3D打印材料有哪些？發展現狀及趨勢分析

2021-06-22 08:57:28 作者：X-iao 2533

1、3D打印材料有哪些?

(1)ABS塑料類

ABS是FDM最常用的3D打印材料，目前有多種顏色可以選擇，是消費級3D打印機用戶最喜愛的打印材料，比如打印玩具、創意家居飾件等。ABS材料通常是細絲盤裝，通過3D打印噴嘴加熱熔解打印。由于噴嘴噴出之后需要立即凝固，噴嘴加熱的溫度控制在ABS材料熱熔點高出1℃到2℃，不同的ABS由于熔點不同，對于不能調節溫度的噴嘴，是不能通配的，這也是為什么最好從原廠商購買打印材料的原因。

3D打印

(2)PLA塑料類

PLA塑料熔絲是另外一種常用的3D打印材料，尤其是對于消費級3D打印機來說，PLA可以降解，是一種環保的材料。PLA一般情況下不需要加熱床，這一點不像ABS，所以PLA更容易使用，而且更加適合低端的3D打印機。PLA塑料也有多重顏色可以選擇，而且還有半透明的紅、蘭、綠以及全透明的材料。和ABS同樣的原因，PLA的通用性也有待提高。

(3)亞克力

亞克力，又叫PMMA或有機玻璃，源自英文acrylic(丙烯酸塑料)，化學名稱為聚甲基丙烯酸甲酯。亞克力材料表面光潔度好，可以打印出透明和半透明的產品，目前利用亞克力材質，可以打出牙齒模型用于牙齒矯正的治療。

(4)尼龍鋁粉材料

這種材料在尼龍的粉末中參雜了鋁粉，利用SLS技術進行打印，其成品就有金屬光澤，經常用于裝飾品和首飾的創意產品的打印中。

(5)陶瓷

陶瓷粉末采用SLS進行燒結，上釉陶瓷產品可以用來盛食物，很多人用陶瓷來打印個性化的杯子，當然3D打印并不能完成陶瓷的高溫燒制，這道手續現在需要在打印完成之后進行高溫燒制。

(6)樹脂

樹脂是SLA(Stereo lithography)光固化成型的重要原料，目前應用最廣泛的是光敏樹脂，其變化種類很多，有透明的、半固體狀的，可以制作中間設計過程模型，由于其成型精度比FDM高，可以作為生物模型或醫用模型。

(7)玻璃

真正的玻璃目前正在試驗當中，玻璃粉末采用SLS技術進行打印，玻璃材質的變化種類就像樹脂和聚丙乙烯一樣多。

(8)不銹鋼

不銹鋼堅硬，而且有很強的牢固度。不銹鋼粉末采用SLS技術進行3D燒結，可以選用銀色、古銅色以及白色的顏色。不銹鋼可以制作模型、現代藝術品以及很多功能性和裝飾性的用品。

(9)其他金屬——銀、金和鈦金屬

這些金屬材料都是采用SLS的粉末燒結，金銀可以打印飾品，而鈦金屬是高端3D打印機經常用的材料，用來打印航空飛行器上的構件。

(10)彩色打印和其他材質

彩色打印有兩種情況，一種是兩種或多種顏色的相同或不同的材料從各自的噴嘴中擠出，最常用的是消費級的FDM雙噴嘴的打印機，通過兩種或多種材料的組合來形成有限的色彩組合。另外一種是采用噴墨打印機的原理，通過不同的染色劑的組合，和粘黏劑混合注入打印材料粉末中進行凝固，理論上這種技術可以打印出“真彩”的3D物品。打印材料通常選擇為樹脂、聚丙乙烯或ABS。

2、3D打印發展現狀

(1)加工設備成本高

目前，3D打印設備的高價格導致了其在工業化生產過程中的諸多困難，因此對其快速應用和推廣有所挑戰。

(2)制造的精度低下

由于其原理是融化高溫液體或粉末凝固，難以控制其冷卻成型，因此制造成品的精度不高，加工效率低。

(3)材料選擇局限

3D打印使用的材料品種主要是金屬、樹脂、塑料，難以融化的材料不能應用，現有材料的物理化學性能也不能很好地滿足要求。

(4)能源浪費

3D打印使用聚合物材料，工業規模3D打印機使用激光器處理，與注塑機的注塑工藝相比，會多產生約65%的廢注塑材料，并且打印過程消耗大量能源。

(5)社會問題

3D打印技術即將走進尋常百姓家。它只需要槍支和3D打印機的設計圖紙，可以生產槍支本身，這對公安有很大的影響。3D打印技術的利與弊。

3、3D打印發展趨勢

3D打印技術被稱為“改變世界的新制造技術”，與傳統的“去除”制造不同，“添加材料制造”可以簡化產品的制造過程，縮短產品開發周期，提高效率和降低成本。伴隨著3D打印技術的發展，其在航空航天技術、汽車工業、醫療、電器、影視、玩具等行業等到廣泛的運用。

隨著智能制造業的不斷發展，越來越多的先進技術被應用到制造業領域中，3D打印技術也將被推向更高的水平。在未來，我們相信3D打印技術的發展將以精確、智能和泛化為主導。智能3D打印技術的速度將大大提高，有效提高效率和精度。尤其是金屬材料直接成型的技術在以后可能會成為常態化的應用。3D打印機的體型也將會更小，成本更低廉，操作上也會更加簡單。

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