史上最全3D打印材料解析

1、历史上最全面的3 d打印材料分析(完整版)意味着创建3d在3d打印领域，3d打印材料一直扮演着重要的角色，因此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，材料的发展决定了3d打印能否被广泛使用。目前，3d打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶材料、金属材料和陶瓷材料等。此外，诸如彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料和砂糖等食品材料也已经应用于3d打印领域。这些用于3d打印的原材料是专为3d打印设备和技术开发的，不同于普通塑料、石膏、树脂等。它们的形状通常是粉末、丝、薄片、液体等。通常，根据不同类型的印刷设备和操作条件，所使用的粉末3d印刷材料的粒度在1微米至100微米之间变化

2、，并且为了保持粉末的良好流动性，通常要求粉末应当具有高的球形度。就3d打印材料而言，目前市场上的材料不下200种，随着技术的发展和进步，材料类型的更新程度会越来越快。那么，我们怎样才能更好、更快、更系统地了解这些材料呢？目前3d打印的常用材料是什么？abs塑料abs是目前应用最广泛、产量最大的聚合物。它有机地统一了聚苯乙烯、聚丙烯腈和苯乙烯的性能，具有韧性、硬度和刚性的特点。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。a代表丙烯腈，b代表丁二烯，s代表苯乙烯。abs塑料通常是不透明的，外观为浅象牙色，无毒无味，并且具有优异的冲击强度、良好的尺寸稳定性、电性能、耐磨性、耐化

3、学性、染色性能以及良好的成型和加工性能。聚乳酸塑料聚乳酸(pla)是一种新型的可生物降解材料，它是由来源于可再生植物资源(如玉米)的淀粉原料制成的。聚乳酸具有良好的相容性、可降解性、机械性能和物理性能，适用于吹塑、热塑性塑料等各种加工方法。同时，它还具有良好的光泽和透明度以及良好的拉伸强度和延展性。(3d印花电吉他，由坚韧的聚乳酸材料制成)提示：腹肌还是解放军？3d打印线哪个更好？聚乳酸和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物材料可以制造各种各样的东西，并且有许多重叠。因此，很难从普通产品本身来判断。相比之下，abs是哑光的，而pla是亮的。当加热到195时，聚乳酸可以顺利挤出，但丙烯腈-丁二烯-苯乙烯

4、共聚物不能。当加热到220时，abs可以顺利挤出，聚乳酸将有膨胀的气泡，甚至碳化。碳化会堵塞喷嘴，这非常危险。工程塑料工程塑料是指用作工业零件或外壳材料的工业塑料。与其他材料相比，它具有强度、抗冲击性、耐老化性、硬度等性能指标的平衡优势。因此，它也是3d打印中使用最广泛的材料。常见的工程塑料包括工业abs材料、pc材料、尼龙材料等。工业abs材料它是一种热塑性工程塑料，常用于fdm(熔融沉积成型)快速成型工艺。它具有强度高、韧性好、耐冲击的优点。正常变形温度超过90，可加工(钻孔、攻丝)、涂漆和电镀。3d打印的防抱死制动系统行星齿轮和链条模型(来源：stratasys)个人电脑材料它是一种真正

5、的热塑性材料，具有工程塑料的所有特性：高强度、耐高温、耐冲击和抗弯曲，可用作最终零件。由聚碳酸酯材料制成的样品可以直接组装使用，并应用于交通运输和家用电器行业。聚碳酸酯材料的颜色相对简单，只有白色，但强度比abs材料高60%左右。它具有超强的工程材料性能，广泛应用于电子消费品、家电、汽车制造、航空航天、医疗设备等领域。3d打印吹塑模具(来源：stratasys)尼龙材料它是一种白色粉末。sls尼龙粉末材料具有轻质、耐热、低摩擦系数和耐磨的特点。粉末粒度小，制模精度高。烧结零件可以有更高的拉伸强度，无需特殊的后处理。颜色的选择不像聚乳酸和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物那样广泛，但可以通过喷涂和浸染

6、来选择和着色。该材料的热变形温度为110，主要用于汽车、家用电器、电子消费品、艺术设计和工业产品。特点：烧结温度-粉末熔化温度180；烧结零件可以有更高的拉伸强度，无需特殊的后处理。此外，尼龙粉末的烧结和快速成型过程需要较高的预热温度和保护气氛，对设备性能要求较高。聚碳酸酯-abs材料它是应用最广泛的热塑性工程塑料之一。聚碳酸酯abs具有abs的韧性和聚碳酸酯材料的高强度和耐热性，主要用于汽车、家电和通讯行业。使用这种材料和fortus设备制作的样品的强度比传统fdm系统制作的部件的强度高60%左右，因此包括概念模型、功能原型、制造工具和最终部件在内的热塑性部件可以用聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-

