3D打印材料常用材料有哪些？

3D打印机用什么材料？~

3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。
3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。
ABS材料因具有良好的热熔性、冲击强度，成为通过熔融沉积3D打印的首选工程塑料。目前主要是将ABS预制成丝、粉末化后使用，应用范围几乎涵盖了所有日用品、工程用品和部分机械用品。PA强度高，同时具有一定的柔韧性，因此可直接利用3D打印制造设备零部件。

如果把3D打印材料进行归类，可分为石化产品类、生物类产品、金属类产品、石灰混凝土产品等几大类，比较常用的有以下十种：
一、ABS 塑料类ABS可以说是FDM最常用的打印材料，目前有多种颜色可以选择，是消费级3D打印机用户最喜爱的打印材料，比如打印玩具、创意家居饰件等。ABS材料通常是细丝盘装，通过3D打印喷嘴加热熔解打印。由于喷嘴喷出之后需要立即凝固，喷嘴加热的温度控制在ABS材料热熔点高出1°C到2°C，不同的ABS由于熔点不同，对于不能调节温度的喷嘴，是不能通配的。这也是为什么最好在原厂商购买打印材料的原因。
二、PLA塑料类PLA塑料熔丝可以说是另外一个非常常用的打印材料，尤其是对于消费级3D打印机来说， PLA可以降解，是一种环保的材料。PLA一般情况下不需要加热床，这一点不像ABS，所以PLA容易使用，而且更加适合低端的3D打印机。PLA有多种颜色可以选择而且还有半透明的红、兰、绿以及全透明的材料。和ABS同样的原因，PLA的通用性也有待提高。
三、亚力克 Acrylic类材料亚力克(有机玻璃)材料表面光洁度好，可以打印出透明和半透明的产品，目前利用亚力克材质，可以打出牙齿模型用于牙齿矫正的治疗。
3D打印亚力克
四、尼龙铝粉材料(Alumide)这种材料在尼龙的粉末中参杂了铝粉，利用SLS技术进行打印，其成品就有金属光泽，经常用于装饰品和首饰的创意产品的打印中。
3D打印尼龙铝粉
五、陶瓷(Ceramic)陶瓷粉末采用SLS进行烧结，上釉陶瓷产品可以用来盛食物，很多人用陶瓷来打印个性化的杯子，当然3D打印并不能完成陶瓷的高温烧制，这道手续现在需要在打印完成之后进行高温烧制。
3D打印陶瓷
六、 树脂(Resin)树脂是SLA——Stereolithography光固化成型的重要原料，其变化种类很多，有透明的、半固体状的，可以制作中间设计过程模型，由于其成型精度比FDM高，可以作为生物模型或医用模型。
3D打印树脂
七、玻璃(Glass)真正的玻璃目前正在试验当中，玻璃粉末采用SLS技术进行打印，玻璃材质的变化种类就像树脂和聚丙乙烯一样多。
八、不锈钢(Stainless Steel)不锈钢坚硬，而且有很强的牢固度。不锈钢粉末采用SLS技术进行3D烧结，可以选用银色、古铜色以及白色的颜色。不锈钢可以制作模型、现代艺术品以及很多功能性和装饰性的用品。
3D打印饰品
九、其他金属—银、金和钛金属这些金属材料都是采用SLS的粉末烧结，金银可以打印饰品，而钛金属是高端3D打印机经常用的材料，用来打印航空飞行器上的构件。
十、彩色打印和其他材质彩色打印有两种情况，一种是两种或多种颜色的相同或不同的材料从各自的喷嘴中挤出，最常用的是消费级的FDM 双喷嘴的打印机，通过两种或多种材料的组合来形成有限的色彩组合。另外一种是采用喷墨打印机的原理，通过不同的染色剂的组合，和粘黏剂混合注入打印材料粉末中进行凝固，理论上这种技术可以打印出“真彩”的3D物品。打印材料通常选择为树脂、聚丙乙烯或ABS。

