teknologi Pencetakan Plastik Menjadi Fokus Baru Industri Manufaktur?
09-07-2025
Saat ini, negara kita masih mengalami kekurangan struktural produk kimia. Ditambah dengan pertumbuhan pesat permintaan plastik kelas atas di industri otomotif, bidang elektronik dan listrik, bidang pipa konstruksi, dan bidang kemasan sehari-hari [1], konsumsi plastik global diperkirakan akan melebihi 500 juta ton pada tahun 2025, yang 60% di antaranya bergantung pada teknologi pencetakan pengolahan. Di negara saya, industri plastik masih memiliki masalah konsumsi energi yang tinggi dan polusi berat dalam proses tradisional, yang memaksa inovasi teknologi; bahan-bahan kelas atas bergantung pada impor, dan kecerdasan peralatan masih kurang memadai.
Terobosan teknologi: Empat arah mutakhir memimpin perubahan industri
1. Integrasi kecerdasan dan otomatisasi
Industri 4.0: Jerman mengusulkan dalam program Industri 4.0 bahwa revolusi industri keempat adalah hasil dari revolusi industri ketiga ditambah teknologi Internet. “Pengenalan Internet of Things and Services ke dalam lingkungan manufaktur mengantarkan revolusi industri keempat”, dan pengenalan Internet of Things and Services ke dalam industri manufaktur telah memicu revolusi industri keempat. Perubahan ini tidak hanya meningkatkan efisiensi produksi, tetapi juga mengoptimalkan dan membentuk proses manufaktur seluruh industri. Robot Kuka Jerman telah mencapai otomatisasi proses penuh. Pencetakan Injeksi, meningkatkan efisiensi sebesar 30%.
2. Teknologi hijau dan ramah lingkungan
Bahan yang dapat terurai secara hayati: Dalam beberapa tahun terakhir, dengan perkembangan pesat bioteknologi, pabrik sel mikroba untuk biosintesis PLA satu langkah telah berhasil didirikan melalui kombinasi strategi rekayasa protein dan rekayasa metabolik, dan metode produksi PLA yang lebih ramah lingkungan, ekonomis, dan berkelanjutan telah dikembangkan. Misalnya, teknologi pencetakan kompresi PLA telah matang, dan siklus degradasinya telah dipersingkat menjadi 6 bulan.
3. Pencetakan komposit berkinerja tinggi
Plastik yang diperkuat serat karbon (CFRP): Rasio aplikasinya pada komponen struktural otomotif telah mencapai 30%, dan pengurangan bobot telah membantu meningkatkan daya tahan kendaraan energi baru sebesar 15%. Selain itu, permintaan CFRP mencapai sekitar 80% dari total permintaan di pasar material komposit. Empat bidang konsumsi material teratas adalah kedirgantaraan (sekitar 19,1%), bilah turbin angin (sekitar 17,4%), olahraga dan rekreasi (sekitar 16,3%), dan bejana tekan (sekitar 12,2%). Di antara bidang-bidang tersebut, pendapatan penjualan di bidang kedirgantaraan mencapai sekitar 63,7%, yang merupakan pasar dengan nilai tambah tertinggi.
Plastik rekayasa khusus: polimida (PI), polietereterketon (PEEK),
poliariletersulfon (PSF), polimer kristal cair (LCP), polifenilen sulfida (PPS), dan nilon tahan suhu tinggi (PPA). Di antara mereka, resin PEEK dan PI telah menembus hambatan ketahanan suhu tinggi di bidang kedirgantaraan dan menggantikan komponen logam.
4. Teknologi baru
Pencetakan injeksi mikro-nano: produksi massal komponen mikro 0,1 mm dicapai di bidang medis dengan akurasi ±0,001 mm.
Pencetakan 3D fusi: polimida fotosensitif secara langsung membentuk struktur kompleks untuk pembuatan perangkat komunikasi 5G.
Pencetakan injeksi berbantuan gas (GAIM) dan pencetakan injeksi berbantuan air (WAIM): menyuntikkan gas atau air bertekanan tinggi ke dalam pencetakan injeksi tradisional untuk mengurangi penggunaan material dan mengoptimalkan struktur.
Teknologi pencetakan injeksi dinamis: dengan memperkenalkan medan gaya getaran, waktu plastisasi dipersingkat lebih dari 20% dan konsumsi energi dikurangi hingga 30%.
Pencetakan injeksi fluida superkritis (SCF): CO₂ superkritis digunakan untuk mengurangi viskositas lelehan, mencapai pembusaan mikropori, dan membuat produk ringan serta permukaannya sempurna.
Teknologi ekstrusi pisau didominasi oleh reologi tarik: deformasi tarik menggantikan pemotongan sekrup tradisional, mempersingkat proses pengolahan hingga 50%, dan mengurangi konsumsi energi hingga 30%.
Selain itu, ada juga pencetakan injeksi dekorasi dalam cetakan (IMD) dan pencetakan siklus panas cepat (RHCM).
Skenario aplikasi: Revolusi "plastik" dari otomotif hingga luar angkasa
1. Pengurangan bobot mobil
Pengurangan bobot kendaraan bermotor tidak hanya dapat secara efektif mengurangi konsumsi energi dan emisi seluruh kendaraan, tetapi juga meningkatkan indikator kinerja kendaraan seperti jarak tempuh, tenaga, dan pengendalian.
2. Elektronika dan komunikasi
Material LCP digunakan pada antena stasiun pangkalan 5G, mengurangi kehilangan sinyal hingga 50%.
3. Medis dan kedirgantaraan
PEEK memiliki sitotoksisitas rendah dan dapat meningkatkan ekspresi faktor inflamasi. Biokompatibilitasnya yang baik tidak akan menyebabkan toksisitas atau teratogenisitas dan respons inflamasi. Selain itu, PEEK memiliki sifat pemrosesan yang baik dan dapat diproses menggunakan berbagai teknologi komersial. Singkatnya, implan tulang belakang PEEK adalah dicetak dengan injeksi, dan biokompatibilitasnya melebihi paduan titanium.
4. Energi baru dan perlindungan lingkungan
Bilah turbin angin menggunakan plastik yang diperkuat serat panjang. Serat panjang dapat memberikan sifat mekanik sinergis pada resin dasar, seperti modulus tinggi, kekuatan tinggi, dan ketangguhan tinggi, serta memperpanjang umur pakainya hingga 25 tahun.
Tren masa depan: Integrasi teknologi dan pembangunan berkelanjutan
1. Integrasi teknologi
Kembaran digital: Simulasi virtual dari desain cetakan, mempersingkat siklus pengembangan hingga 50%.
Ekstrusi bersama multi-material: pencetakan tunggal untuk mencapai fungsi komposit, seperti bagian terintegrasi tahan api + konduktif.
2. Didorong oleh kebijakan
“Karbon ganda”; tujuan: Strategi “karbon ganda” menganjurkan gaya hidup hijau, ramah lingkungan, dan rendah karbon. Pemerintah mensubsidi penelitian dan pengembangan teknologi pencetakan hijau, dan sebuah provinsi telah membentuk dana industri sebesar 1 miliar yuan.
3. Tantangan dan peluang
Cetakan kelas atas Ketergantungan pada impor (tingkat lokalisasi kurang dari 40%), dan kemandirian peralatan inti perlu dipercepat.