3D打印，是根據(jù)所設(shè)計(jì)的3D模型，通過(guò)3D打印設(shè)備逐層增加材料來(lái)制造三維產(chǎn)品的技術(shù)。這種逐層堆積成形技術(shù)又被稱作增材制造。3D打印綜合了數(shù)字建模技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)與化學(xué)等諸多領(lǐng)域的前沿技術(shù)，是快速成型技術(shù)的一種，被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命”的核心技術(shù)。

近年來(lái)3D打印產(chǎn)業(yè)受到了國(guó)內(nèi)外越來(lái)越廣泛的關(guān)注，將成為下一個(gè)具有廣闊發(fā)展前景的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。而材料是3D打印的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是當(dāng)前制約3D打印發(fā)展的瓶頸，飛哥這里僅簡(jiǎn)單介紹當(dāng)前幾種常見(jiàn)的3D打印材料，大家可以了解了解。

1. 工程塑料

工程塑料指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料，是強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的塑料。工程塑料是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一類3D打印材料，常見(jiàn)的有ABS、PC類材料、PLA、尼龍類材料等。

ABS材料是FDM熔融沉積造型快速成型工藝常用的熱塑性工程塑料，具有強(qiáng)度高、韌性好、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)，正常變形溫度超過(guò)90℃，可進(jìn)行機(jī)械加工(鉆孔、攻螺紋)、噴漆及電鍍。ABS材料的顏色種類很多，如象牙白、白色、黑色、深灰、紅色、藍(lán)色、玫瑰紅色等，在汽車、家電、電子消費(fèi)品領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

PC材料是真正的熱塑性材料，具備工程塑料的所有特性：高強(qiáng)度、耐高溫、抗沖擊、抗彎曲，可以作為最終零部件使用。使用PC材料制作的樣件，可以直接裝配使用，應(yīng)用于交通工具及家電行業(yè)。PC材料的顏色比較單一，只有白色，但其強(qiáng)度比ABS材料高出60%左右，具備超強(qiáng)的工程材料屬性，廣泛應(yīng)用于電子消費(fèi)品、家電、汽車制造、航空航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。

尼龍玻纖是一種白色的粉末，與普通塑料相比，其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度有所增強(qiáng)，熱變形溫度以及材料的模量有所提高，材料的收縮率減小，但表面變粗糙，沖擊強(qiáng)度降低。材料熱變形溫度為110℃，主要應(yīng)用于汽車、家電、電子消費(fèi)品領(lǐng)域。

2. 光敏樹(shù)脂

光敏樹(shù)脂即ultraviolet rays(UV)樹(shù)脂，由聚合物單體與預(yù)聚體組成，其中加有光(紫外光)引發(fā)劑(或稱為光敏劑)。在一定波長(zhǎng)的紫外光(2500～300nm)照射下能立刻引起聚合反應(yīng)完成固化。光敏樹(shù)脂一般為液態(tài)，可用于制作高強(qiáng)度、耐高溫、防水材料。目前，研究光敏材料3D打印技術(shù)的主要有美國(guó)3Dsystem公司和以色列object公司。常見(jiàn)的光敏樹(shù)脂有somos NEXT材料、樹(shù)脂somos11122材料、somos19120材料和環(huán)氧樹(shù)脂。

環(huán)氧樹(shù)脂是一種便于鑄造的激光快速成型樹(shù)脂，它含灰量極低(800℃時(shí)的殘留含灰量＜0.01%)，可用于熔融石英和氧化鋁高溫型殼體系，而且不含重金屬銻，可用于制造極其精密的快速鑄造型模。

3. 橡膠類材料

橡膠類材料具備多種級(jí)別彈性材料的特征，這些材料所具備的硬度、斷裂伸長(zhǎng)率、抗撕裂強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，使其非常適合于要求防滑或柔軟表面的應(yīng)用領(lǐng)域。3D打印的橡膠類產(chǎn)品主要有消費(fèi)類電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備以及汽車內(nèi)飾、輪胎、墊片等。

