【印聯(lián)傳媒網(wǎng)訊】毋庸置疑，在促進(jìn)3D技術(shù)的迅猛發(fā)展上，3D打印材料是功不可沒的。只有當(dāng)材料這種物質(zhì)介質(zhì)達(dá)到一定的程度時，高科技才能得以應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。目前，3D打印材料主要有工程塑料、生物塑料和金屬材料等種類。此外，人造骨粉、砂糖等食品材料也開始應(yīng)用于3D打印領(lǐng)域。
一、工程塑料
工程塑料指的是用來做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)專用塑料，具有耐熱性、耐沖擊、強(qiáng)度高、硬度高及抗老化性等優(yōu)點。正常的變形溫度可高達(dá)90℃。工程塑料可用來噴漆、電鍍及機(jī)械加工。憑借這這些特性， 工程塑料可以說是應(yīng)用最為廣泛的一類3D打印材料。常見的有丙烯腈-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、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)材料。該材料沖擊強(qiáng)度大、熱熔性好，能極好地滿足熔融沉積成型的3D打印工藝。應(yīng)用范圍幾乎可以涵蓋所有工程用品、日用品和部分機(jī)械用品。除此之外，色彩多樣化是其一大優(yōu)點;憑此優(yōu)點，家電、電子產(chǎn)品和汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
2、聚碳酸酯(PC)材料。該材料熱塑性高，抗沖擊、耐高溫、強(qiáng)度高、抗彎曲。因此，可用于防彈玻璃、智能手機(jī)及宇航員頭盔面罩等異性構(gòu)件之中。綜合來說，PC材料廣泛應(yīng)用的三大領(lǐng)域分別是汽車工業(yè)、玻璃裝配業(yè)和電子電器業(yè)。
3、聚酰胺(PA)材料。該材料在強(qiáng)度高的基礎(chǔ)上，還具有一定的柔韌性;因此可直接應(yīng)用于3D打印制造設(shè)備的零件中。比如，世界著名的PA工程塑料巨頭索爾維公司，將基于PA工程塑料的3D打印樣件用于門把手套件、剎車踏板等。
二、生物材料
生物材料優(yōu)點明顯，具備優(yōu)良的可生物降解性。其應(yīng)用于3D打印工藝也頗為廣泛，主要有聚乳酸(PLA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯(PETG)、聚-羥基丁酸酯(PHB)、 聚-羥基戊酸酯(PHBV)、聚丁二酸-丁二醇酯 (PBS)、聚己內(nèi)酯(PCL)等。
1、聚乳酸(PLA)材料。作為一種環(huán)保材料，該材料可利用生物降解方式降解為活性堆肥。除此之外，其最大的優(yōu)點是具備半透明色的光澤感。新加坡南洋理工大學(xué)的教授Tan.K.H將其應(yīng)用于工程支架研究中，發(fā)現(xiàn)其具有生長能力。
2、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯(PETG)材料。該材料透明度高，具有抗化學(xué)藥劑性和抗應(yīng)力白化能力等。當(dāng)被應(yīng)用于3D打印時，收縮性極小，且疏水性良好，無需貯存在密閉的空間中。整個打印過程，幾乎無氣味也是其一大優(yōu)點。
3、聚己內(nèi)酯(PCL)材料。該材料無毒、可降解，且具備生物相容性;因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。在3D打印過程中，由于其熔點較低，因此打印溫度不高;又由于該材料具有形狀記憶性，因此可利用該材料打印心臟支架。
三、金屬材料
金屬材料特性明顯：力學(xué)強(qiáng)度高，具備導(dǎo)電性。因此在3D打印工藝中有著自己獨特的地位。金屬材料通常包括黑色金屬和有色金屬兩種。
1、黑色金屬。應(yīng)用于3D打印工藝的黑色金屬主要有不銹鋼和高溫合金兩種。其中，不銹鋼耐蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)，更耐化學(xué)腐蝕介質(zhì)。同時，不銹鋼材料成本較低;通常被用于功能構(gòu)件、雕刻品的3D打印。高溫合金具有極高的耐高溫強(qiáng)度，優(yōu)良的抗氧化和抗熱腐蝕功能。因此該材料更多地被應(yīng)用于航天工業(yè)領(lǐng)域。
2、有色金屬。有色金屬為3D打印工藝提供了豐富的選擇。該材料主要包括鈦、鎂鋁合金和鎵三種。其中，鈦金屬的銀灰光澤為3D打印增色不少，其強(qiáng)度極高，尺寸精確;通常被應(yīng)用于生產(chǎn)航空、汽車等工業(yè)的零部件制造之中。而鎂鋁合金質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，在制造業(yè)的輕量化需求日益增長的情況下，無疑是一種十分優(yōu)質(zhì)的備選材料。鎵作為一種液態(tài)金屬合金的3D打印材料，具有金屬導(dǎo)電性，無毒性，不會揮發(fā)。鎵通常被應(yīng)用于伸縮性的電子產(chǎn)品中，目前被應(yīng)用的領(lǐng)域有軟儲存設(shè)備和軟光學(xué)部件等領(lǐng)域。
綜合我國3D打印材料的發(fā)展現(xiàn)狀，國產(chǎn)3D打印耗材較為短缺。總的來說，原因如下：價格較低的耗材利潤率低，廠家不愿意投產(chǎn);價格高的材料由于技術(shù)限制，成產(chǎn)不出來。要想破解如此局面，國家提供相應(yīng)的政策支持是必由之路。
印聯(lián)責(zé)編：麻瓜
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