3d打印机所用材料(共8篇)
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篇一：3D打印所需材料有哪些 Abs：ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。英文名为acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer[1],简称ABS。ABS通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS为使用最广泛非通用塑料之一。 ABS树脂的结构，有以弹性体为主链的接枝共聚物和以坚硬的
AS树脂物主链的接枝共聚物；或以橡胶弹性体和坚硬的AS树脂混合物。这样，不同的结构就显示不同的性能，弹性体显示出橡胶的韧性，坚硬的AS树脂显示出刚性，可得到高冲击型，中冲击型，通用冲击型和特殊冲击型等几个品种。具体讲，随橡胶成分B的含量（一般为5%~30%）增加，树脂的弹性和抗冲击性就会增加；但抗拉强度，流动性，耐候性等则下降。树脂组分AS的含量（一般为70%~95%）含量增大，则可提高表面光泽，机械强度、耐候性、耐热性、耐腐蚀性、电性能，加工性能等。而冲击强度等则要下降。树脂组分中A与B的比例分别为30%~35%/80%~65%.
石膏石膏是单斜晶系矿物，是主要化学成分为硫酸钙（CaSO4）的水合物。石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。 石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性，使之具优良的隔音、隔热和防火性能。 一般所称石膏可泛指生石膏和硬石膏两种矿物。生石膏为二水硫酸钙（Ca〔SO4〕·2H2O），又称二水石膏、水石膏或软 石膏，理论成分CaO32.6%，SO346.5%，H2O+20.9%，单斜晶系，晶体为板状，通常呈致密块状或纤维状， 白色 或灰、 红、褐色，玻璃或丝绢光泽，摩氏硬度为2，解理平行{010}完全，密度2.3g/cm3；硬石膏为无水硫酸钙（Ca〔SO4〕），理论成分CaO41.2%，SO358.8%，斜方晶系，晶体为板状，通常呈致密块状或粒状，白、灰白色 ，玻璃光泽，摩氏硬度为3～3.5，解理平行{010}完全，密度2.8～3.0g/cm3。两种石膏常伴生产出，在一定的地质作用下又可互相转化。
树脂：相对分子量不确定但通常较高，常温下呈固态、中固态、假固态，有时也可以是液态的有机物质。具有软化或熔融温度范围，在外力作用下有流动倾向，破裂时常呈贝壳状。广义上是指用作塑料基材的聚合物或预聚物。一般不溶于水，能溶于有机溶剂。按来源可分为天然树脂和合成树脂；按其加工行为不同的特点又有热塑性树脂和热固性树脂之分。 DOWEX树脂是一种不可分离的均匀的混床树脂。使用在超纯水抛光处理阶段的不可再生混床里来实现硅、硼、钠、钾、硫酸盐、氯化物、锌、铁和铝离子的较低的ppb水平。这类不可再生混床在更换前可使用2-3 年。UPW级别的树脂具有很高的离子转换率(95%最小)，卓越的电导率和TOC的清洗特性和超强的抗压强度。由于它是有均粒的360微米阳树脂和590微米的阴树脂混合而成，使其保持了高效的动力学性能和较高的运行交换容量。
巧克力篇二：3D打印材料知多少-----全面盘点3D打印材料 3D打印材料知多少-----全面盘点3D打印材料
3D打印，又称作增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。材料是3D打印的物质基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈。 3D打印，是根据所设计的3D模型，通过3D打印设备逐层增加材料来制造 ...3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。 与传统制造技术相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，因此，在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源。3D打印技术适合于新产品开发、快速单件及小批量零件制造、复杂形状零件的制造、模具的设计与制造等，也适合于难加工材料的制造、外形设计检查、装配检验和快速反求工程等。因此，3D打印产业受到了国内外越来越广泛的关注，将成为下一个具有广阔发展前景的朝阳产业。 目前，3D打印已应用于产品原型、模具制造、艺术创意产品、珠宝制作等领域，可替代这些领域所依赖的传统精细加工工艺［。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外，在生物工程与医学、建筑、服装等领域，3D打印技术的引入也为其开拓了更广阔的发展空间。 3D打印技术的快速发展使其成为近几年国内外快速成形技术研究的重点。目前，美国、欧洲和日本都站在21世纪制造业竞争的战略高度，对快速成形技术投入了大量的研究，使3D打印技术得到了迅速发展。在国防领域，欧美发达国家非常重视3D打印技术的应用，并投入巨资研制增材制造金属零部件，特别是大力推动增材制造技术在钛合金等高价值材料零部件制造上的应用］。 材料是3D打印的物质基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈，这里简要介绍当前3D打印材料的发展现状及存在的问题。
一、3D打印材料3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。3D打印所用的这些原材料都是专门针对3D打印设备和工艺而研发的，与普通的塑料、石膏、树脂等有所区别，其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。通常，根据打印设备的类型及操作条件的不同，所使用的粉末状3D打印材料的粒径为1～100μｍ不等，而为了使粉末保持良好的流动性，一般要求粉末要具有高球形度。
1.工程塑料 工程塑料指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料，常见的有acrylonitrile butadiene styrene（ABS）类材料、 polycarbonate（PC）类材料、尼龙类材料等。ABS材料是fused deposition modeling（FDM，熔融沉积造型）快速成型工艺常用的热塑性工程塑料，具有强度高、韧性好、耐冲击等优点，正常变形温度超过90℃，可进行机械加工（钻孔、攻螺纹）、喷漆及电镀。
ABS材料的颜色种类很多，如象牙白、白色、黑色、深灰、红色、蓝色、玫瑰红色等，在汽车、家电、电子消费品领域有广泛的应用。
PC材料是真正的热塑性材料，具备工程塑料的所有特性：高强度、耐高温、抗冲击、抗弯曲，可以作为最终零部件使用。使用PC材料制作的样件，可以直接装配使用，应用于交通工具及家电行业。PC材料的颜色比较单一，只有白色，但其强度比ABS材料高出60%左右，具备超强的工程材料属性，广泛应用于电子消费品、家电、汽车制造、航空航天、医疗器械等领域。 尼龙玻纤是一种白色的粉末，与普通塑料相比，其拉伸强度、弯曲强度有所增强，热变形温度以及材料的模量有所提高，材料的收缩率减小，但表面变粗糙，冲击强度降低。材料热变形温度为110℃，主要应用于汽车、家电、电子消费品领域。
PC-ABS材料是一种应用最广泛的热塑性工程塑料。PC-ABS具备了ABS的韧性和PC材料的高强度及耐热性，大多应用于汽车、家电及通信行业。使用该材料配合FORTUS设备制作的样件强度比传统的FDM 系统制作的部件强度高出60%左右，所以使用PC-ABS能打印出包括概念模型、功能原型、制造工具及最终零部件等热塑性部件。
polycarbonate-iso（PC－ISO）材料是一种通过医学卫生认证的白色热塑性材料，具有很高的强度，广泛应用于药品及医疗器械行业，用于手术模拟、颅骨修复、牙科等专业领域。同时，因为具备PC的所有性能，也可以用于食品及药品包装行业，做出的样件可以作为概念模型、功能原型、制造工具及最终零部件使用。