常见3D打印材料介绍
(1)ABS塑料类
ABS是FDM最常用的打印材料，目前有多种颜色可以选择，是消费级3D打印机用户最喜爱的打印材料，如打印“乐高”类型的很多玩具，制作很多创意家居饰件等。ABS材料通常是细丝盘装，通过3D打印喷嘴加热熔解打印。由于喷嘴喷出之后需要立即凝固，喷嘴加热的温度控制在ABS材料热熔点高出1～2℃，不同的ABS由于熔点不同，对于不能调节温度的喷嘴是不能通配的。这也是最好在原厂商购买打印材料的原因。
(2)PLA塑料类
PLA塑料熔丝也是一种非常常用的打印材料。尤其是对于消费级3D打印机来说，PLA可以降解，是一种环保的材料。PLA一般情况下不需要加热床，这一点不像ABS，所以PLA容易使用，而且更加适合低端的3D打印机。PLA有多重颜色可以选择，而且还有半透明的红、蓝、绿以及全透明的材料。PLA的通用性也有待提高。
(2)亚克力类材料
亚克力源自英文acrylic，意指由有机化合物甲基丙烯酸甲酯单体(Methyl Methacrylate，MMA)所制成的PMMA板，其透明与透光度如同玻璃一般。将所有由透明塑料(如PS、PC等)或由劣质回收MMA所制成的板材统称为有机玻璃。亚克力(有机玻璃)材料表面光洁度好，可以打印出透明和半透明的产品。目前，利用亚克力材质，可以打印出牙齿模型用于牙齿矫正的治疗。
(4)尼龙铝粉材料(Alumide)
尼龙铝粉就是在尼龙的粉末中掺杂一部分铝粉，通过SLS技术进行打印，使打印出的成品具有金属的光泽。当铝粉含量从0增大到50%时，所制成品的热变形温度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及硬度比单纯尼龙烧结件分别提高了87℃、10.4%、62.1%、122.3%及70.4%。此外，烧结件的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度也随着铝粉平均粒径的减小而增大。这种材料经常用于装饰品和首饰的创意产品的打印中。
(5)陶瓷粉末(Ceramic)
陶瓷粉末采用SLS进行烧结。上釉陶瓷产品可以用来盛食物，很多人用陶瓷来打印个性化的杯子。当然3D打印并不能完成陶瓷的高温烧制，需要在打印完成之后进行高温烧制。
(6)树脂材料(Resin)
树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。一般不溶于水，能溶于有机溶剂。树脂按来源可分为天然树脂和合成树脂；按其加工行为又有热塑性树脂和热固性树脂之分。树脂是SLA光固化成型的重要原料，其变化种类很多，有透明的、半固体状的，可以制作中间设计过程模型。由于其成型精度比FDM高，因此可以作为生物模型或医用模型。
(7)不锈钢材料(Stainless Steel)
不锈钢以其漂亮的外观、耐腐蚀的特性、不易损坏的优点，越来越受到人们的喜爱。锅碗瓢盆、城市雕塑、建筑、装修居室等使用不锈钢的越来越多。不锈钢坚硬，而且有很强的牢固度。不锈钢粉末采用SLM技术进行3D烧结，可以选用银色、古铜色及白色。不锈钢可以制作模型、现代艺术品以及很多功能性和装饰性的用品。不锈钢3D打印技术最成熟的是东莞大唐盛世-金属3D打印工厂了，多年来一直专注于金属3D打印材料的应用。
(8)彩色打印材料
彩色打印有两种情况，一种是两种或多种颜色的相同或不同的材料从各自的喷嘴中挤出，最常用的是消费级的FDM双喷嘴的打印机，通过两种或多种材料的组合来形成有限的色彩组合。另外一种是采用喷墨打印机的原理，通过不同的染色剂的组合，和粘结剂混合注入打印材料粉末中进行凝固，理论上这种技术可以打印出“真彩”的3D物品。打印材料通常选择树脂、聚丙乙烯或ABS。2.特殊3D打印材料介绍
随着技术的发展和应用范围的扩大，出现了一些特殊的3D打印材料。
(1)人造骨粉
如果人体的骨头不幸受伤，那么传统的骨头移植手术会使用病患者其他部位的骨头或是利用陶瓷来代替。最近，加拿大有一所大学正在研发“骨骼打印机”，利用3D打印技术，将人造骨粉转变成精密的骨骼组织。骨骼打印机使用的材料是一种类似于水泥的人造粉未薄膜，也叫“人造骨粉”。打印机会在用骨粉制作的薄膜上喷洒一种酸性药剂，使薄膜变得坚硬。这个过程会一再重复，形成一层又一层的粉质薄膜。最后，精密的“骨骼组织”就被创造出来。
(2)巧克力等食品级原料
巧克力、可可粉、砂糖甚至肉制品都可以作为3D打印材质来“打印”美味食品。3D食物打印机是一种可以把食物“打印”出来的机器。它使用的不是墨盒，而是把食物的材料和配料预先放入容器内，再输入食谱，按下程序开关，余下的烹制程序会由它去做，输出来的不是一张又一张的文件，而是真正可以吃下肚的食物。
由国外一家“科学实验室”制作完成的砂糖3D打印机CandyFab 4000 通过喷射加热过的砂糖，可以做出美味又好看的甜品。还用改进的3D打印技术打印出的鲜肉让人又惊又喜。打印肉关键在于原材料的调配，“3D肉”利用实验室培养出来的细胞介质生成的类似鲜肉的替代物质，用水基溶胶为粘合剂，再配合特殊的糖分子结构制成。这可以说是目前“最美味可口”的3D打印材质了。
(3)生物细胞
作为一种生物制造技术，细胞的3D打印是其中的技术基石。通过3D打印技术将细胞作为材料层层打印在生物支架(基质)材料上，通过准确定位，形成具备生物特性的组织。
如果细胞打印进展顺利，那么人类的健康问题将得到极大的改善。这些具备生物特性的组织不仅可以作为很好的医学研究工具，还可以根据病体的需要进行器官移植和修复，用来进行药物筛选的试验，制作药物研发领域的药物筛选模型，弥补现阶段蛋白筛选直接到动物体筛选的技术缺失，提高药物筛选率，大大缩短新药的研发时间。这项技术一旦成熟那么离3D打印克隆人就不远了。

