目前，3D打印材料約有200余種，通常對于耐熱性(xing)(xing)、靈活性(xing)(xing)、穩(wen)定性(xing)(xing)以(yi)及敏感性(xing)(xing)有著極高的要求，均是(shi)專門針對3D打印設備和工藝而研發。

　　由于完(wan)全改變了傳(chuan)統制造工業(ye)(ye)的(de)(de)方式和(he)原理，作(zuo)為關鍵核心技(ji)術的(de)(de)3D打(da)印儼(yan)然已成為各國制造業(ye)(ye)先進與否的(de)(de)技(ji)術衡量標準。知名3D打(da)印顧問公司Wohlers Associates近(jin)日發布的(de)(de)《Wohlers Report 2018》顯示：2017年(nian)(nian)增材制造行業(ye)(ye)整體增長21%，市(shi)場價值超過12.5億(yi)美元。行業(ye)(ye)數據顯示，截至2020年(nian)(nian)，3D打(da)印市(shi)場的(de)(de)價值將高達210億(yi)美元。

　　3D打印(yin)制造技術(shu)主要由三大(da)要素組成：精準的(de)三維設(she)計;強大(da)的(de)成型設(she)備;滿(man)足制品性能和成型工(gong)藝的(de)材料。

　　目前，3D打印(yin)材料約有200余種，通常對(dui)于耐熱性、靈活性、穩定性以(yi)及(ji)敏(min)感性有著(zhu)極(ji)高的(de)要求(qiu)，均是專門針對(dui)3D打印(yin)設備和(he)工(gong)藝而研發。

　　可見，在3D打(da)印(yin)風(feng)暴席卷全球的今天，作為其(qi)中關鍵部分的3D打(da)印(yin)材料無疑正(zheng)幫助攪動這場(chang)風(feng)暴。作為3D打(da)印(yin)的“墨水”，3D打(da)印(yin)材料開發難度(du)大、成本高，目(mu)前(qian)仍是構建3D打(da)印(yin)生態圈的掣肘(zhou)因素。

　　俗話說“巧婦(fu)難為無米之炊”，3D打(da)印(yin)(yin)材(cai)料(liao)之于3D打(da)印(yin)(yin)的重要(yao)性(xing)不言而(er)喻!今天，就讓我(wo)們好好“爆料(liao)”一下這些3D打(da)印(yin)(yin)材(cai)料(liao)。

　　工程塑料

　　作為當前(qian)應用最廣泛的一類3D打(da)印(yin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)，工程(cheng)塑料(liao)(liao)占商用3D打(da)印(yin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的90%以(yi)上，應用于FDM設備，是強度、耐沖擊性(xing)、耐熱(re)(re)性(xing)、硬(ying)度及(ji)抗(kang)老化性(xing)均優的塑料(liao)(liao)。主(zhu)要(yao)包括熱(re)(re)塑性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)和(he)熱(re)(re)固性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)。目前(qian)常見的工程(cheng)塑料(liao)(liao)主(zhu)要(yao)有(you)以(yi)下幾類：

　　ABS：當前最熱門的(de)(de)FDM 熱塑性塑料(liao)(liao)之一，通常呈(cheng)絲(si)狀;具有良好的(de)(de)熱熔(rong)性與(yu)沖擊強(qiang)度，是通過熔(rong)融沉積3D打(da)印的(de)(de)首選工程塑料(liao)(liao)。優點在(zai)于打(da)印出的(de)(de)部件機(ji)械強(qiang)度好且(qie)穩(wen)定(ding)性高。同時，還可(ke)與(yu)可(ke)溶性支撐材(cai)料(liao)(liao)一起使(shi)用。可(ke)以進(jin)行多種(zhong)顏(yan)(yan)色(se)選擇，甚至可(ke)以自定(ding)義(yi)顏(yan)(yan)色(se)，比如(ru)Stratasys 公司的(de)(de)ABS plus材(cai)料(liao)(liao)在(zai)FDM技術的(de)(de)輔(fu)助下就(jiu)能提供象牙(ya)色(se)、白色(se)、黑(hei)色(se)等九種(zhong)顏(yan)(yan)色(se)的(de)(de)選擇。

　　PC：白色工(gong)程塑料，可與(yu)FDM技術相結合制(zhi)(zhi)造出耐用(yong)(yong)(yong)的(de)模型、工(gong)具或最終產品零件。與(yu)ABS塑料相比，PC材料具有更好(hao)的(de)強度(du)、耐高溫性、抗沖擊性等優(you)點，因此(ci)可以(yi)作為(wei)最終零部件使用(yong)(yong)(yong)于超強工(gong)程制(zhi)(zhi)品的(de)應用(yong)(yong)(yong)。使用(yong)(yong)(yong)PC材料制(zhi)(zhi)作的(de)樣(yang)件可直接裝配(pei)使用(yong)(yong)(yong)，廣泛應用(yong)(yong)(yong)于汽車制(zhi)(zhi)造、航(hang)空航(hang)天、醫療器械(xie)等領域。