POLYSULFONE（PSU）类材料是一种琥珀色的材料，热变形温度为189℃，是所有热塑性材料里面强度最高，耐热性最好，抗腐蚀性最优的材料，通常作为最终零部件使用，广泛用于航空航天、交通工具及医疗行业。PSU类材料能带来直接数字化制造体验，性能非常稳定，通过与RORTUS设备的配合使用，可以达到令人惊叹的效果。
2.光敏树脂 光敏树脂即ultraviolet rays（UV）树脂，由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光（紫外光）引发剂（或称为光敏剂）。在一定波长的紫外光（250０～300ｎｍ）照射下能立刻引起聚合反应完成固化。光敏树脂一般为液态，可用于制作高强度、耐高温、防水材料。目前，研究光敏材料3D打印技术的主要有美国3Dsystem公司和以色列object公司。常见的光敏树脂有somos NEXT材料、树脂somos11122材料、somos19120材料和环氧树脂。 somos NEXT材料为白色材质，类PC新材料，韧性非常好，基本可达到selective laser sintering（SLS，选择性激光烧结）制作的尼龙材料性能，而精度和表面质量更佳。somos NEXT材料制作的部件拥有迄今最优的刚性和韧性，同时保持了光固化立体造型材料做工精致、尺寸精确和外观漂亮的优点，主要应用于汽车、家电、电子消费品等领域。 somos11122材料看上去更像是真实透明的塑料，具有优秀的防水和尺寸稳定性，能提供包括ABS和PBT在内的多种类似工程塑料的特性，这些特性使它很适合用在汽车、医疗以及电子类产品领域。 somos19120材料为粉红色材质，是一种铸造专用材料。成型后可直接代替精密铸造的蜡膜原型，避免开发模具的风险，大大缩短周期，拥有低留灰烬和高精度等特点。 氧树脂是一种便于铸造的激光快速成型树脂，它含灰量极低（800℃时的残留含灰量＜0.01%），可用于熔融石英和氧化铝高温型壳体系，而且不含重金属锑，可用于制造极其精密的快速铸造型模。 3.橡胶类材料 橡胶类材料具备多种级别弹性材料的特征，这些材料所具备的硬度、断裂伸长率、抗撕裂强度和拉伸强度，使其非常适合于要求防滑或柔软表面的应用领域。3D打印的橡胶类产品主要有消费类电子产品、医疗设备以及汽车内饰、轮胎、垫片等。 4.金属材料 近年来，3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造，其中，金属材料的3D打印技术发展尤其迅速。在国防领域，欧美发达国家非常重视3D打印技术的发展，不惜投入巨资加以研究，而3D打印金属零部件一直是研究和应用的重点。3D打印所使用的金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。目前，应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等，此外还有用于打印首饰用的金、银等贵金属粉末材料。 钛是一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于制作飞机发动机压气机部件，以及火箭、导弹和飞机的各种结构件。钴铬合金是一种以钴和铬为主要成分的高温合金，它的抗腐蚀性能和机械性能都非常优异，用其制作的零部件强度高、耐高温。采用3D打印技术制造的钛合金和钴铬合金零部件，强度非常高，尺寸精确，能制作的最小尺寸可达1mm，而且其零部件机械性能优于锻造工艺。 不锈钢以其耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀而得到广泛应用。不锈钢粉末是金属3D打印经常使用的一类性价比较高的金属粉末材料。3D打印的不锈钢模型具有较高的强度，而且适合打印尺寸较大的物品。 5.陶瓷材料 陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性，在航空航天、汽车、生物等行业有着广泛的应用。但由于陶瓷材料硬而脆的特点使其加工成形尤其困难，特别是复杂陶瓷件需通过模具来成形。模具加工成本高、开发周期长，难以满足产品不断更新的需求。 3D打印用的陶瓷粉末是陶瓷粉末和某一种粘结剂粉末所组成的混合物。由于粘结剂粉末的熔点较低，激光烧结时只是将粘结剂粉末熔化而使陶瓷粉末粘结在一起。在激光烧结之后，需要将陶瓷制品放入到温控炉中，在较高的温度下进行后处理。陶瓷粉末和粘结剂粉末的配比会影响到陶瓷零部件的性能。粘结剂份量越多，烧结比较容易，但在后置处理过程中零件收缩比较大，会影响零件的尺寸精度。粘结剂份量少，则不易烧结成形。颗粒的表面形貌及原始尺寸对陶瓷材料的烧结性能非常重要，陶瓷颗粒越小，表面越接近球形，陶瓷层的烧结质量越好。 瓷粉末在激光直接快速烧结时液相表面张力大，在快速凝固过程中会产生较大的热应力，从而形成较多微裂纹。目前，陶瓷直接快速成形工艺尚未成熟，国内外正处于研究阶段，还没有实现商品化。 6.其他3D打印材料篇三：3D打印材料详细资料
目录 一、工程塑料 ................................................................................................................................... 2 尼龙玻纤 ................................................................................................................................... 2 彩色石膏材料 ........................................................................................................................... 3 耐用性尼龙材料 ....................................................................................................................... 4 多色树脂 ................................................................................................................................... 5 铝材料....................................................................................................................................... 6 钛合金....................................................................................................................................... 7 不锈钢....................................................................................................................................... 8 半透明树脂 ............................................................................................................................... 