常用的3D打印工艺和材料有哪些?

当前,3D打印技术在全世界范围内得到广泛关注与重视,3D打印技术已被列入我国未来智能制造的关键技术。3D打印领域设备、工艺、材料、技术都非常重要,不一样的3D打印工艺要选用不一样的材料,我们总结了六种典型的3D打印工艺各自所选用的3D打印材料。

3D打印工艺

当前,国内外3D打印领域中已有近20种不一样的工艺系统,这其中运用最典型、最成熟的有六种工艺,这六种3D打印工艺虽说原理一致,但所用打印材料各有不同。

  1. 立体光刻(StereoLithigraphyApparatus,SLA)工艺的材料为感光性的液态树脂,即光敏树脂。
  2. 叠层实体制造(LaminatedObjectManufacturing,LOM)工艺的材料为纸张、塑料膜等薄材。
  3. 熔融沉积成型(FusedDepositionModeling,FDM)工艺的材料主要为方便熔融的低熔点丝状材料,包括蜡丝、聚烯烃树脂丝、聚酰胺丝、ABS塑料丝等高分子材料。
  4. 选择性激光烧结(SelectiveLaserSin-tering,SLS)的材料是各种粉末,包括尼龙粉、覆裹尼龙的玻璃粉、聚碳酸脂粉、聚酰胺粉、蜡粉、金属粉、覆蜡陶瓷粉、覆蜡金属粉和覆裹热凝树脂细沙等。
  5. 选择性激光熔化(Selec-tiveLaserMelting,SLM)工艺选用与SLS相同的粉末材料,不但拥有SLS优点,并且成型件致密度更高,力学性能更佳。
  6. 三维打印与胶粘(ThreeDimensionalPrintingandGluing,3DP)工艺的材料相同为粉末材料,但这些粉末是经过喷头喷涂黏结剂被黏结为一体,并且将零件的截面“印刷”在材料粉末上边,有点像纸张彩色打印,可经过设置三原色黏结剂及喷头系统,进行彩色立体打印。

3D打印材料

3D打印材料通常情况下是和具体的工艺相连接的,不一样的材料有不一样的工艺限制,比如规格尺寸精确度、最小细节,壁厚等。反之如果了解目标制成品必需要实现的规格尺寸精确度、最小细节和壁厚,也能确定可选择的3D打印材料。

工程塑料

工程塑料指被用作工业生产零件或外壳材料的工业级塑料,是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优秀的塑料。工程塑料是现阶段应用最普遍的一种3D打印材料,常用的有ABS、PC类材料、PLA、尼龙类材料等。

橡胶类材料

橡胶类材料具有各种级别弹性材料的特性,这类材料所具有的硬度、断裂伸长率、抗撕裂强度和拉伸强度,使其特别适合于需要防滑或绵软表面层的应用领域。3D打印的橡胶类产品主要有消费类电子产品、医疗设备和汽车内饰、轮胎、垫片等。

金属材料

3D打印所采用的金属粉末一般 状况下需要纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。现阶段,应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等,除此之外也有用以打印首饰用的金、银等贵金属粉末材料。

光敏树脂

光敏树脂即ultravioletrays(UV)树脂,由聚合物单体与预聚体构成,这当中加有光(紫外光)引发剂(或称为光敏剂)。在一定波长的紫外光(2500~300nm)直接照射下能立即产生聚合反应完成固化。光敏树脂一般 状况下为液体,可用以制做超强度、耐高温、防水材料。

陶瓷材料

陶瓷材料有着超强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异性能,在航空航天、汽车、生物等行业拥有 普遍的应用。但因为陶瓷材料硬而脆的特性使其生产加工成型尤为艰难,尤其是复杂陶瓷件需经过模具来成型。模具加工成本相对高、开发周期长,无法达到产品更新换代的需求。

其他3D打印材料

除此之外,现阶段采用的也有彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料和砂糖等材料。

总结

3D打印工艺和3D打印材料为此行业的发展趋势打下了至关重要的基础,3D打印技术有着很高的生产加工柔性和很快的市场响应速度,在工业生产造型、包装、生产制造、建筑、艺术、医学、航空、航天和影视等域获得较好的应用。