一、3D打印概述

3D打印，又稱增材制造，是一種快速成型技術(shù)， 它的核心原理是“分層制造，逐層疊加”。3D打印是近十年才頻繁出現(xiàn)在國人視野中的技術(shù)，事實(shí)上，早在30多年前，工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備已經(jīng)推向市場了。

1983年，3D Systems創(chuàng)始人Chuck Hull先生制造了有史以來3D 打印部件，成功發(fā)明立體光固化成型技術(shù)。1986年，3D Systems 由 Chuck Hull 共同創(chuàng)建，成為世界3D 打印公司。1987年，3D Systems 將3D 打印機(jī) SLA-1 立體光固化成型 (SLA) 打印機(jī)成功推向市場。3D Systems至今已譜寫 30 余年的開拓歷程，成為一家全球化的 3D 解決方案提供商。

3D打印特別適合小批量、定制化、具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件的生產(chǎn)。

現(xiàn)階段，3D打印在設(shè)備和材料兩個(gè)核心環(huán)節(jié)都有進(jìn)一步的突破。對于用戶來說，要實(shí)現(xiàn)和發(fā)揮增材制造的好處，必須了解多種多樣可利用的材料以及每種材料如何發(fā)揮各自的具體特性來提升原型或生產(chǎn)用部件的品質(zhì)。下文中，我們會(huì)詳細(xì)介紹3D打印塑料材料的發(fā)展。

 
二、3D打印材料前沿資訊

到目前為止，3D打印材料中發(fā)展為成熟的材料是塑料材料。塑料3D打印材料種類多樣，用途廣泛。使用塑料材料進(jìn)行3D打印，可實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)娜嵝?、耐用性、剛度、韌性、穩(wěn)定性、透明度、外觀和質(zhì)感、生物兼容性、耐熱性、防潮性等。

下文中，我們以特性分類，分別給大家介紹通用型、堅(jiān)固耐用型、透明型和可鑄造材料4大類材料。

1、通用

這些材料非常適合：小批量生產(chǎn)；用于建模的母模；消費(fèi)性電子組件。

（1）類聚丙烯：柔性塑料

特性耐用、高柔性的形狀穩(wěn)定性。
適用于：原型制造；功能測試；小批量生產(chǎn)；RTV/硅膠模具的母模；卡扣裝配件。

上圖（右）為Figure 4? FLEX-BLK 10，是一種耐用的黑色柔性材料，與 Figure 4 技術(shù)搭配使用。

與其它多款3D打印材料一樣，F(xiàn)igure 4? FLEX-BLK 10同樣具有的斷裂伸長率和耐沖擊強(qiáng)度，可用于原型，功能測試和小批量生產(chǎn)應(yīng)用。觀看視頻，了解Figure 4 FLEX-BLK 10材料在沖擊強(qiáng)度測試中的表現(xiàn)：

（2）原型制造彈性體：設(shè)計(jì)和原型制造用彈性體

特性：類橡膠；優(yōu)異的壓縮特性；高伸長率。
適用于：設(shè)計(jì)驗(yàn)證和測試，如包覆成型模型、擋風(fēng)雨條、密封件、橡膠密封圈、墊片；適用于工業(yè)和消費(fèi)品應(yīng)用的類橡膠和彈性產(chǎn)品。

（3）超高韌性塑料：帶來耐用模制塑料的外觀和觸感

特性耐用沖擊性；耐熱性；防潮性。
適用于：快速原型制造；功能裝配件；卡扣組件；消費(fèi)性電子組件；鉆孔/攻絲應(yīng)用；用于真空鑄造的母模。

（4）剛性塑料：帶來注塑模具塑料的外觀和觸感

特性：剛性；耐用；光滑表面。
適用于：快速原型制造；快速模具制造；某些醫(yī)療應(yīng)用。

2、堅(jiān)固耐用堅(jiān)固的尼龍、復(fù)合材料、類 ABS 材料和類聚丙烯材料部件
這些材料非常適合：單體式組件；液體處理部件；外殼和外罩。

（1）尼龍

尼龍 11沖擊性和耐疲勞性
特性：堅(jiān)固耐用；高伸長率；高沖擊強(qiáng)度。
適用于：卡扣連接；活動(dòng)鉸鏈；接頭；管道；夾具、固定裝置和模具。
*足夠堅(jiān)硬，可替代注塑成型 ABS 和聚丙烯。提供黑色和自然色選擇。

鋁填充尼龍 12：出眾的表面光潔度和一致的機(jī)械屬性

特性：金屬表面光潔度；高剛度。
適用于：汽車、航天、消費(fèi)品領(lǐng)域的功能性原型制造和小批量生產(chǎn)部件；外殼和外罩；卡扣連接和復(fù)雜裝配件；接頭。

阻燃 Nylon 12：非常適用于航天應(yīng)用中的直接生產(chǎn)
特性：非鹵化；阻燃的表面光潔度；FAR 25.853 兼容；符合 AITM 的煙霧密度和毒性指南要求；堅(jiān)固耐用。
適用于：飛機(jī)內(nèi)飾部件；消費(fèi)品和電子元件；需要阻燃性的部件。