9 镀银......................................................................................................................................... 10 镀金......................................................................................................................................... 11 橡胶类材料 ............................................................................................................................. 12 ABS-ESD防静电塑料材料 ...................................................................................................... 13 PPSF材料 ................................................................................................................................ 14 PC材料 ................................................................................................................................... 15 ABSPlus材料 ........................................................................................................................... 16 ULTEM9085材料 .................................................................................................................... 17 ABS-M30i材料 ........................................................................................................................ 18 ABSi材料 ................................................................................................................................ 19 PC-ABS材料 ............................................................................................................................ 20 PC-ISO材料 ............................................................................................................................. 21 白色next树脂SomosNeXt .................................................................................................... 22 二、光敏树脂 ................................................................................................................................. 23 树脂材料Somos 11122 .......................................................................................................... 23 环氧树脂（类透明pc类） ................................................................................................... 24一、工程塑料 尼龙玻纤 材料说明：尼龙玻纤外观是一种白色的粉末。比起普通塑料，其拉伸强度、弯曲强度有所增强，热变形温度以及材料的模量有所提高，材料的收缩率减小了，但材料表面变粗糙，冲击强度降低。 材料应用：汽车、家电、电子消费品 材料颜色：白色 材料热变形温度：110℃ 市场价位：22元-48元/千克彩色石膏材料 材料说明：材料本身基于石膏的，易碎，坚固，色彩清晰。材料感觉起来很像岩石。我们将会按照您的需要使用不同的浸润方法，如低熔点蜡、Zbond 101、ZMax 90（强度依次递减）。请注意全彩色3D打印模型易碎，请小心保管您的模型。 基于在粉末介质上逐层打印的成型原理，3D打印成品在处理完毕后，表面可能出现细微的颗粒效果， 在曲面表面可能出现细微的年轮状纹理。 材料应用：动漫，玩偶，建筑等 材料颜色：全彩色 材料热变形温度：200℃ 市场价位：35元-40元/25千克 耐用性尼龙材料 材料说明：腈纶模型是由一种非常精细的白色粉粒做成。做成的样件强度高，同时具有一定的柔韧性，使其可以承受较小的冲击力，并在弯曲的状态下抵抗一些压力。它的表面是有一种沙沙的、粉末的质感，也略微有些疏松。 材料应用：汽车、家电、电子消费品 材料颜色：白色 材料热变形温度：110℃ 市场价位：20元-27元/千克篇四：3d打印材料 3D打印材料 3D打印，又称作增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。材料是3D打印的物质基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈。 3D打印，是根据所设计的3D模型，通过3D打印设备逐层增加材料来制造 ...3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。 与传统制造技术相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，因此，在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源。3D打印技术适合于新产品开发、快速单件及小批量零件制造、复杂形状零件的制造、模具的设计与制造等，也适合于难加工材料的制造、外形设计检查、装配检验和快速反求工程等。因此，3D打印产业受到了国内外越来越广泛的关注，将成为下一个具有广阔发展前景的朝阳产业。 目前，3D打印已应用于产品原型、模具制造、艺术创意产品、珠宝制作等领域，可替代这些领域所依赖的传统精细加工工艺［。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外，在生物工程与医学、建筑、服装等领域，3D打印技术的引入也为其开拓了更广阔的发展空间。 3D打印技术的快速发展使其成为近几年国内外快速成形技术研究的重点。目前，美国、欧洲和日本都站在21世纪制造业竞争的战略高度，对快速成形技术投入了大量的研究，使3D打印技术得到了迅速发展。在国防领域，欧美发达国家非常重视3D打印技术的应用，并投入巨资研制增材制造金属零部件，特别是大力推动增材制造技术在钛合金等高价值材料零部件制造上的应用］。 材料是3D打印的物质基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈，这里简要介绍当前3D打印材料的发展现状及存在的问题。
