3D打印,別名增材制造,是快速成型技術(shù)的一種,被譽為“第三次工業(yè)革命”的核心技術(shù)。材料是3D打印的物質(zhì)基礎(chǔ),3D打印材料是3D打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。目前為止,金屬材料、橡膠類材料、工程塑料、光敏樹脂以及陶瓷材料等是3D打印材料的主要組成部分,彩色石膏材料、人造骨粉、細胞生物原料以及砂糖等食品材料也漸漸地在3D打印領(lǐng)域得到了應(yīng)用。
3D打印所用的這些原材料都是專門針對3D打印設(shè)備和工藝而研發(fā)的,與普通的塑料、石膏、樹脂等有所區(qū)別,其形態(tài)一般有粉末狀、絲狀、層片狀、液體狀等。
金屬材料簡介
近年來,3D打印技術(shù)逐漸應(yīng)用于實際產(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。在國防領(lǐng)域,歐美發(fā)達國家非常重視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。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。
橡膠類材料
橡膠類材料具備多種級別彈性材料的特征,這些材料所具備的硬度、斷裂伸長率、抗撕裂強度和拉伸強度,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)品主要有消費類電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備以及汽車內(nèi)飾、輪胎、墊片等。
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,常見的有ABS類材料、PC類材料、尼龍類材料等。
光敏樹脂材料
光敏樹脂即ultraviolet rays(UV)樹脂,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。光敏樹脂一般為液態(tài),可用于制作高強度、耐高溫、防水材料。
陶瓷材料
陶瓷材料具有高強度、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使其加工成形尤其困難,特別是復(fù)雜陶瓷件需通過模具來成形。模具加工成本高、開發(fā)周期長,難以滿足產(chǎn)品不斷更新的需求。
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、堅固且色彩清晰的材料。
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,我們還需不斷拓展3D打印材料的道路,才能讓3D打印技術(shù)發(fā)展得更寬更廣,才能讓3D打印技術(shù)發(fā)展得越來越好。
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