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3D打印常用材料簡介

發布時間:2017-10-25點擊量:

  巧婦難為無米之炊”,材料是3D打印的物質基礎,是當前制約3D打印發展的瓶頸之一。在3D打印中所使用的材料主要包括工程塑料、橡膠、光敏樹脂、石膏、金屬和陶瓷等,在生物應用領域還有人造骨粉、細胞生物原料等。這些材料都是針對3D打印設備和工藝來研發的,有不同的形態,比如粉末狀、絲狀、層片狀、液體狀等。比如,粉末狀3D打印材料的顆粒呈現球形狀,半徑在100微米以下。
  以下簡單介紹一些常用的3D打印材料(主要來自于Medtec),更詳細的資料可從網上獲取。
  工程塑料指被用做工業零件或外殼材料的工業用塑料,是強度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優的塑料。工程塑料是當前應用最廣泛的一類3D打印材料,常見的有ABS類材料、PC類材料、尼龍類材料等。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,具有強度高、韌性好、耐沖擊等優點。
  光敏樹脂即UV樹脂,由聚合物單體與預聚體組成,其中加有光(紫外光)引發劑(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完成固化。光敏樹脂一般為液態,可用于制作高強度、耐高溫、防水材料。目前,研究光敏材料3D打印技術的主要有美國3Dsystem公司和以色列object公司。常見的光敏樹脂有somos NEXT材料、樹脂somos11122材料、somos19120材料和環氧樹脂。
  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用領域。3D打印的橡膠類產品主要有消費類電子產品、醫療設備以及汽車內飾、輪胎、墊片等。
  金屬材料:在國防領域,歐美發達國家非常重視3D打印技術的發展,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用的重點。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。

  陶瓷材料具有高強度、高硬度、耐高溫、低密度、化學穩定性好、耐腐蝕等優異特性,在航空航天、汽車、生物等行業有著廣泛的應用。但由于陶瓷材料硬而脆的特點使其成形尤其困難。

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