3D打印凭借其独特的制造技术,让我们得以生产前所未有的各类物品,并为企业减少成本、缩短工时以及去除复杂工艺,3D打印技术真正的优势在于其打印材料,可以很好地模仿塑料与金属材料的机械或者热能属性,然而这也是当前制约3D打印发展的一大技术原因。这里简要介绍当前3D打印材料的发展现状以及存在的问题。
由于3D打印制造技术完全改变了传统制造工业的方式和原理,是对传统制造模式的一种颠覆,因此,3D打印材料成为限制3D打印发展的主要瓶颈,同时也是3D打印突破创新的关键点和难点所在,只有进行更多新材料的开发才能拓展3D打印技术的应用领域。目前,3D打印材料主要包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料等。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。下面我们将从聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料分别进行分析。
第一部分:聚合物材料
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,具有强度高、耐冲击性、耐热性、硬度高以及抗老化性等优点,正常变形温度可以超过90℃,可进行机械加工、喷漆以及电镀。工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料,常见的有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、 聚碳酸酯(PC)、聚苯砜(PPSF)、聚醚醚酮(PEEK)等。
(1)ABS材料
ABS材料具有良好的热熔性和冲击强度,是熔融沉积成型3D打印工艺的首选工程塑料,目前主要是将ABS预制成丝、粉末化后使用,应用范围几乎涵盖所有日用品、工程用品和部分机械用品。ABS材料的颜色种类很多,如象牙白、白色、黑色、深灰色、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。