3D打印常用材料
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3D打印材料作(zuò)為新興科技産業,近(jìn)年來發展迅猛,成為國家重點推動(dòng)發展産業。目前,3D打印材料的總量不止200餘種(zhǒng),每隔一段時(shí)間就會有材料(liào)誕生,然而對于3D打印發展而言,這些(xiē)材(cái)料(liào)遠遠不夠。近年來就(jiù)相繼湧現(xiàn)了以塑料、陶瓷、金屬、LayWood、蠟材料等(děng)作為3D打印材料。并且3D打印材料根據3D打印成型技術(shù)的不同,種類也不(bú)盡相同(tóng)。
SLA/DLP機型也就是我們常說的(de)光固化成型機型一般使用較多的為樹脂材料,這類機型常常采(cǎi)用照(zhào)射聚焦的方法對材料進行固化,所以一般樹脂材料為液體狀态。而其他的成型技術如選(xuǎn)擇性激光燒結(SLS)、直接金屬(shǔ)激光燒結(jié)(DMLS)、電子束熔煉(SHS)等采用的材(cái)料一般為金屬材質。
3D打印技術(shù)真(zhēn)正的優勢在于其打印材料(liào),3D打印(yìn)材料是3D打印技(jì)術發展的重要物質基礎,在某種程度上,材料的發展決定着(zhe)3D打印能否有更廣泛的應用。3D打(dǎ)印可以很好地模仿塑料與金屬材料的機械或者熱能屬(shǔ)性,然而這也(yě)是當前制約3D打印發展的一大技術原因(yīn)。
1、3D打印聚合物材料
使用最廣泛的是聚合物—丙烯腈(jīng),雖(suī)然3D材料開始向金屬方向轉(zhuǎn)移(yí),但(dàn)聚合物還會在一(yī)段時間内成為市場主(zhǔ)導材料。
2工程塑(sù)料
工程塑料,指被用做工業零件或外殼材料的工業用塑料,具有強度高、耐沖擊性、耐熱性、硬度高以及抗老化性等優點,正常變形溫度可以超過90℃,可進行機械加工、噴漆以及(jí)電鍍。工程塑料(liào)是當前應用最廣泛的一類3D打印材料,常見的有丙烯腈-丁(dīng)二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰(xiān)胺(àn)(PA)、 聚碳酸酯(PC)、聚苯砜(PPSF)、聚醚醚酮(tóng)(PEEK)等。
3生物材料
一些未(wèi)來的3D打印生物材料包括熱鉻聚乳酸,尼(ní)龍11,柔性聚乳酸或軟聚(jù)乳(rǔ)酸,生物橡膠、稻草基以及竹基生物(wù)材料,和laybrick。熱鉻聚(jù)乳酸長絲在溫度變化下(xià)發生顔色變化;柔性聚乳酸或軟聚乳酸和(hé)尼龍11具(jù)有高度的靈活性;稻草基以及(jí)竹基生(shēng)物材料具低成(chéng)本優勢。
4金屬材料(liào)
金屬材料更多(duō)地應(yīng)用于牙醫行業,主要(yào)有钛、鋁、鉻、钴等,按收入計算,市場占有率在30%以下。航(háng)空将成為驅動金屬(shǔ)材料使用(yòng)增長的主要領域。
5高(gāo)分子凝膠
高分子凝膠具有良好的智能性,海藻酸鈉、纖維素、動植物膠(jiāo)、蛋白胨、聚丙烯酸等高分子凝(níng)膠(jiāo)材料用于3D打印,在一定(dìng)的溫度及引發劑、交聯劑(jì)的作用(yòng)下進行聚(jù)合後,形成特殊的網狀(zhuàng)高分子凝膠制品。如(rú)受離子強度、溫度、電場和化學(xué)物質變化時,凝膠的體積也會(huì)相應地變化,用于形狀記憶材(cái)料。凝膠溶脹或收縮發(fā)生體積轉變,用于傳感材料;凝膠網孔的可控性,可用于智能(néng)藥物釋放材料。
6陶瓷材料
陶瓷材料(liào)具(jù)有高強度、高硬(yìng)度、耐高溫、低密度、化學穩(wěn)定性好、耐腐蝕等優(yōu)異特性(xìng),在航空航天、汽(qì)車(chē)、生物等行業有着廣泛的應用。但由(yóu)于(yú)陶瓷材料硬而脆的特點使其加工成形尤其困難,特别是複雜陶瓷(cí)件需通過模具來成形。模具加工成本高、開發(fā)周期長(zhǎng),難以滿足産品不斷更新的(de)需求。
7其他材料
除了上面介紹的3D打印材料外,目前用到的還(hái)有彩色石膏材料、人造骨粉、細胞生物原(yuán)料以及砂糖(táng)等材料(liào)。
彩色石膏材料是一種全彩色的3D打印材(cái)料,是基于石(shí)膏的、易碎、堅固且色彩清晰的材料。基于在粉末介質上逐(zhú)層打(dǎ)印的成型原理,3D打印成品在處理完(wán)畢後,表面可能出(chū)現細微的顆粒效果,外觀很像岩石,在曲面表面可能出現細微的年輪狀(zhuàng)紋理,因此,多應(yīng)用于動漫玩偶等領域。
3D打印技術與(yǔ)醫學、組織(zhī)工程相結合,可(kě)制造出藥物、人(rén)工器官等用(yòng)于治療疾病。加拿大目前正在研發(fā)“骨骼打印機”,利用類似噴墨打印機的技術,将人造骨粉轉變成(chéng)精密的骨骼組織。打印機會在骨粉制作的薄膜上(shàng)噴灑一種酸(suān)性藥劑,使薄膜變得更(gèng)堅硬(yìng)。