隨著科技的不斷發(fā)展望艺，一些新型的打印技術(shù)逐漸走向大眾的視野相艇。和造紙行業(yè)以及傳統(tǒng)印刷不同的是偶妖，3D打印的效果更加逼真姜凄，材料更加多樣。去看看新型的科技材料有哪些趾访。

3D打印是一種快速成型技術(shù)态秧，它以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，使用粉末狀的可粘合材料(如金屬腹缩、塑料等)屿聋，通過(guò)數(shù)字技術(shù)材料逐層打印來(lái)構(gòu)造物體。隨著科學(xué)的不斷發(fā)展藏鹊，3D打印已走入尋常百姓家润讥。

3D打印技術(shù)一開始常見(jiàn)于模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)仅莲，后來(lái)逐漸普及到建筑跛脾、汽車、航天辉茴、醫(yī)療等領(lǐng)域癣跟。3D打印憑借其獨(dú)特的制造技術(shù)，顛覆了傳統(tǒng)制造模式女骗，也同樣賦予產(chǎn)品新的特性景顷。而3D打印材料是這一技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的靈魂誓籽，也是實(shí)現(xiàn)D打印技術(shù)突破技術(shù)瓶頸不斷創(chuàng)新的關(guān)鍵。

3D打印材料類型可以從不同方面進(jìn)行分類强男。根據(jù)化學(xué)性能可分為聚合物材料洪业、金屬材料、陶瓷材料眨仪、復(fù)合材料峭桅，根據(jù)物理狀態(tài)可分為絲狀材料、粉末材料柑爸、液體材料吵护、薄片材料。在打印技術(shù)方面可以分為熔融沉積成形(FDM)表鳍、激光選區(qū)燒結(jié)(SLS)馅而、激光選區(qū)熔化(SLM)、激光近凈成形(LENS)进胯、電子束選區(qū)熔化(EBM)用爪、多噴射熔融(MJF)、電弧增材制造(WAAM)等多種工藝胁镐。

目前3D打印經(jīng)常使用的材料主要是聚合物材料、金屬材料和陶瓷材料诸衔，發(fā)展至今也不斷有新材料加入其中盯漂，如人造骨粉、石膏笨农、砂糖就缆、細(xì)胞生物原料等。今天我們一起來(lái)了解一些常見(jiàn)的3D打印材料谒亦。

聚合物材料

光敏樹脂：適用于光固化成形资担，在特殊的光照(如紫外光)下能夠發(fā)生聚合反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)固化。用于3D打印的光敏樹脂材料一般要滿足固化前性能穩(wěn)定炬费、反應(yīng)速度快踱孕、黏度適中、固化收縮小艾蜓、固化后具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性以及毒性刺激性小等要求将窗。另外由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同，對(duì)光敏樹脂材料還有諸如低灰分零反、無(wú)灰分泻畏、可生物降解等要求。

熱塑性聚合物：如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)迫讨、聚乳酸(PLA)委丈、尼龍(PA)甩高、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)什偷、聚己內(nèi)酯(PCL)沽澜、熱塑性聚氨酯(TPU)、聚醚醚酮(PEEK)等都是常見(jiàn)的3D打印用熱塑聚合物材料竟闪。

根據(jù)打印方式對(duì)材料形態(tài)的要求离福，熔融沉積成型方式打印常使用絲材；激光選區(qū)燒結(jié)常使用粉材炼蛤。由于工業(yè)上常用的聚合物原料大多以顆粒為主妖爷，制成絲材或粉材都要進(jìn)行二次加工，提高了3D打印耗材的使用成本理朋，目前也有一些單位開始研發(fā)以顆粒為原料的3D打印裝備絮识。

·丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)

ABS材料具有良好的熱熔性、機(jī)械性和抗沖擊性嗽上，在3D打印工藝中應(yīng)用廣泛次舌。它的應(yīng)用范圍幾乎涵蓋了所有日用品、工程用品和部分機(jī)械用品兽愤，多彩的顏色選擇也使其成為3D打印機(jī)用戶最喜愛(ài)的打印材料彼念。

·聚乳酸(PLA)

PLA是一種環(huán)保型打印材料，與ABS相比浅萧，打印過(guò)程中不需要加熱床配合逐沙，更方便使用，在低端3D打印機(jī)上也可以進(jìn)行使用版挣，也是使用廣泛的打印材料蔓酣。

·尼龍(PA)

PA具有良好的力學(xué)性能，并且耐油性婆裹、耐熱性载甸、耐腐蝕性也十分突出，是一種性能優(yōu)良的工程塑料乱险。廣泛應(yīng)用于汽車齐犀、電子電氣、電動(dòng)工具等行業(yè)况颈。通過(guò)加入玻璃微珠堕圾、碳纖維、鋁粉等無(wú)機(jī)材料能夠使3D打印材料某些性能提高勾奇，更能滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求谁昵。

·聚己內(nèi)酯(PCL)

PCL材料具有無(wú)毒、低熔點(diǎn)的特性，適宜用于兒童使用的制品夭寺。另外PCL還有良好的生物相容性和降解性凛驮，在醫(yī)療領(lǐng)域中有很大的應(yīng)用空間，在4D打印方面也有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展?jié)摿Α?/p>

·熱塑性聚氨酯(TPU)