7、苯乙烯共聚物进行印刷。国际标准化组织材料它是一种白色热塑性材料，已通过医疗和健康认证，并具有高强度。它广泛应用于制药和医疗设备行业，并用于外科模拟、颅骨修复、牙科等专业领域。同时，由于它具有聚碳酸酯的所有特性，它还可以用于食品和药品包装行业，样品可以用作概念模型、功能原型、制造工具和最终零件。psu材料公司它是一种琥珀色材料，热变形温度为189。它是所有热塑性材料中强度最高、耐热性和耐腐蚀性最好的材料。它通常用作最终零件，广泛用于航空航天、运输和医疗行业。psu材料可以带来直接的数字化制造体验，其性能非常稳定，通过与罗图斯设备合作可以取得惊人的效果。热固性塑料热固性树脂，例如环氧树脂、不饱和聚

8、酯、酚醛树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、硅树脂和芳族杂环树脂，具有高强度和耐火性的特征，并且非常适合使用3d印刷的粉末激光烧结成型工艺。来自哈佛大学工程与应用科学学院和威斯生物工程研究所的材料科学家已经联合开发了一种可以3d打印的环氧热固性树脂材料。这种环氧树脂可以3d打印到建筑结构部件上，用于轻型建筑。瑞典将尝试用这种技术印刷房屋光敏树脂光敏树脂由聚合物单体和预聚物组成。液态光敏树脂因其良好的液体流动性和瞬间光固化特性，已成为3d打印耗材打印高精度产品的首选材料。光敏树脂固化速度快，表面干燥性能优异。成型后，产品外观光滑，可透光磨砂。特别是光敏树脂气味小，刺激性低，非常适合个人桌面3d打印系统。

9、常见的光敏树脂有somos next材料、somos11122材料、somos19120材料和环氧树脂。somsonext材料白色材料是一种新型的类聚碳酸酯材料，具有很好的韧性，基本可以达到选择性激光烧结尼龙材料的性能，具有较好的精度和表面质量。somos next材料制成的零件具有迄今为止最好的刚性和韧性，同时保持了光固化三维造型材料工艺精湛、尺寸准确、外观美观的优点，主要用于汽车、家用电器、电子消费品等领域。3d打印散热器风扇和耳塞套(来源：stratasys)somos11122材料它看起来更像一种真正的透明塑料，具有优异的防水性和尺寸稳定性，并且可以提供类似于工程塑料(包括abs和pb

10、t)的各种特性，这使得它适用于汽车、医疗和电子产品。somos19120材料由粉红色制成，是一种特殊的铸造材料。成型后，可直接替代精密铸造的蜡膜原型，避免了开模风险，大大缩短了周期，具有低积灰、高精度的特点。环氧树脂它是一种便于铸造的激光快速成型树脂。它的灰分很低(800时的残余灰分为0.01%)，可用于熔化应时和氧化铝高温壳系统。它不含重金属锑，可用于制造极其精密的快速铸模。橡胶材料橡胶材料具有各种等级弹性材料的特性。这些材料的硬度、断裂伸长率、撕裂强度和拉伸强度使它们非常适合要求防滑或柔软表面的应用。3d打印的橡胶产品主要包括消费电子产品、医疗设备、汽车内饰、轮胎、垫片等。(混合橡胶和木材

11、印刷的玻璃)金属材料3d打印中使用的金属粉末通常要求高纯度、良好的球形度、窄粒度分布和低氧含量。目前，3d打印中使用的金属粉末材料主要包括钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金，此外还有用于打印珠宝的贵金属粉末材料，如金和银。转子和叶片组合的一次性制造，数据源：rsc工程有限公司金属3d打印材料有着广泛的应用，如石油化工应用、航空航天、汽车制造、注塑模具、轻金属合金铸造、食品加工、医疗、造纸、电力工业、珠宝、时尚等。金属粉末快速成型是激光快速成型从原型制造到快速直接制造的发展趋势，可以大大加快新产品的开发，具有广阔的应用前景。在金属粉末的选择性烧结方法中，有三种常用的金属粉末：(1)金属粉末和有机粘

12、结剂的混合物，按一定比例混合均匀，然后用激光烧结。(2)两种金属粉末的混合物，其中一种具有较低的熔点，并在激光烧结过程中作为粘合剂。(3)单一金属粉末需要在短时间内达到熔化温度，特别是对于高熔点的金属。直接金属烧结的最大问题是多孔结构导致的零件密度低和机械性能差。工具钢金属材料工具钢的适用性源于其优异的硬度、耐磨性和抗变形性，以及在高温下保持切削刃的能力。h13热作工具钢是其中之一，它能承受不确定时间的工艺条件。不锈钢金属材料不锈钢不同于碳钢，当前的铬含量也不同。铬含量最低为10.5%的合金钢不容易生锈和腐蚀。奥氏体不锈钢316l具有高强度和耐腐蚀性，可在较宽的温度范围内降低至低温，可用于航空