一、3D打印材料 3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。3D打印所用的这些原材料都是专门针对3D打印设备和工艺而研发的，与普通的塑料、石膏、树脂等有所区别，其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。通常，根据打印设备的类型及操作条件的不同，所使用的粉末状3D打印材料的粒径为1～100μｍ不等，而为了使粉末保持良好的流动性，一般要求粉末要具有高球形度。
1.工程塑料 工程塑料指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料，常见的有acrylonitrile butadiene styrene（ABS）类材料、 polycarbonate（PC）类材料、尼龙类材料等。ABS材料是fused deposition modeling（FDM，熔融沉积造型）快速成型工艺常用的热塑性工程塑料，具有强度高、韧性好、耐冲击等优点，正常变形温度超过90℃，可进行机械加工（钻孔、攻螺纹）、喷漆及电镀。 ABS材料的颜色种类很多，如象牙白、白色、黑色、深灰、红色、蓝色、玫瑰红色等，在汽车、家电、电子消费品领域有广泛的应用。
PC材料是真正的热塑性材料，具备工程塑料的所有特性：高强度、耐高温、抗冲击、抗弯曲，可以作为最终零部件使用。使用PC材料制作的样件，可以直接装配使用，应用于交通工具及家电行业。PC材料的颜色比较单一，只有白色，但其强度比ABS材料高出60%左右，具备超强的工程材料属性，广泛应用于电子消费品、家电、汽车制造、航空航天、医疗器械等领域。 尼龙玻纤是一种白色的粉末，与普通塑料相比，其拉伸强度、弯曲强度有所增强，热变形温度以及材料的模量有所提高，材料的收缩率减小，但表面变粗糙，冲击强度降低。材料热变形温度为110℃，主要应用于汽车、家电、电子消费品领域。
PC-ABS材料是一种应用最广泛的热塑性工程塑料。PC-ABS具备了ABS的韧性和PC材料的高强度及耐热性，大多应用于汽车、家电及通信行业。使用该材料配合FORTUS设备制作的样件强度比传统的FDM 系统制作的部件强度高出60%左右，所以使用PC-ABS能打印出包括概念模型、功能原型、制造工具及最终零部件等热塑性部件。
polycarbonate-iso（PC－ISO）材料是一种通过医学卫生认证的白色热塑性材料，具有很高的强度，广泛应用于药品及医疗器械行业，用于手术模拟、颅骨修复、牙科等专业领域。同时，因为具备PC的所有性能，也可以用于食品及药品包装行业，做出的样件可以作为概念模型、功能原型、制造工具及最终零部件使用。
POLYSULFONE（PSU）类材料是一种琥珀色的材料，热变形温度为189℃，是所有热塑性材料里面强度最高，耐热性最好，抗腐蚀性最优的材料，通常作为最终零部件使用，广泛用于航空航天、交通工具及医疗行业。PSU类材料能带来直接数字化制造体验，性能非常稳定，通过与RORTUS设备的配合使用，可以达到令人惊叹的效果。
2.光敏树脂 光敏树脂即ultraviolet rays（UV）树脂，由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光（紫外光）引发剂（或称为光敏剂）。在一定波长的紫外光（250０～300ｎｍ）照射下能立刻引起聚合反应完成固化。光敏树脂一般为液态，可用于制作高强度、耐高温、防水材料。目前，研究光敏材料3D打印技术的主要有美国3Dsystem公司和以色列object公司。常见的光敏树脂有somos NEXT材料、树脂somos11122材料、somos19120材料和环氧树脂。 somos NEXT材料为白色材质，类PC新材料，韧性非常好，基本可达到selective laser sintering（SLS，选择性激光烧结）制作的尼龙材料性能，而精度和表面质量更佳。somos NEXT材料制作的部件拥有迄今最优的刚性和韧性，同时保持了光固化立体造型材料做工精致、尺寸精确和外观漂亮的优点，主要应用于汽车、家电、电子消费品等领域。 somos11122材料看上去更像是真实透明的塑料，具有优秀的防水和尺寸稳定性，能提供包括ABS和PBT在内的多种类似工程塑料的特性，这些特性使它很适合用在汽车、医疗以及电子类产品领域。 somos19120材料为粉红色材质，是一种铸造专用材料。成型后可直接代替精密铸造的蜡膜原型，避免开发模具的风险，大大缩短周期，拥有低留灰烬和高精度等特点。 氧树脂是一种便于铸造的激光快速成型树脂，它含灰量极低（800℃时的残留含灰量＜0.01%），可用于熔融石英和氧化铝高温型壳体系，而且不含重金属锑，可用于制造极其精密的快速铸造型模。3.橡胶类材料 橡胶类材料具备多种级别弹性材料的特征，这些材料所具备的硬度、断裂伸长率、抗撕裂强度和拉伸强度，使其非常适合于要求防滑或柔软表面的应用领域。3D打印的橡胶类产品主要有消费类电子产品、医疗设备以及汽车内饰、轮胎、垫片等。 4.金属材料 近年来，3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造，其中，金属材料的3D打印技术发展尤其迅速。在国防领域，欧美发达国家非常重视3D打印技术的发展，不惜投入巨资加以研究，而3D打印金属零部件一直是研究和应用的重点。3D打印所使用的金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。目前，应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等，此外还有用于打印首饰用的金、银等贵金属粉末材料。 钛是一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于制作飞机发动机压气机部件，以及火箭、导弹和飞机的各种结构件。钴铬合金是一种以钴和铬为主要成分的高温合金，它的抗腐蚀性能和机械性能都非常优异，用其制作的零部件强度高、耐高温。采用3D打印技术制造的钛合金和钴铬合金零部件，强度非常高，尺寸精确，能制作的最小尺寸可达1mm，而且其零部件机械性能优于锻造工艺。 不锈钢以其耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀而得到广泛应用。不锈钢粉末是金属3D打印经常使用的一类性价比较高的金属粉末材料。3D打印的不锈钢模型具有较高的强度，而且适合打印尺寸较大的物品。 5.陶瓷材料 陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性，在航空航天、汽车、生物等行业有着广泛的应用。但由于陶瓷材料硬而脆的特点使其加工成形尤其困难，特别是复杂陶瓷件需通过模具来成形。模具加工成本高、开发周期长，难以满足产品不断更新的需求。 3D打印用的陶瓷粉末是陶瓷粉末和某一种粘结剂粉末所组成的混合物。由于粘结剂粉末的熔点较低，激光烧结时只是将粘结剂粉末熔化而使陶瓷粉末粘结在一起。在激光烧结之后，需要将陶瓷制品放入到温控炉中，在较高的温度下进行后处理。陶瓷粉末和粘结剂粉末的配比会影响到陶瓷零部件的性能。粘结剂份量越多，烧结比较容易，但在后置处理过程中零件收缩比较大，会影响零件的尺寸精度。粘结剂份量少，则不易烧结成形。颗粒的表面形貌及原始尺寸对陶瓷材料的烧结性能非常重要，陶瓷颗粒越小，表面越接近球形，陶瓷层的烧结质量越好。 瓷粉末在激光直接快速烧结时液相表面张力大，在快速凝固过程中会产生较大的热应力，从而形成较多微裂纹。目前，陶瓷直接快速成形工艺尚未成熟，国内外正处于研究阶段，还没有实现商品化。 6.其他3D打印材料 除了上面介绍的3D打印材料外，目前用到的还有彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等材料。