TPU具有一定的耐磨性条辟、耐油性黔夭，彈性良好，適用于鞋材羽嫡、個(gè)人消費(fèi)品本姥、工業(yè)零件等的制造。結(jié)合3D打印技術(shù)可以制造出傳統(tǒng)成形工藝難以制造的復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)杭棵，使得制件擁有獨(dú)特且可調(diào)控的力學(xué)性能婚惫。

·聚醚醚酮(PEEK)

PEEK具有高熔點(diǎn)和優(yōu)良的力學(xué)性能，在生物相容性方面也表現(xiàn)良好魂爪。目前對(duì)3D打印材料的開發(fā)中先舷，PEEK正是其中的熱點(diǎn)之一。在尤其在醫(yī)療領(lǐng)域中滓侍，3D打印可以根據(jù)患者的不同情況提供個(gè)人方案定制蒋川，由于經(jīng)碳纖維增強(qiáng)的PEEK具有與人骨最為接近的楊氏模量，正成為骨科植入物中的理想材料撩笆。

金屬材料

鐵基合金：較常用的鐵基合金有工具鋼倡挚、316L不銹鋼、M2高速鋼趁吭、H13模具鋼和15-5PH馬氏體時(shí)效鋼等歧织。鐵基合金使用成本較低、硬度高咖杉、韌性好，同時(shí)具有良好的機(jī)械加工性胆中，特別適合于模具制造句担。

鈦及鈦基合金：鈦及鈦合金以其顯著的比強(qiáng)度高、耐熱性好橡收、耐腐蝕青蝗、生物相容性好等特點(diǎn)，成為醫(yī)療器械配评、化工設(shè)備世蕴、航空航天及運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域的理想材料。采用3D打印技術(shù)制造的鈦合金零部件尺寸精確再拴，性能比鍛造工藝生產(chǎn)的同種零件更好塘丝。

鎳基合金：鎳基合金是一類發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的高溫合金诞外，廣泛用于航空航天澜沟、石油化工灾票、船舶、能源等領(lǐng)域茫虽。

鋁合金：鋁合金密度低刊苍，耐腐蝕性能好，抗疲勞性能較高濒析，且具有較高的比強(qiáng)度正什、比剛度，是一類理想的輕量化材料号杏。

陶瓷材料

陶瓷材料具有硬度高婴氮、強(qiáng)度高、耐高溫馒索、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)莹妒，在航天航空、電子绰上、汽車追祈、能源、生物醫(yī)療等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用前景框抽。由于其大多數(shù)材料熔點(diǎn)很高甚至沒(méi)有準(zhǔn)確熔點(diǎn)俐番，因而在一定程度上還是限度了陶瓷材料的應(yīng)用。

傳統(tǒng)陶瓷材料：主要包括粘土绵扇、水泥及硅酸鹽玻璃等撇熬。傳統(tǒng)陶瓷的原料多為天然的礦物原料，分布廣泛且價(jià)格低廉仓煌，適合于日用陶瓷烧已、衛(wèi)生陶瓷、耐火材料熔徊、磨料烘牌、建筑材料等的制造。

新型陶瓷材料：采用高純度原料朽晓、可以人為調(diào)控化學(xué)配比和組織結(jié)構(gòu)的高性能陶瓷撮点，相比傳統(tǒng)陶瓷在力學(xué)性能上有顯著提高并具有傳統(tǒng)陶瓷不具備的各種聲、光方仿、熱固棚、電、磁功能仙蚜。先進(jìn)陶瓷從用途上可分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷此洲。結(jié)構(gòu)陶瓷常用來(lái)制造結(jié)構(gòu)零部件，要求有較高的硬度、韌性黍翎、耐磨性和耐高溫性能面徽；功能陶瓷則用來(lái)制造功能器件，如壓電陶瓷匣掸、介電陶瓷趟紊、鐵電陶瓷、敏感陶瓷碰酝、生物陶瓷等霎匈。

復(fù)合材料

碳纖維：碳纖維具有耐高溫、耐腐蝕送爸、高強(qiáng)度等特點(diǎn)铛嘱，近年來(lái)成為科學(xué)界研究的新寵，也是3D打印中新興的打印材料窗蠕。碳纖維的引入提高了打印件的剛性強(qiáng)度波烘，且結(jié)晶度更加均勻，有望在未來(lái)得到進(jìn)一步發(fā)展骏疆。目前科學(xué)界有不少通過(guò)加入碳纖維來(lái)獲得新的3D復(fù)合打印材料的科研成果亥矿，如中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究團(tuán)隊(duì)對(duì)自主研發(fā)的碳纖維PEEK復(fù)合材料進(jìn)行3D打印工藝的系統(tǒng)研究獲得成功、美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和辛辛那提公司展示了世界上第一個(gè)3D打印的用短纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料汽車車身等潜佑。

結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的提升锨飞，3D打印技術(shù)也日新月異，更多的3D打印材料面世镐准，并逐漸延伸徘敦、深入到各個(gè)領(lǐng)域。小到零件螺母诈金，大到航空航天器虾钾，3D打印技術(shù)的身影無(wú)處不在。

近年來(lái)不斷傳出新的關(guān)于3D打印材料被開發(fā)應(yīng)用的好消息拐棺，其中我國(guó)也取得了不少亮眼的成績(jī)足蹋，未來(lái)對(duì)于3D打印領(lǐng)域的科研角力還將繼續(xù)，我們一起期待惯悠。

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