打印技术颠覆了传统的制作方式，并持续给人们带来技术更新的震撼。然而，3D打印技术真的可以全面取代传统技术了吗？其实不然，虽然3D打印技术的发展已相对成熟，当其面临的技术瓶颈与难题也同样存在，尤其是在3D打印材料和速度方面，是目前科研人员着重发展的方向。此篇文章，魔猴网将就3D打印材料进行全面解读。

一、3D打印材料
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。3D打印所用的这些原材料都是专门针对3D打印设备和工艺而研发的，与普通的塑料、石膏、树脂等有所区别，其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。通常，根据打印设备的类型及操作条件的不同，所使用的粉末状3D打印材料的粒径为1～100μm不等，而为了使粉末保持良好的流动性，一般要求粉末要具有高球形度。

1.工程塑料


零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料，常见的有acrylonitrile butadiene styrene（ABS）类材料、polycarbonate（PC）类材料、尼龙类材料等。ABS材料是fused deposition modeling（FDM，熔融沉积造型）快速成型工艺常用的热塑性工程塑料，具有强度高、韧性好、耐冲击等优点，正常变形温度超过90℃，可进行机械加工（钻孔、攻螺纹）、喷漆及电镀。

ABS材料的颜色种类很多，如象牙白、白色、黑色、深灰、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。

PC材料是真正的热塑性材料，具备工程塑料的所有特性：高强度、耐高温、抗冲击、抗弯曲，可以作为最终零部件使用。使用PC材料制作的样件，可以直接装配使用，应用于交通工具及家电行业。PC材料的颜色比较单一，只有白色，但其强度比ABS材料高出60%左右，具备超强的工程材料属性，广泛应用于电子消费品、家电、汽车制造、航空航天、医疗器械等领域。

3D打印材料类型可以从不同方面进行分类。根据化学性能可分为聚合物材料、金属材料、陶瓷材料、复合材料，根据物理状态可分为丝状材料、粉末材料、液体材料、薄片材料。在打印技术方面可以分为熔融沉积成形(FDM)、激光选区烧结(SLS)、激光选区熔化(SLM)、激光近净成形(LENS)、电子束选区熔化(EBM)、多喷射熔融(MJF)、电弧增材制造(WAAM)等多种工艺。

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