彩色石膏材料是一种全彩色的3D打印材料，是基于石膏的、易碎、坚固且色彩清晰的材料。基于在粉末介质上逐层打印的成型原理，3D打印成品在处理完毕后，表面可能出现细微的颗粒效果，外观很像岩石，在曲面表面可能出现细微的年轮状纹理，因此，多应用于动漫玩偶等领域。
3D打印技术与医学、组织工程相结合，可制造出药物、人工器官等用于治疗疾病。加拿大目前正在研发“骨骼打印机”，利用类似喷墨打印机的技术，将人造骨粉转变成精密的骨骼组织。打印机会在骨粉制作的薄膜上喷洒一种酸性药剂，使薄膜变得更坚硬。
美国宾夕法尼亚大学打印出来的鲜肉，是先用实验室培养出的细胞介质，生成类似鲜肉的代替物质，以水基溶胶为粘合剂，再配合特殊的糖分子制成。还有尚处于概念阶段的用人体细胞制作的生物墨水，以及同样特别的生物纸。打印的时候，生物墨水在计算机的控制下喷到生物纸上，最终形成各种器官。食品材料方面，目前，砂糖3D打印机candyfab4000可通过喷射加热过的砂糖，直接做出具有各种形状，美观又美味的甜品。
二、问题与展望 近年来，3D打印技术得到了快速的发展，其实际应用领域逐渐增多。但3D打印材料的供给形势却并不乐观，成为制约3D打印产业发展的瓶颈。目前，我国3D打印原材料缺乏相关标准，国内有能力生产3D打印材料的企业很少，特别是金属材料主要依赖进口，价格高。这就造成了3D打印产品成本较高，影响了其产业化的进程。因此，当前的迫切任务之一是建立3D打印材料的相关标准，加大对3D打印材料研发和产业化的技术和资金支持，提高国内3D打印用材料的质量，从而促进我国3D打印产业的发展。可以预计，3D打印技术的进步一定会促进我国制造业的跨越发展，使我国从制造业大国成为制造业强国。 一、工程塑料 尼龙玻纤
材料说明：尼龙玻纤外观是一种白色的粉末。比起普通塑料，其拉伸强度、弯曲强度有所增强，热变形温度以及材料的模量有所提高，材料的收缩率减小了，但材料表面变粗糙，冲击强度降低。 材料应用：汽车、家电、电子消费品 材料颜色：白色材料热变形温度：110℃ 市场价位：22元-48元/千克 彩色石膏材料
材料说明：材料本身基于石膏的，易碎，坚固，色彩清晰。材料感觉起来很像岩石。我们将会按照您的需要使用不同的浸润方法，如低熔点蜡、Zbond 101、ZMax 90（强度依次递减）。请注意全彩色3D打印模型易碎，请小心保管您的模型。基于在粉末介质上逐层打印的成型原理，3D打印成品在处理完毕后，表面可能出现细微的颗粒效果，在曲面表面可能出现细微的年轮状纹理。 材料应用：动漫，玩偶，建筑等 材料颜色：全彩色 材料热变形温度：200℃ 市场价位：35元-40元/25千克 篇五：3D打印材料的发展及其制备现状 3D打印材料的发展及其制备现状 摘要：3D打印，又称快速成型制造技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术，其中材料是3D打印物质基础，也是当前制约3D打印快速发展的瓶颈，本文章综述了3D打印中材料的发展现状，重点介绍了现在用于3D打印的几类主要材料及在3D打印中对所用材料的要求，并指出了当前3D打印材料发展现状及制备所面临的主要问题，最后了3D打印材料方面未来的一些发展趋势和方向。 关键词：3D打印；快速成型制造技术;3D打印材料;制备方法
前言 3D打印是指运用计算机软件设计出立体的加工样式然后通过特定的成型设备用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层打印出产品, 与传统的减材制造不同.3D打印技术属于增材制 [1]造, 其无需原胚和磨具,就能直接根据计算机图形数据,通过增加材料的方法生产形状的物体,简化产品的制造程序,缩短产品的研发周期,提高效率并降低成本. 可见,3D打印是一种依托信息技术、精密机械和材料科学等多学科交叉的高新技术。 3D打印技术包括“快速原型制造技术”和“金属构件直接制造技术”2大类。目前公众所了解的3D打印成果和案例大多属于“快速原型制造技术”范畴。其实快速原型制造的范畴比较广，除了3D打印还有“熔融沉积造型”、“选择性激光烧结”、“立体印刷”、“叠层 [2]实体造型”“光固化”等多种方式。与传统制造技术相比，3D打印技术适合于新产品开发、 快速单件及小批量零件制造、复杂开关零件的制造、模具的设计与制造等，也适合于难加工材料的制造、外形设计检查、装配检验和快速反求工程等。当前3D打印己应用于产品原型、模具制造、艺术创意产品、珠宝制作 等领域。 但材料问题是3D打印的物质基础，从根本上决定了3D打印产品的精度，制作时间及使用性能等，当前国内生产的3D打印材料基本不能满足要求，很大一部分都是采用国外进口，由于在3D打印中对材料的要求很高，也是制约3D打印发展的瓶颈，这里简要介绍当前3D制造材料要求，发展现状，制备过程及所存在问题，最后介绍了3D打印未来发展趋势。 13D打印材料及要求 3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础在某种程度上材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用．目前3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等。除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材 [3]料也在3D打印领域得到了应用．3D打印所用的这些原材料都是专门针对3D打印设备和工 艺而研发的，与普通的塑料、石膏、树脂等有所区别，其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等 。通常不同的打印工艺其选择的材料和成型方法也有所不同，各成型工艺所用材 [4]料和优缺点对比表如表1所示。根据打印设备的类型及操作条件的不同，3D打印对材料的 一般要求为：所使用的粉末状3D打印材料的粒径为1-100ｕm不等；而为了使粉末保持良好的流动性,一般要求粉末要具有高球形度；同时具有氧及其他杂质含量低、粒度均匀可控、致密性好、结合强度高等特点。
表1 各成型工艺所用材料和优缺点对比表2.当前3D打印材料发展现状及所面临的主要问题 目前，3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间，仍面临着多方面的瓶颈和挑战：一是成本方面，现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵，给其进一步普及应用带来了困难。二是受打印材料方面的影响，目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物，选择的局限性较大，成型品的物理特性较差，而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面，目前3D打印成品的精度还不尽人意，打印效率还远不适应大规模生产的需求，而且受打印机工作原理的限制，打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面，3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散，制造业面对的盗版风险大增，现有保护机制难以 [5]适应产业未来发展的需求。 3D打印对原材料的要求比较苛刻，满足激光工艺的适用性要求所选的材料需要以粉末或丝棒状形态提供。材料融化后在软件程序驱动下，自动按设计工艺完成各切片的凝固，使材料重新结合起来，完成成型。由于整个过程涉及材料的快速融化和凝固等物态变化，对适用的材料性能要求极高，从而材料成本居高不下。有专家指出，3D打印的核心是它对传统制 [2]造模式的颠覆，因此，从某种意义上说，3D打印最关键的不是机械制造，而是材料研发。 2.1快速原型制造及材料现状 快速原型制造即通常所说的快速成型，目前3D打印快速成型用特种粉体材料大多是设备 [6]工艺厂商针对各自设备特点定制的，优点是与专属设备的适用性好，研制难度相对小，缺 点是材料的产业通用性差，产品成型过程的精度还有待提高，产品成型后的强度较低，可见，制品表面精度受粉末原材料特性的制约明显，工艺对材料依赖性不容忽视。
