3D打印材料知多少-----全面盤點3D打印材料

  與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造過程中去除大量的材料，也不必通過復(fù)雜的鍛造工藝就可以得到最終產(chǎn)品，因此，在生產(chǎn)上可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、節(jié)約材料和節(jié)省能源。3D打印技術(shù)適合于新產(chǎn)品開發(fā)、快速單件及小批量零件制造、復(fù)雜形狀零件的制造、模具的設(shè)計與制造等，也適合于難加工材料的制造、外形設(shè)計檢查、裝配檢驗和快速反求工程等。因此，3D打印產(chǎn)業(yè)受到了國內(nèi)外越來越廣泛的關(guān)注，將成為下一個具有廣闊發(fā)展前景的朝陽產(chǎn)業(yè)。

  目前，3D打印已應(yīng)用于產(chǎn)品原型、模具制造、藝術(shù)創(chuàng)意產(chǎn)品、珠寶制作等領(lǐng)域，可替代這些領(lǐng)域所依賴的傳統(tǒng)精細(xì)加工工藝［。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，在生物工程與醫(yī)學(xué)、建筑、服裝等領(lǐng)域，3D打印技術(shù)的引入也為其開拓了更廣闊的發(fā)展空間。 3D打印技術(shù)的快速發(fā)展使其成為近幾年國內(nèi)外快速成形技術(shù)研究的重點。目前，美國、歐洲和日本都站在21世紀(jì)制造業(yè)競爭的戰(zhàn)略高度，對快速成形技術(shù)投入了大量的研究，使3D打印技術(shù)得到了迅速發(fā)展。在國防領(lǐng)域，歐美發(fā)達國家非常重視3D打印技術(shù)的應(yīng)用，并投入巨資研制增材制造金屬零部件，特別是大力推動增材制造技術(shù)在鈦合金等高價值材料零部件制造上的應(yīng)用］。 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，這里簡要介紹當(dāng)前3D打印材料的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題。

一、3D打印材料

  3D打印材料是3D打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在某種程度上，材料的發(fā)展決定著3D打印能否有更廣泛的應(yīng)用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、細(xì)胞生物原料以及砂糖等食品材料也在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。通常，根據(jù)打印設(shè)備的類型及操作條件的不同，所使用的粉末狀3D打印材料的粒徑為1～100μｍ不等，而為了使粉末保持良好的流動性，一般要求粉末要具有高球形度。