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最全的3D打印材料介绍,3D打印耗材大全(一)

        3D打印是革命性的制造工艺,在很多领域带来了革命性的突破;与此同时,由于先天性的特性,又无时无刻不受到打印材料的限制。3D打印发展的核心,就在于3D打印材料的发展突破。一定程度上,3D打印决定了3D打印工艺的发展水平,本文将详细介绍目前主流的3D打印材料。

        目前,3D打印材料主要包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料等,详见下表。


 
        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。下面我们将从聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料分别进行分析。


第一部分:聚合物材料

3D打印无人机用聚合物材料

 1、工程塑料
工程塑料,指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,具有强度高、耐冲击性、耐热性、硬度高以及抗老化性等优点,正常变形温度可以超过90℃,可进行机械加工、喷漆以及电镀。工程塑料是当前应用最广泛的一类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)ABS材料
ABS材料具有良好的热熔性和冲击强度,是熔融沉积成型3D打印工艺的首选工程塑料,目前主要是将ABS预制成丝、粉末化后使用,应用范围几乎涵盖所有日用品、工程用品和部分机械用品。ABS材料的颜色种类很多,如象牙白、白色、黑色、深灰色、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。
 
ABS材料-FDM用
 
        近年来,ABS不但在应用领域逐步扩大范围,性能也在不断提升,借助ABS强大的粘结性、强度,通过对ABS的改性,使其作为3D打印材料在适用范围上进一步扩大。2014年,国际空间站用ABS塑料3D打印机为其打印零部件,世界上最大的3D打印机材料公司Stratasys公司研发的最新ABS材料ABS-M30,专为3D打印制造设计,机械性能比传统的ABS材料提高了67%,从而扩大了ABS的应用范围。

(2)PC材料
        PC(聚碳酸酯)材料算得上是一种真正的热塑性材料,具有高强度、耐高温、抗冲击、抗弯曲等特点,强度比ABS材料还要高60%,可以作为最终零部件使用甚至超强工程制品的应用。德国拜耳公司开发的PC2605可用于防弹玻璃、树脂镜片、车头灯罩、宇航员头盔面罩、智能手机的机身、机械齿轮等异型构件的3D打印制造。
 
高透明PC材料阳光板
 
        PC工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业,其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃,PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗,用于飞机舱罩,照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。

(3)PA材料
 
PA粉末及其复合材料
 
        PA材料虽然强度高,但也具备一定的柔韧性,因此,可以直接利用3D打印制造设备零件。利用3D打印制造的PA碳纤维复合塑料树脂零件,具有很高的韧度,可用于机械工具代替金属工具。全球著名PA工程塑料的专家索尔维公司,基于PA的工程塑料进行3D打印样件,用于发动机周边零件、门把手套件、刹车踏板等。用PA材料代替传统的金属材料,最终解决了汽车轻量化问题。

        PA材料广泛应用于制造燃料滤网、燃料过滤器、罐、捕集器、储油槽、发动机汽缸盖罩、散热器水缸、平衡旋转轴齿轮。也可用在汽车的电器配件、接线柱以及用于制作一次性打火机体、碱性干电池衬垫,摩托车驾驶员的头盔,办公机器外壳等。另外,它还可用作驱动、控制部件等。

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