2.2高性能金属构件直接制造技术及所用材料现状 起步于20世纪90年代初，工艺难度比较大，高性能金属构件直接制造所用材料主要是钛及钛合金粉末材料和镍基或钴基的高温合金类粉末材料。工艺过程主要采用高功率的能量束如激光或电子束作为热源，使粉末材料进行选区熔化，冷却结晶后形成严格按设计制造的堆积层，堆积层连续成型，形成最终产品。到目前为止，工业上的小型金属构件直接制造相对容易，体积较大的金属构件的直接制造难度非常大，对材料和工艺控制的要求很高。这将是增材制造产业推动相关工业发展的重点方向，也将是一项关键技术。其最大的难度在于材料和成型工艺。以钛合金为例，激光熔化后的材料凝固会造成钛合金体积收缩，造成巨大的材料热应力，内应力对小型构件影响不大，但随着零件尺寸的增加，成型变得非常困难，即使能够成型也会由于大的内应力严重影响材料强度。第二个难题是材料冷却结晶过程复杂，材料结晶过程很难定量控制，一旦出现晶体粗大、枝晶等必将造成材料成型后的力学性能不佳等问题，最终结果就是关键构件没办法获得实际应用。
2.3 3D打印材料粉末制备方法简介及现状 目前，合金粉末的制备方法主要有水雾化、气雾化和真空雾化等，其中真空雾化制备的粉末具有氧含量低、球形度高、成分均匀等特点，应用效果最佳。 其中，高性能金属构件直接制造所用材料主要是钛及钛合金粉末材料和镍基或钴基的高温合金类粉末材料。目前钛及钛合金粉末制备方法主要有等离子旋转电极、单棍快淬、雾化 1[7]法等，其中旋转电极法因其动平衡问题，主要制备20目左右的粗粉 ；单棍快淬法制备的粉末多为不规则形状、杂质含量高，而气体雾化法制备的粉末具有球形度较好、粒度可控、冷却速度较快、细粉收得率高等优点，但雾化合金粉末易也出现一些缺陷，例如夹杂物、热诱导孔洞、原始粉末颗粒边界物。对于3D打印技术来说，粉体材料中夹杂物和热诱导孔洞都会对成型部件产生影响。国外钛及钛合金粉末的研究由来已久，技术相对成熟，而国内在雾化设备及粉末制备工艺方面，主要为移植和仿研，高性能制粉设备仍以进口为主，氢、氧 [8]等也高于国外同类产品水平。 目前高端的合金粉末和制造设备还主要依靠进口。而国外常将原材料与设备捆绑销售， [9]赚取大量的利润。国内尚未针对3D打印技术用粉末开展相应的研究。如粉末成分、夹杂、 物理性能对3D打印相关技术的影响及适应性。因此针对低氧含量、细粒径粉末的使用要求，尚需开展钛及钛合金粉末成分设计、细粒径粉末气雾化制粉技术、粉末特性对制品性能的影响等研究工作。 国内受制粉技术所限，目前细粒径粉末制备困难，粉末收得率低、氧及其他杂质含量高等，在使用过程中易出现粉末熔化状态不均匀，导致制品中氧化物夹杂含量高、致密性差、强度低、结构不均匀等问题，国内合金粉末存在的主要问题集中在产品质量和批次稳定性等方面，包括 ：①粉末成分的稳定性（夹杂数量、成分均匀性）；②粉末物理性能的稳定性（粒度分布、粉末形貌、流动性、松装比等）；③成品率问题（窄粒度段粉末成品率低）等。
3 3D打印产业及材料方面未来发展难点及趋势3.1 3D打印要解决的问题 在3D打印快速成型方面，研发和生产通用性更强的材料是技术提升的关键。解决好材料的性能和成本问题，将会更好地推动我国的快速成型技术的发展。与此同时，国内也逐渐的加强了3D打印材料制备装置及材料研发方面的资金投入，为了打破国外垄断的局面及价格问题，要更加注重3D打印材料生产工艺的研究，针对低氧含量、细粒径均匀粉末的使用要求，尚需开展钛及钛合金粉末成分设计、细粒径粉末气雾化制粉技术、不同粉末特性对制品性能的影响等方面的研究。另一方面，对制备3D打印材料生产装备的研发，也是亟需要解决的一大难题。
3.2 3D打印材料及技术方面未来发展的方向趋势 根据3D打印的现有加工流程，比较常用的制造方法：是通过特定的成型设备用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层打印出产品，基于这种特殊的打印制造方式，我们可以从不同材料具有不同的特性和功能入手，例如：陶瓷材料可以承受高温及耐腐蚀，镍钛诺形状记忆合金具有超弹性和延展性，钛合金具有高硬度及比较好的综合性能等。那么，在3D打印制造过程中，在打印的不同的区域和不同层之间可以采取不同的材料进行打印，这样打印出来的整个产品的不同部分就可以同时适应耐磨、耐腐蚀、耐高温等不同的工作环境和工作要求，使材料和打印后的物体的综合性能发挥到最大。但同时这一制造过程也同时必需要解决掉不同材料之间因热应力系数不同，膨胀系数不同等原因造成的结合性能上缺陷上问题。 另一方面，提升3D打印的速度、效率和精度，开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法，提高成品的表面质量、力学和物理性能，以实现直接面向产品的制造；开发更为多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等，特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点；3D打印机的体积小型化、桌面化，成本更低廉，操作更简便，更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求；软件集成化，实现CAD/CAPP/RP的一体化，使设计软件和生产控制软件能够无缝对接，实现设计者直接物联控制的远程在线制造；拓展3D打印技术在生物医学、建筑、车辆、服装等更多行业领域的创造性应用和发展。
[1] 王忠宏李扬张曼茵．中国3D打印产业的现状及发展思路[J]．经济纵横－13 [2] 王雪莹，3D打印技术与产业的发展及前景.中国高新技术企业. [3]孙聚杰，3D打印材料及研究热点.数字化技术.-20 [4]杜宇雷，孙菲菲，原光等，3D打印材料的发展现状.徐州工程学院学报. [5] The 3Dprinted world[J]．Economist，． [6] 古丽萍．蓄势待发的 3D 打印机及其发展 [J]．数码印刷，2 0 1 1 ，(10) ．36-39. [7] 袁建鹏，3D打印用特种粉体材料产业发展现状[J].新产业材料.
[8] 黄树，肖跃加，莫健华等．快速成形技术的展望Ｊ．中国机械工程，/2），195-200. [9] 刘厚才,莫健华,刘海涛．三维打印快速成形技术及其应用Ｊ．机械科学与 术,);.篇六：八大生物3D打印材料及其应用解读 八大生物3D打印材料及其应用解读 在这个时代里，一些神奇的事物将横空出世。你只需要拥有一台打印机，就可以使用塑料、金属、巧克力等各种材料来打印出你想要的任何东西，如模具、个性化产品、飞机零部件甚至是人体器官。人们渐渐被这种神奇的机器所吸引。这种热潮导致在亚马逊、百思买这样的购物平台也能随处可见3D打印机及耗材的身影。 如今，3D打印正由工业化用途越来越趋向于民用化用途。对于耗材，人们要求它更环保，更健康，而生物材料恰恰可以满足这种需要。在3D打印耗材领域，生物材料的应用已经出现。这篇文章将简要阐述生物塑料在目前3D打印方面中的应用。 1、PLA(聚乳酸) PLA是一种可生物降解的热塑性脂肪族聚酯，它来源于可再生资源如玉米淀粉、甘蔗等。 在熔融沉积制造(FDM)打印机中，PLA线条打印出来的样品成型好，不翘边，外观光滑。除此之外，它最大的优点还在于它的环保性，打印无气味。因此，它常常作为课堂上打印教具的材料的不二之选。小朋友可以天马行空的打印出自己想要的东西。因为它是无毒无害，家长不需要有任何担心。目前科学家也在积极地研究PLA在SLS打印机中的应用。例如来自新加坡南洋理工大学的Tan K H等在应用SLS技术制造组织工程支架方面的研究中，采用SLS技术成形生物可降解的高分子材料，聚L-乳酸(PLLA)，制造了高孔隙度的组织工程支架，并对该支架进行显微镜组织分析，发现其具有生长能力。 2、PVA(聚乙烯醇) PVA或聚乙烯醇是一种可生物降解的合成聚合物，它最大的特点就是它的水溶性。 作为一种应用于FDM中的新型打印线条，PVA 在打印过程中是一种很好的支撑材料。 