　　PA：機(ji)械強度(du)(du)高，且具有一定柔(rou)韌(ren)性(xing)，耐熱，耐摩擦。Stratasys 公司的(de)(de)(de)FDM Nylon 12具有出色的(de)(de)(de)強度(du)(du)特性(xing)和(he)抗(kang)疲勞性(xing)，并可抗(kang)中(zhong)度(du)(du)腐蝕性(xing)化學(xue)品，適于重復閉(bi)合、卡扣式和(he)抗(kang)振動部件，而Stratasys的(de)(de)(de)FDM Nylon 6同時(shi)具有優于其他熱塑性(xing)塑料的(de)(de)(de)強度(du)(du)和(he)韌(ren)性(xing)，可經受嚴格的(de)(de)(de)功能(neng)測(ce)試，是汽車、航空航天、消費品和(he)工(gong)業(ye)制(zhi)造行業(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)產品制(zhi)造商(shang)和(he)開發工(gong)程師的(de)(de)(de)理想選擇。

　　光敏樹脂

　　因具有較快的(de)固化速度(du)，光敏樹脂表干性能優異，成型后(hou)產品外(wai)觀平滑，可呈(cheng)現透(tou)明(ming)至半透(tou)明(ming)磨(mo)砂狀。因具有良好的(de)液(ye)體(ti)流動性和瞬(shun)間光固化特性，使(shi)得液(ye)態(tai)光敏樹脂成為3D打(da)印(yin)耗材(cai)用(yong)于高(gao)精度(du)制(zhi)品打(da)印(yin)的(de)首(shou)選(xuan)材(cai)料。目前主要有以下三類：

　　齊聚物：含有不飽和鍵(jian)的低分(fen)子聚合物，種類多，以各(ge)類丙(bing)烯酸樹(shu)脂最為常見。齊聚物是光(guang)固(gu)化材料中最為基礎的材料，決定了光(guang)敏樹(shu)脂的黏度、硬度、斷裂延伸率等基本物理(li)化學性(xing)能。

　　反應(ying)(ying)性(xing)(xing)稀釋劑(ji)：是含有雙鍵的(de)小分子溶劑(ji)。反應(ying)(ying)性(xing)(xing)稀釋劑(ji)調節體系的(de)黏度(du)，降低(di)齊聚(ju)物(wu)(wu)的(de)黏度(du)，避免噴頭(tou)因黏度(du)過高而堵塞。反應(ying)(ying)性(xing)(xing)稀釋劑(ji)還(huan)參與到光固(gu)化(hua)反應(ying)(ying)之中，影響到聚(ju)合反應(ying)(ying)的(de)動力學、聚(ju)合程度(du)以及(ji)固(gu)化(hua)物(wu)(wu)的(de)物(wu)(wu)理(li)性(xing)(xing)質等。

　　光(guang)(guang)引(yin)(yin)(yin)發(fa)劑：最為關鍵的組分(fen)，決定了光(guang)(guang)固(gu)化材料的質量與(yu)光(guang)(guang)固(gu)化反應的速度。可根據引(yin)(yin)(yin)發(fa)輻射的能量不同而分(fen)為紫外(wai)線引(yin)(yin)(yin)發(fa)劑和可見光(guang)(guang)引(yin)(yin)(yin)發(fa)劑。由于紫外(wai)光(guang)(guang)引(yin)(yin)(yin)發(fa)劑具(ju)有存(cun)儲穩(wen)定的優點，現在3D 打印(yin)市場上所(suo)用的光(guang)(guang)引(yin)(yin)(yin)發(fa)劑都是(shi)紫外(wai)光(guang)(guang)引(yin)(yin)(yin)發(fa)劑。

　　金屬材料

　　3D打印(yin)金(jin)屬(shu)材料以(yi)金(jin)屬(shu)粉末、金(jin)屬(shu)箔以(yi)及金(jin)屬(shu)絲的形(xing)式存(cun)在。金(jin)屬(shu)材料現階段市場份額(e)較小，但擴張速度最(zui)快。

　　金(jin)(jin)屬(shu)材料(liao)可以用(yong)于選擇性(xing)(xing)激光燒(shao)結(SLS)、直接(jie)金(jin)(jin)屬(shu)激光燒(shao)結(DMLS)、電(dian)子(zi)束熔煉(lian)(EMB)等工業級(ji)別的(de)(de)3D打印機。若(ruo)把金(jin)(jin)屬(shu)材料(liao)加(jia)入到某些工程塑料(liao)材料(liao)(如ABS)中(zhong)去(qu)，則可制成適用(yong)于FDM 機型的(de)(de)具有一定金(jin)(jin)屬(shu)屬(shu)性(xing)(xing)的(de)(de)線材。