填充 Nylon 12 復(fù)合材料：高剛度工程塑料
特性：耐熱性；耐燃油和耐油性的硬度和剛度。
適用于：小到中等批量的生產(chǎn)用部件；飛機(jī)和體育用品部件。

耐高溫 Nylon 12：堅(jiān)硬的纖維增強(qiáng)工程塑料
特性：剛性；不導(dǎo)電；射頻透明；耐熱性強(qiáng)。
適用于終用途部件的小批量到中批量直接制造；需要加強(qiáng)剛度的外罩和外殼；飛機(jī)和零部件；體育用品。

（2）復(fù)合材料

陶瓷強(qiáng)化復(fù)合材料：耐高溫的堅(jiān)固部件
特性：耐熱性；防潮性；耐磨性；類陶瓷。
適用于：陶瓷類部件；夾具、固定裝置和模具；風(fēng)洞模型；母模；水和液體處理組件。
*適用于類復(fù)合材料原型和裝配件。

高性neng復(fù)合材料：穩(wěn)定、高剛度部件

特性：耐熱性；出眾的硬度/剛度；耐磨性。
適用于：風(fēng)洞模型；發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)的汽車零部件；電氣連接器、適配器裝置、底座和插座；夾具、固定裝置和工具。

（3）類ABS：堅(jiān)固、準(zhǔn)確的功能性部件

特性：剛性；堅(jiān)硬。
適用于：設(shè)計(jì)驗(yàn)證；功能原型開發(fā)；耐用組件和卡扣；短期生產(chǎn)；RTV 模具的母模。
*模擬和替代數(shù)控加工和注塑成型的 ABS 制品。

（4）類聚丙烯：剛性，可在一定程度上彎曲

特性：堅(jiān)硬；彈性；耐磨性。
適用于：原型制造；快速模具制造；卡扣裝配件；活動(dòng)鉸鏈；用于真空鑄造的母模。

3、透明：堅(jiān)硬、耐熱的高度透明部件

這些材料非常適合：類聚碳酸酯組件；照明組件；某些醫(yī)療模型和設(shè)備。

（1）透明多用途樹脂：具有模制聚碳酸酯的美觀外觀的穩(wěn)定精密部件

特性：清晰、透明；剛性、堅(jiān)固。
適用于：堅(jiān)固的功能原型；透明裝配件；熔模鑄造模型；透明的展示和可視化模型，比如照明組件（透鏡等）、頭燈、瓶子。
*具有聚碳酸酯美觀外觀的通用型材料；適用于熔模鑄造應(yīng)用。

（2）透明耐熱樹脂：耐高溫、防潮部件

特性：耐熱性；清晰、透明。
適用于：發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)部組件測試；熱流體流動(dòng)；透明裝配件。
*材料透明度能夠?qū)崿F(xiàn)裝配件中內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可視化。

4、可鑄造材料

（1）鑄造蠟：100% 蠟質(zhì)，適用于可重復(fù)性鑄模，無縫適應(yīng)現(xiàn)有鑄造工作流程

特性：高分辨率；高對比度顏色；100% 蠟。
適用于：金屬鑄件。

（2）透明可鑄型樹脂：穩(wěn)定的中等到超大型輕質(zhì)QuickCast 鑄模

特性：優(yōu)異的防濕/防潮性；透明；穩(wěn)定。
適用于：用于原型和生產(chǎn)部件的 QuickCast 模型；各種鑄件，包括鈦、鋁、鎂、鋅、石膏和鐵金屬鑄件。

（3）通用型可鑄造塑料：高分辨率，可呈現(xiàn)微小的精細(xì)細(xì)節(jié)特征

特性：高對比度紫色；剛性。
適用于：精美的珠寶首飾；醫(yī)療儀器和器械；定制金屬應(yīng)用。

（4）苯乙烯基鑄造材料：消耗性材料，與標(biāo)準(zhǔn)鑄造工藝兼容

無需模型制造原型和生產(chǎn)用鑄件。燒結(jié)周期短。
適用于：原型鑄造；中小批量生產(chǎn)運(yùn)行；各種鑄件，包括鈦、鋁、鎂、鋅、石膏和鐵金屬鑄件。

3D打印相關(guān)知識(shí)就先介紹到這里了。您可以看出，目前材料、設(shè)備的發(fā)展已經(jīng)到了成熟階段。另外，3D打印避免了開模環(huán)節(jié)、適應(yīng)小批量生產(chǎn)與復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件定制，即使對小工廠也能有大助益！

具有各類機(jī)械性能的生產(chǎn)級(jí)塑性材料也為各行業(yè)的無模制造和批量生產(chǎn)帶來了新的速度，準(zhǔn)確性，強(qiáng)度和耐久性，而之前只能耗費(fèi)更多時(shí)間通過傳統(tǒng)注塑等手段獲得，3D打印技術(shù)匹配豐富的工業(yè)級(jí)材料，在數(shù)小時(shí)內(nèi)即可得到的塑料零件。