在打印过程结束后，由之所组成的支撑部分能在水中完全溶解且无毒无味，因此可以很容易地从模型上清除。全球打印耗材知名生产商易生(Esun)已推出的PVC水溶性支撑材料在国内乃至国际都获得一致好评。在打印过程中，其与PLA耗材的配合堪称完美。 3、PHA(聚羟基脂肪酸酯) PHA是一种以植物为原料的生物基材料，这种生物基材料具有可降解的特性。由于它无毒无害，目前它常常被用来制作医学器具、食品包装袋、儿童玩具、电子产品外壳等。回收时，由于它的可生物降解性，我们只需要像掩埋食品垃圾一样将其掩埋，它便可在土壤中自然降解。不仅如此，它在淡水和盐水中也能像在土壤中安静降解，并且不会留下任何颗粒物。 在3D打印应用方面，它的应用类似于PLA。人们可以将其制成线条应用于3D打印机，与PLA相比价格较高，并且加工窗口稍窄。 4、PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯) PBAT属于脂肪族-芳香族共聚酯，是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，具有较好的延展性和冲击性能；此外，还具有优良的生物降解性。 在3D打印领域，因其突出的柔韧性和生物降解性，在桌面FDM打印机中将获得越来越广泛的应用。 5、PETG(聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯) 采用甘蔗乙烯生产的生物基乙二醇为原料合成的生物基PETG具有FDA认证，被用来制造饮料、食物和其他液体容器。出众的热成形性、坚韧性与耐候性都使PETG与传统PC、抗冲改性亚克力有所不同。PETG无须在热成型加工前进行预干燥处理，其成型周期短，温度低，成品率更高。并且，它可以保持产品的坚韧性，防止变黄。其内部含有的紫外线吸收剂可共挤成保护层，保护板材免受紫外线的影响。易生研发人员指，PETG作为一种新型的3D打印材料，兼具PLA和ABS的优点。在3D打印时，材料的收缩率非常小，并且具有良好的疏水性，无需在密闭空间里特殊贮存。由于PETG的收缩率低，打印时使用或不使用加热床都行，在打印过程中几乎没有气味。易生推出的新品PETG将广泛应用于医疗用品、日用消费品、包装、薄膜、型材管材以及纤维等领域，其众多产品优势及环保可回收的特性，使得PETG产品具有更为广阔的开发应用前景。 6、PCL(聚已内酯) 聚已内酯(PCL)是一种生物可降解聚酯，熔点较低，只有60℃左右。与大部分生物材料一样，它也是符合FDA认证可食品接触的材料。人们常常把它用作特殊用途如药物传输设备、缝合剂等。同时，PCL还具有形状记忆性。 在3D打印中，PCL主要用于FDM打印机。由于它熔点低，所以并不需要很高的打印温度，从而达到节能的目的。同时，也由于熔点低使得它可以有效避免人员操作时的烫伤。目前业内人士正在着力研究PCL熔点低的优异特性，并且希望借助这种特性制造出儿童打印机。另外，因为其具有形状记忆的特性，它使得打印出来的东西具有“记忆”，在特定条件下，可以使其恢复到原先设定的形状。前文中提到PCL材料可用于医学领域，在3D打印中，同样可以用在医学领域，比如把它用来打印心脏支架，业内人士也在探索其更多的可能性。 7、尼龙11 尼龙11化学名称为聚十一酰胺(生物基材料)，英文名称Poly Undecanoylamide，简称PA11，是以蓖麻油为原料合成的长碳链柔软尼龙，具有密度小、强度高、尺寸稳定性强、化学性能稳定的特点，同时它还具有电绝缘优良等优点。 目前，它可用于汽车工业、电子电器工业、军械工业等；得益于它质轻、耐潮湿、耐虫蛀、耐腐蚀的特点，人们还可以把它应用于城巿煤气管道。这种管道施工方便，使用寿命长。由于它良好的耐低温性能，也可应用于食品工业，制作速冻食品的容器、各种包装材料、牛奶等液体食品的传输道。 在3D打印领域中，它可以用FDM打印机制作柔软的产品，例如泳衣。因为其柔韧性不至于在打印过程中被破坏，并且由于其密度大，也能满足泳衣必须防水的需求。 8、生物基TPU 新一代生物基热塑性聚氨酯产品(生物基TPU)可再生资源含量高达60%，具有优异的机械性能、冷绕曲性、抗水解性和良好的粘着力、耐篇七：3D打印机原理 打印材料与应用篇八：3D打印材料解释 1小时前 3D打印，又称作增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。材料是3D打印的物质基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈。 3D打印，是根据所设计的3D模型，通过3D打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术。这种逐层堆积成形技术又被称作增材制造。3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。 与传统制造技术相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，因此，在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源。3D打印技术适合于新产品开发、快速单件及小批量零件制造、复杂形状零件的制造、模具的设计与制造等，也适合于难加工材料的制造、外形设计检查、装配检验和快速反求工程等。因此，3D打印产业受到了国内外越来越广泛的关注，将成为下一个具有广阔发展前景的朝阳产业。 目前，3D打印已应用于产品原型、模具制造、艺术创意产品、珠宝制作等领域，可替代这些领域所依赖的传统精细加工工艺［。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外，在生物工程与医学、建筑、服装等领域，3D打印技术的引入也为其开拓了更广阔的发展空间。 3D打印技术的快速发展使其成为近几年国内外快速成形技术研究的重点。目前，美国、欧洲和日本都站在21世纪制造业竞争的战略高度，对快速成形技术投入了大量的研究，使3D打印技术得到了迅速发展。在国防领域，欧美发达国家非常重视3D打印技术的应用，并投入巨资研制增材制造金属零部件，特别是大力推动增材制造技术在钛合金等高价值材料零部件制造上的应用］。 材料是3D打印的物质基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈，这里简要介绍当前3D打印材料的发展现状及存在的问题。 一、3D打印材料 3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。3D打印所用的这些原材料都是专门针对3D打印设备和工艺而研发的，与普通的塑料、石膏、树脂等有所区别，其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。通常，根据打印设备的类型及操作条件的不同，所使用的粉末状3D打印材料的粒径为1～100μｍ不等，而为了使粉末保持良好的流动性，一般要求粉末要具有高球形度。 1.工程塑料 工程塑料指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料，常见的有acrylonitrile butadiene styrene（ABS）类材料、polycarbonate（PC）类材料、尼龙类材料等。ABS材料是fused deposition modeling（FDM，熔融沉积造型）快速成型工艺常用的热塑性工程塑料，具有强度高、韧性好、耐冲击等优点，正常变形温度超过90℃，可进行机械加工（钻孔、攻螺纹）、喷漆及电镀。 ABS材料的颜色种类很多，如象牙白、白色、黑色、深灰、红色、蓝色、玫瑰红色等，在汽车、家电、电子消费品领域有广泛的应用。 PC材料是真正的热塑性材料，具备工程塑料的所有特性：高强度、耐高温、抗冲击、抗弯曲，可以作为最终零部件使用。使用PC材料制作的样件，可以直接装配使用，应用于交通工具及家电行业。