　　在3D打(da)印金(jin)屬(shu)材料的(de)過程(cheng)中，需要(yao)考慮金(jin)屬(shu)的(de)固液相變、表(biao)面(mian)擴(kuo)散和(he)(he)熱傳導等因素，而金(jin)屬(shu)粉末(mo)的(de)形態直(zhi)接影響3D打(da)印產品(pin)的(de)質量(liang)。如今常見的(de)金(jin)屬(shu)材料包括鈦(tai)合(he)金(jin)、不銹鋼、鈷鉻合(he)金(jin)和(he)(he)鋁(lv)合(he)金(jin)等材料。金(jin)、銀等貴(gui)金(jin)屬(shu)粉末(mo)材料偶爾(er)也會被用于打(da)印首飾或藝術品(pin)等。

　　陶瓷材料

　　硅酸鋁陶瓷(ci)粉(fen)末(mo)可(ke)用于3D打印陶瓷(ci)產品，一般(ban)呈粉(fen)末(mo)狀，通常(chang)用于選擇性激光(guang)燒結(jie)(SLS)打印機(ji)。3D打印用的(de)(de)陶瓷(ci)粉(fen)末(mo)是陶瓷(ci)粉(fen)末(mo)和某(mou)一種粘結(jie)劑粉(fen)末(mo)所組成的(de)(de)混(hun)合物。

　　陶(tao)瓷(ci)粉(fen)末和(he)粘(zhan)結(jie)(jie)(jie)劑(ji)粉(fen)末的配比，會直接影響(xiang)(xiang)到(dao)陶(tao)瓷(ci)零部件(jian)的性(xing)能。粘(zhan)結(jie)(jie)(jie)劑(ji)份量(liang)越多(duo)，燒(shao)結(jie)(jie)(jie)比較容(rong)易，但在(zai)后處理過程中零件(jian)收縮比較大，會影響(xiang)(xiang)零件(jian)的尺寸精度。粘(zhan)結(jie)(jie)(jie)劑(ji)份量(liang)少(shao)，則不易燒(shao)結(jie)(jie)(jie)成形(xing)。

　　陶瓷(ci)材料具有高(gao)(gao)強(qiang)度、耐高(gao)(gao)溫和(he)耐腐(fu)蝕等優點，具有應用于(yu)航空(kong)航天和(he)汽車等領域的(de)潛能。同時，陶瓷(ci)材料可以選擇的(de)顏色很多，可打(da)印出形態逼真、色彩豐富(fu)的(de)產(chan)品(pin)，是工藝(yi)品(pin)、建筑和(he)衛(wei)浴產(chan)品(pin)的(de)理想選擇。

　　生(sheng)物用高分子(zi)材料

　　生物(wu)3D打(da)(da)印(yin)材(cai)料(liao)(liao)主要(yao)包括支架(jia)材(cai)料(liao)(liao)與(yu)直接細(xi)(xi)胞打(da)(da)印(yin)材(cai)料(liao)(liao)。支架(jia)類3D打(da)(da)印(yin)材(cai)料(liao)(liao)需滿(man)足：良(liang)好(hao)的(de)生物(wu)相(xiang)容(rong)性，對細(xi)(xi)胞及機體(ti)(ti)無毒害;良(liang)好(hao)的(de)生物(wu)降解特(te)性，可完全被機體(ti)(ti)降解吸收或排出體(ti)(ti)外;良(liang)好(hao)的(de)機械特(te)性，具備(bei)一定(ding)的(de)力學(xue)強度(du)及可塑性，結(jie)構可長(chang)時間保(bao)持穩定(ding)，具有較高的(de)孔隙率;良(liang)好(hao)的(de)表面(mian)相(xiang)容(rong)性，利于細(xi)(xi)胞在(zai)材(cai)料(liao)(liao)表面(mian)黏(nian)附與(yu)生長(chang)。主要(yao)分為(wei)以下幾類：

　　PLA：3D打印起(qi)初使(shi)用得最(zui)好的原材料，具有多種半透明色和光(guang)澤(ze)質感。它源于可再生資源—玉(yu)米淀粉和甘蔗，無毒(du)無味，是能夠降解(jie)的環(huan)保型塑(su)料。

　　PETG：具有(you)出(chu)眾的(de)(de)熱成型性(xing)(xing)、堅韌性(xing)(xing)與耐候性(xing)(xing)，熱成型周期短、溫(wen)度低、成品率高，兼具PLA和ABS的(de)(de)優(you)點。

　　PCL：是一種生物可降解聚酯，熔點較低，常常用作特殊用途如(ru)藥物傳輸(shu)設備、縫合劑等，同時(shi)還具有(you)形狀記憶性。在醫(yi)學領(ling)域，可用來(lai)打印(yin)心臟支架等。

　　其他3D打印材料

　　碳纖維(wei)材(cai)(cai)料(liao)(liao)是(shi)一(yi)種新(xin)興的(de)3D打印材(cai)(cai)料(liao)(liao)，強度是(shi)鋼的(de)五倍(bei)而重量卻只(zhi)有其1/3，且還具有耐高溫及耐腐蝕等優(you)點。

　　導電(dian)(dian)打印材(cai)料是熱塑性材(cai)料的一種(zhong)，可用(yong)于制造具有電(dian)(dian)子或是機械功能的3D打印產品，如電(dian)(dian)路板、手電(dian)(dian)筒以(yi)及(ji)可穿戴的照明設備等。

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