4. 金屬材料

近年來(lái)，3D打印技術(shù)逐漸應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品的制造，其中，金屬材料的3D打印技術(shù)發(fā)展尤其迅速。在國(guó)防領(lǐng)域，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視3D打印技術(shù)的發(fā)展，不惜投入巨資加以研究，而3D打印金屬零部件一直是研究和應(yīng)用的重點(diǎn)。3D打印所使用的金屬粉末一般要求純凈度高、球形度好、粒徑分布窄、氧含量低。目前，應(yīng)用于3D打印的金屬粉末材料主要有鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼和鋁合金材料等，此外還有用于打印首飾用的金、銀等貴金屬粉末材料。

鈦是一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，以及火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的各種結(jié)構(gòu)件。鈷鉻合金是一種以鈷和鉻為主要成分的高溫合金，它的抗腐蝕性能和機(jī)械性能都非常優(yōu)異，用其制作的零部件強(qiáng)度高、耐高溫。采用3D打印技術(shù)制造的鈦合金和鈷鉻合金零部件，強(qiáng)度非常高，尺寸精確，能制作的最小尺寸可達(dá)1mm，而且其零部件機(jī)械性能優(yōu)于鍛造工藝。

不銹鋼以其耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕而得到廣泛應(yīng)用。不銹鋼粉末是金屬3D打印經(jīng)常使用的一類性價(jià)比較高的金屬粉末材料。3D打印的不銹鋼模型具有較高的強(qiáng)度，而且適合打印尺寸較大的物品。

5. 陶瓷材料

陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、低密度、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕等優(yōu)異特性，在航空航天、汽車、生物等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。但由于陶瓷材料硬而脆的特點(diǎn)使其加工成形尤其困難，特別是復(fù)雜陶瓷件需通過(guò)模具來(lái)成形。模具加工成本高、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，難以滿足產(chǎn)品不斷更新的需求。

3D打印用的陶瓷粉末是陶瓷粉末和某一種粘結(jié)劑粉末所組成的混合物。由于粘結(jié)劑粉末的熔點(diǎn)較低，激光燒結(jié)時(shí)只是將粘結(jié)劑粉末熔化而使陶瓷粉末粘結(jié)在一起。在激光燒結(jié)之后，需要將陶瓷制品放入到溫控爐中，在較高的溫度下進(jìn)行后處理。陶瓷粉末和粘結(jié)劑粉末的配比會(huì)影響到陶瓷零部件的性能。粘結(jié)劑份量越多，燒結(jié)比較容易，但在后置處理過(guò)程中零件收縮比較大，會(huì)影響零件的尺寸精度。粘結(jié)劑份量少，則不易燒結(jié)成形。顆粒的表面形貌及原始尺寸對(duì)陶瓷材料的燒結(jié)性能非常重要，陶瓷顆粒越小，表面越接近球形，陶瓷層的燒結(jié)質(zhì)量越好。

6. 其他3D打印材料

除了上面介紹的3D打印材料外，目前用到的還有彩色石膏材料、人造骨粉、細(xì)胞生物原料以及砂糖等材料。

彩色石膏材料是一種全彩色的3D打印材料，是基于石膏的、易碎、堅(jiān)固且色彩清晰的材料。基于在粉末介質(zhì)上逐層打印的成型原理，3D打印成品在處理完畢后，表面可能出現(xiàn)細(xì)微的顆粒效果，外觀很像巖石，在曲面表面可能出現(xiàn)細(xì)微的年輪狀紋理，因此，多應(yīng)用于動(dòng)漫玩偶等領(lǐng)域。

3D打印技術(shù)與醫(yī)學(xué)、組織工程相結(jié)合，可制造出藥物、人工器官等用于治療疾病。加拿大目前正在研發(fā)“骨骼打印機(jī)”，利用類似噴墨打印機(jī)的技術(shù)，將人造骨粉轉(zhuǎn)變成精密的骨骼組織。打印機(jī)會(huì)在骨粉制作的薄膜上噴灑一種酸性藥劑，使薄膜變得更堅(jiān)硬。

美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)打印出來(lái)的鮮肉，是先用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出的細(xì)胞介質(zhì)，生成類似鮮肉的代替物質(zhì)，以水基溶膠為粘合劑，再配合特殊的糖分子制成。食品材料方面，目前，砂糖3D打印機(jī)candyfab4000可通過(guò)噴射加熱過(guò)的砂糖，直接做出具有各種形狀，美觀又美味的甜品。還有現(xiàn)在流行的巧克力打印機(jī)，更吸引眼球。

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