PC材料的颜色比较单一，只有白色，但其强度比ABS材料高出60%左右，具备超强的工程材料属性，广泛应用于电子消费品、家电、汽车制造、航空航天、医疗器械等领域。 尼龙玻纤是一种白色的粉末，与普通塑料相比，其拉伸强度、弯曲强度有所增强，热变形温度以及材料的模量有所提高，材料的收缩率减小，但表面变粗糙，冲击强度降低。材料热变形温度为110℃，主要应用于汽车、家电、电子消费品领域。 PC-ABS材料是一种应用最广泛的热塑性工程塑料。PC-ABS具备了ABS的韧性和PC材料的高强度及耐热性，大多应用于汽车、家电及通信行业。使用该材料配合FORTUS设备制作的样件强度比传统的FDM 系统制作的部件强度高出60%左右，所以使用PC-ABS能打印出包括概念模型、功能原型、制造工具及最终零部件等热塑性部件。 polycarbonate-iso（PC－ISO）材料是一种通过医学卫生认证的白色热塑性材料，具有很高的强度，广泛应用于药品及医疗器械行业，用于手术模拟、颅骨修复、牙科等专业领域。同时，因为具备PC的所有性能，也可以用于食品及药品包装行业，做出的样件可以作为概念模型、功能原型、制造工具及最终零部件使用。 POLYSULFONE（PSU）类材料是一种琥珀色的材料，热变形温度为189℃，是所有热塑性材料里面强度最高，耐热性最好，抗腐蚀性最优的材料，通常作为最终零部件使用，广泛用于航空航天、交通工具及医疗行业。PSU类材料能带来直接数字化制造体验，性能非常稳定，通过与RORTUS设备的配合使用，可以达到令人惊叹的效果。 2.光敏树脂 光敏树脂即ultraviolet rays（UV）树脂，由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光（紫外光）引发剂（或称为光敏剂）。在一定波长的紫外光（250０～300ｎｍ）照射下能立刻引起聚合反应完成固化。光敏树脂一般为液态，可用于制作高强度、耐高温、防水材料。目前，研究光敏材料3D打印技术的主要有美国3Dsystem公司和以色列object公司。常见的光敏树脂有somos NEXT材料、树脂somos11122材料、somos19120材料和环氧树脂。 somos NEXT材料为白色材质，类PC新材料，韧性非常好，基本可达到selective laser sintering（SLS，选择性激光烧结）制作的尼龙材料性能，而精度和表面质量更佳。somos NEXT材料制作的部件拥有迄今最优的刚性和韧性，同时保持了光固化立体造型材料做工精致、尺寸精确和外观漂亮的优点，主要应用于汽车、家电、电子消费品等领域。somos11122材料看上去更像是真实透明的塑料，具有优秀的防水和尺寸稳定性，能提供包括ABS和PBT在内的多种类似工程塑料的特性，这些特性使它很适合用在汽车、医疗以及电子类产品领域。 somos19120材料为粉红色材质，是一种铸造专用材料。成型后可直接代替精密铸造的蜡膜原型，避免开发模具的风险，大大缩短周期，拥有低留灰烬和高精度等特点。 环氧树脂是一种便于铸造的激光快速成型树脂，它含灰量极低（800℃时的残留含灰量＜0.01%），可用于熔融石英和氧化铝高温型壳体系，而且不含重金属锑，可用于制造极其精密的快速铸造型模。 3.橡胶类材料 橡胶类材料具备多种级别弹性材料的特征，这些材料所具备的硬度、断裂伸长率、抗撕裂强度和拉伸强度，使其非常适合于要求防滑或柔软表面的应用领域。3D打印的橡胶类产品主要有消费类电子产品、医疗设备以及汽车内饰、轮胎、垫片等。 4.金属材料 近年来，3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造，其中，金属材料的3D打印技术发展尤其迅速。在国防领域，欧美发达国家非常重视3D打印技术的发展，不惜投入巨资加以研究，而3D打印金属零部件一直是研究和应用的重点。3D打印所使用的金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。目前，应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等，此外还有用于打印首饰用的金、银等贵金属粉末材料。 钛是一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于制作飞机发动机压气机部件，以及火箭、导弹和飞机的各种结构件。钴铬合金是一种以钴和铬为主要成分的高温合金，它的抗腐蚀性能和机械性能都非常优异，用其制作的零部件强度高、耐高温。采用3D打印技术制造的钛合金和钴铬合金零部件，强度非常高，尺寸精确，能制作的最小尺寸可达1mm，而且其零部件机械性能优于锻造工艺。 不锈钢以其耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀而得到广泛应用。不锈钢粉末是金属3D打印经常使用的一类性价比较高的金属粉末材料。3D打印的不锈钢模型具有较高的强度，而且适合打印尺寸较大的物品。 5.陶瓷材料 陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性，在航空航天、汽车、生物等行业有着广泛的应用。但由于陶瓷材料硬而脆的特点使其加工成形尤其困难，特别是复杂陶瓷件需通过模具来成形。模具加工成本高、开发周期长，难以满足产品不断更新的需求。 3D打印用的陶瓷粉末是陶瓷粉末和某一种粘结剂粉末所组成的混合物。由于粘结剂粉末的熔点较低，激光烧结时只是将粘结剂粉末熔化而使陶瓷粉末粘结在一起。在激光烧结之后，需要将陶瓷制品放入到温控炉中，在较高的温度下进行后处理。陶瓷粉末和粘结剂粉末的配比会影响到陶瓷零部件的性能。粘结剂份量越多，烧结比较容易，但在后置处理过程中零件收缩比较大，会影响零件的尺寸精度。粘结剂份量少，则不易烧结成形。颗粒的表面形貌及原始尺寸对陶瓷材料的烧结性能非常重要，陶瓷颗粒越小，表面越接近球形，陶瓷层的烧结质量越好。 陶瓷粉末在激光直接快速烧结时液相表面张力大，在快速凝固过程中会产生较大的热应力，从而形成较多微裂纹。目前，陶瓷直接快速成形工艺尚未成熟，国内外正处于研究阶段，还没有实现商品化。 6.其他3D打印材料 除了上面介绍的3D打印材料外，目前用到的还有彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等材料。 彩色石膏材料是一种全彩色的3D打印材料，是基于石膏的、易碎、坚固且色彩清晰的材料。基于在粉末介质上逐层打印的成型原理，3D打印成品在处理完毕后，表面可能出现细微的颗粒效果，外观很像岩石，在曲面表面可能出现细微的年轮状纹理，因此，多应用于动漫玩偶等领域。 3D打印技术与医学、组织工程相结合，可制造出药物、人工器官等用于治疗疾病。加拿大目前正在研发“骨骼打印机”，利用类似喷墨打印机的技术，将人造骨粉转变成精密的骨骼组织。打印机会在骨粉制作的薄膜上喷洒一种酸性药剂，使薄膜变得更坚硬。 美国宾夕法尼亚大学打印出来的鲜肉，是先用实验室培养出的细胞介质，生成类似鲜肉的代替物质，以水基溶胶为粘合剂，再配合特殊的糖分子制成。还有尚处于概念阶段的用人体细胞制作的生物墨水，以及同样特别的生物纸。打印的时候，生物墨水在计算机的控制下喷到生物纸上，最终形成各种器官。食品材料方面，目前，砂糖3D打印机candyfab4000可通过喷射加热过的砂糖，直接做出具有各种形状，美观又美味的甜品。 二、问题与展望 近年来，3D打印技术得到了快速的发展，其实际应用领域逐渐增多。但3D打印材料的供给形势却并不乐观，成为制约3D打印产业发展的瓶颈。目前，我国3D打印原材料缺乏相关标准，国内有能力生产3D打印材料的企业很少，特别是金属材料主要依赖进口，价格高。这就造成了3D打印产品成本较高，影响了其产业化的进程。因此，当前的迫切任务之一是建立3D打印材料的相关标准，加大对3D打印材料研发和产业化的技术和资金支持，提高国内3D打印用材料的质量，从而促进我国3D打印产业的发展。可以预计，3D打印技术的进步一定会促进我国制造业的跨越发展，使我国从制造业大国成为制造业强国。本&&篇:《》来源于:
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