13、航天、石油化工等各种工程应用。也可用于食品加工和医疗领域。马氏体不锈钢15-5ph，也称为马氏体时效(沉淀硬化)不锈钢，具有高强度、良好的韧性和耐腐蚀性，可进一步硬化，并且不含铁素体。目前，它广泛应用于航空航天、石油化工、化工、食品加工、造纸和金属加工行业。含17-4ph的马氏体不锈钢在315仍具有较高的强度和韧性，并具有超强的耐蚀性，可在激光加工状态下带来两种优异的延展性。合金金属材料用于金属3d打印材料的最广泛使用的金属粉末合金主要包括纯钛和钛合金、铝合金、镍基合金、钴铬合金、铜基合金等。钛合金目前市场上使用的纯钛，也称为商用纯钛，分为一级和二级粉末，二级粉末比一级粉末更强，一级粉末在大多

14、数应用中也具有耐腐蚀性。纯钛2级具有良好的生物相容性，在医疗行业具有广阔的应用前景。钛是钛合金工业的关键。目前，用于金属3d打印的钛合金主要是5级钛合金和23级钛合金。由于其优异的强度和韧性，结合耐腐蚀性、低比重和生物相容性，它们在航空航天和汽车制造中具有理想的应用。此外，由于它们的高强度、低模量和强抗疲劳性，它们被用于生产生物医学植入物。纯度较高的23级钛合金是与上帝级相同的牙科和医用钛。铝合金目前，用于金属3d打印的铝合金主要有铝硅铝硅12和铝硅10毫克。铝硅12是一种具有良好热性能的轻质添加金属粉末，可应用于热交换器等薄壁零件或其他汽车零件，也可应用于航空航天工业的原型和生产零件；硅和镁

15、的结合使铝合金变得更强更硬，这使得它适用于薄壁和复杂几何形状的零件，特别是在热性能好和重量轻的地方。铜基合金青铜粉市场上使用的铜基合金，通常称为青铜，具有良好的导热性和导电性，可以结合设计自由度来制造复杂的内部结构和冷却通道。它们适用于将冷却效果更好的工具插入模具，如半导体器件，也可用于薄壁复杂形状的微型热交换器。贵金属材料3d打印产品在时尚行业的影响力正在增加。世界各地的珠宝设计师似乎从3d打印的快速原型技术中受益最大，这是一个强大的创意产业，可以很容易地取代其他制造方法。金、纯银和黄铜通常用于珠宝3d打印材料领域。陶瓷材料陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优

16、良特性。广泛应用于航空航天、汽车、生物等行业。3d打印的陶瓷产品不透水、耐热(高达600)、可回收且无毒，但强度不高，因此可用作炊具、餐具(杯子、碗、盘子、蛋杯和杯垫)、烛台、瓷砖、花瓶和艺术品等理想的家居装饰材料。然而，由于陶瓷材料的硬脆特性，加工和成形它们特别困难，尤其是对于复杂的陶瓷部件。模具加工成本高，开发周期长，难以满足产品更新的需求。(3d打印陶瓷威士忌酒杯)选择性激光烧结陶瓷粉末是在陶瓷粉末中加入粘结剂，涂层粉末的制备过程类似于涂层金属粉末。涂层陶瓷可以是氧化铝、氧化锆、碳化硅等。粘合剂有很多种，包括金属粘合剂、塑料粘合剂(包括树脂、聚乙烯蜡、有机玻璃等)。)和无机粘合剂。目的：

17、(1)将陶瓷粉末和粘结剂按一定比例混合烧结均匀，经过二次烧结处理后得到铸造用陶瓷外壳，用陶瓷外壳浇注得到金属制件。(2)工程陶瓷零件也可以直接制造，烧结后进行热等静压处理。零件的最终相对密度高达99.9%，可用于工业上的耐磨耐热陶瓷零件，如含油轴承。复合石膏粉(全彩色砂岩)3d打印领域广泛使用的材料之一。全彩砂岩材质的物体色彩感强，3d打印的产品表面有颗粒状感，打印线条明显，使物体具有特殊的视觉效果。它的质地易碎，容易损坏，不适合印刷一些经常放在户外或极其潮湿的环境中的物品。但是当设计师想用多种颜色印刷他们的设计时，他们通常会选择彩色砂岩。因为它可以打印多种颜色，颜色层次和分辨率都非常好。砂岩印刷的模型完美而逼真。因此，全彩砂岩被广泛用于制作室内展示品，如模型、肖像和建筑模型。蓝色蜡和红色蜡采用多喷嘴立体印刷(mjm)技术，表