都说3D打印技术很奇妙 3D打印材料知多少

2016-04-21 16:30:51中国包装印刷产业网阅读量：7588      我要评论

　　导读：遍览科技新闻，3D打印技术可谓2016年的热词。在感叹3D科技对生物科技、医学及食品包装等带来新突破的同时，回到3D技术自身，是什么材料构成了这无比高超的高科技呢？

　　毋庸置疑，在促进3D技术的迅猛发展上，3D打印材料是功不可没的。只有当材料这种物质介质达到一定的程度时，高科技才能得以应用于更广泛的领域。目前，3D打印材料主要有工程塑料、生物塑料和金属材料等种类。此外，人造骨粉、砂糖等食品材料也开始应用于3D打印领域。

　　一、工程塑料

　　工程塑料指的是用来做工业零件或外壳材料的工业*塑料，具有耐热性、耐冲击、强度高、硬度高及抗老化性等优点。正常的变形温度可高达90℃。工程塑料可用来喷漆、电镀及机械加工。凭借这这些特性，工程塑料可以说是应用为广泛的一类3D打印材料。常见的有丙烯腈-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。该材料冲击强度大、热熔性好，能极好地满足熔融沉积成型的3D打印工艺。应用范围几乎可以涵盖所有工程用品、日用品和部分机械用品。除此之外，色彩多样化是其一大优点；凭此优点，家电、电子产品和汽车领域应用广泛。

　　2、聚碳酸酯（PC）材料。该材料热塑性高，抗冲击、耐高温、强度高、抗弯曲。因此，可用于防弹玻璃、智能手机及宇航员头盔面罩等异性构件之中。综合来说，PC材料广泛应用的三大领域分别是汽车工业、玻璃装配业和电子电器业。

　　3、聚酰胺（PA）材料。该材料在强度高的基础上，还具有一定的柔韧性；因此可直接应用于3D打印制造设备的零件中。比如，世界的PA工程塑料巨头索尔维公司，将基于PA工程塑料的3D打印样件用于门把手套件、刹车踏板等。

　　二、生物材料

　　生物材料优点明显，具备优良的可生物降解性。其应用于3D打印工艺也颇为广泛，主要有聚乳酸（PLA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）、聚-羟基丁酸酯（PHB）、聚-羟基戊酸酯（PHBV）、聚丁二酸-丁二醇酯（PBS）、聚己内酯（PCL）等。

　　1、聚乳酸（PLA）材料。作为一种环保材料，该材料可利用生物降解方式降解为活性堆肥。除此之外，其大的优点是具备半透明色的光泽感。新加坡南洋理工大学的教授Tan.K.H将其应用于工程支架研究中，发现其具有生长能力。

　　2、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）材料。该材料透明度高，具有抗化学药剂性和抗应力白化能力等。当被应用于3D打印时，收缩性极小，且疏水性良好，无需贮存在密闭的空间中。整个打印过程，几乎无气味也是其一大优点。

　　3、聚己内酯（PCL）材料。该材料无毒、可降解，且具备生物相容性；因此被广泛应用于医学领域。在3D打印过程中，由于其熔点较低，因此打印温度不高；又由于该材料具有形状记忆性，因此可利用该材料打印心脏支架。

　　三、金属材料

　　金属材料特性明显：力学强度高，具备导电性。因此在3D打印工艺中有着自己独特的地位。金属材料通常包括黑色金属和有色金属两种。

　　1、黑色金属。应用于3D打印工艺的黑色金属主要有不锈钢和高温合金两种。其中，不锈钢耐蒸汽、水等弱腐蚀介质，更耐化学腐蚀介质。同时，不锈钢材料成本较低；通常被用于功能构件、雕刻品的3D打印。高温合金具有极高的耐高温强度，优良的抗氧化和抗热腐蚀功能。因此该材料更多地被应用于航天工业领域。

　　2、有色金属。有色金属为3D打印工艺提供了丰富的选择。该材料主要包括钛、镁铝合金和镓三种。其中，钛金属的银灰光泽为3D打印增色不少，其强度极高，尺寸；通常被应用于生产航空、汽车等工业的零部件制造之中。而镁铝合金质量轻、强度高，在制造业的轻量化需求日益增长的情况下，无疑是一种十分的备选材料。镓作为一种液态金属合金的3D打印材料，具有金属导电性，无毒性，不会挥发。镓通常被应用于伸缩性的电子产品中，目前被应用的领域有软储存设备和软光学部件等领域。

　　综合我国3D打印材料的发展现状，国产3D打印耗材较为短缺。总的来说，原因如下：价格较低的耗材利润率低，厂家不愿意投产；价格高的材料由于技术限制，成产不出来。要想破解如此局面，国家提供相应的政策支持是必由之路。

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