3D打印技術(shù)的真正優(yōu)勢是可以很好地模仿塑料與金屬材料的機(jī)械或熱能屬性，但也是當(dāng)前制約3D打印發(fā)展的一大技術(shù)瓶頸。

3D打印憑借其獨(dú)特的制造技術(shù)，讓我們得以生產(chǎn)前所未有的各類物品，并為企業(yè)減少主要成本、縮短工時(shí)以及去除復(fù)雜工藝障礙。

即是核心也是技術(shù)瓶頸

增材制造工藝重點(diǎn)在其材料上，是其不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定了最終成品的屬性。近幾年，3D打印技術(shù)得到快速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也更為廣泛，但在材料供給上并不樂觀，成為制約3D打印進(jìn)一步發(fā)展的技術(shù)瓶頸。目前，國內(nèi)在3D打印原材料方面，缺少相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，加之生產(chǎn)3D打印材料的企業(yè)很少，特別是金屬材料方面，仍依賴進(jìn)口，導(dǎo)致價(jià)格居高不下，導(dǎo)致3D打印產(chǎn)品成本較高，影響其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。因此，建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫，同時(shí)加大對3D打印材料研發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化給予資金支持。

是瓶頸更是優(yōu)勢

就目前制造機(jī)械而言，要將不同材料混合制成一件產(chǎn)品是非常困難的事，原因在于傳統(tǒng)機(jī)械在切割或模具成型過程中，不能輕易地將多種原材料結(jié)合在一起，而這也正是3D打印的優(yōu)勢所在--材料無限組合。

3D打印機(jī)制造的混合材料具備驚人的多重屬性，同時(shí)能使制造出的部件擁有物體不同部分所需的不同材料屬性，而這是其它制造行業(yè)無法比擬的。?此外，匹配傳統(tǒng)制成部件的屬性是沒有太大發(fā)展空間的。所以，將3D打印技術(shù)單純的看作是替代傳統(tǒng)生產(chǎn)過程，將令3D打印技術(shù)的價(jià)值大打折扣，該技術(shù)可為傳統(tǒng)問題帶來一種更為獨(dú)特的解決方案。

?？巳卮髮W(xué)研發(fā)出一種特殊性能的鋁復(fù)合材料，可在選擇性激光熔化過程中形成；ObjetConnex系統(tǒng)打印的107種材料中，有90種是在制造過程中混合而成；Optomec公司的激光工程末冶金零件近凈成形及氣溶膠噴射技術(shù)，均在沉積過程中進(jìn)行多種材料合成。?不得不承認(rèn)，有些事情恐怕只有3D打印機(jī)才能做到，下面筆者將為大家全面盤點(diǎn)那些神奇的3D打印材料。

ABS塑料類

ABS是FDM打印技術(shù)最為常見的打印材料，顏色可選性多，可以打印制作各類極具創(chuàng)意的家居飾品，亦或是諸如樂高等趣味玩具，是消費(fèi)級3D打印機(jī)用戶最中意的打印耗材之一。通常情況下，ABS材料呈細(xì)絲盤裝，3D打印機(jī)噴嘴將其加熱熔解，加熱溫度一般高于ABS材料熔點(diǎn)1℃至2℃，經(jīng)噴嘴噴出后迅速凝固。但礙于ABS材料的熔點(diǎn)不同，且打印機(jī)噴嘴無法調(diào)節(jié)溫度，故不能通配，所以最好選擇在原廠購買打印材料。

PLA塑料熔絲

PLA塑料熔絲是另一種消費(fèi)級3D打印機(jī)常用到的打印材料，由于PLA可以降解，所以更綠色環(huán)保。與ABS不同之處在于，一般情況下，PLA不需要加熱床更容易使用，并且更適合相對低端的3D打印機(jī)。同樣，PLA也有多種顏色可供選擇，另外還能提供半透明的紅、蘭、綠以及全透明的材料。不過PLA的通用性，也有待提高。

可變色的PLA熔絲

PLA與ABS熔絲是最為常見的3D打印線材，除了在顏色類別上大做文章外，MakerGeeks公司發(fā)布了一款可隨溫度變換顏色的PLA3D打印長絲，他們稱其為“ThermochromeGreyEcoPLA™”。該長絲直徑為1.75毫米，當(dāng)溫度低于29°C時(shí)長絲呈黑色，當(dāng)溫度高于29°C時(shí)則會(huì)變的完全透明，重點(diǎn)是打印出來的東西也具備這種屬性。

海藻SWF長絲

一家名為LeFabshop的初創(chuàng)公司，歷時(shí)一年的時(shí)間開發(fā)出了世界上首個(gè)用海藻提煉制成的“綠色”3D打印打印長絲SWF。海藻是一種常見卻又非常寶貴的原料，它不需要淡水、不需要農(nóng)藥或化肥，你只需要開發(fā)出一種模式使其兼容3D打印。

金屬材料

我們知道，不銹鋼不僅堅(jiān)硬牢固更具有不會(huì)生銹的特性。不銹鋼粉末可通過SLS打印技術(shù)進(jìn)行3D燒結(jié)凝固塑形，并為用戶提供銀色、古銅色以及白色等外觀顏色。選擇不銹鋼材料，用戶可以制作模型、現(xiàn)代藝術(shù)品以及很多兼具功能性與裝飾性的日常生活用品。

當(dāng)然，除了前面所說的不銹鋼材料外，通過SLS技術(shù)將金、銀的粉末燒結(jié)，同樣可以用來打造飾品。而鈦金屬則是高端3D打印機(jī)常使用的打印材料，可用于航天航空領(lǐng)域。美國宇航局近期剛完成對3D打印火箭噴射器的測試工作。

樹脂材料

作為SLA光固化成型的重要原料，樹脂變化種類繁多，透明的、半固體狀的，可用來制作中間設(shè)計(jì)過程模型，且成型精度要高于FDM技術(shù)，可用來制作生物模型或醫(yī)用模型。

3D打印樹脂材料

陶瓷粉末材料

過去，我們想要制作一件完整的陶瓷制品，需經(jīng)過原料制作、成型、燒制、上釉等專業(yè)度較高的制作工序，一般愛好者很難實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在，我們完全可以通過建立模型，再將陶瓷粉末通過SLS技術(shù)進(jìn)行燒結(jié)完成，而上過釉的陶瓷產(chǎn)品完全可以用來盛食物，很多人用陶瓷來打印個(gè)性化的杯子。不過，3D打印并不能完成陶瓷的高溫?zé)?，需在打印完成之后再進(jìn)行高溫?zé)啤?/p>

陶瓷粉末

陶瓷材料因具備高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、低密度、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕等優(yōu)異特性，而廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、生物等領(lǐng)域。陶瓷材料也因硬而脆的特點(diǎn)，使其難以加工成型，尤其是復(fù)雜的陶瓷件需借助模具成形。目前，陶瓷直接快速成形工藝尚不成熟，國內(nèi)外均處于研究階段，未實(shí)現(xiàn)商品化。

尼龍鋁粉材料

尼龍鋁粉，顧名思義就是在尼龍的粉末中摻雜一部分鋁粉，通過SLS技術(shù)進(jìn)行打印，使打印出的成品賦有金屬的光澤。當(dāng)鋁粉含量從0增大到50%時(shí),所制成品的熱變形溫度、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量以及硬度，比單純尼龍燒結(jié)件分別提高了87℃、10.4%、62.1%、122.3%及70.4%。此外，燒結(jié)件的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、沖擊強(qiáng)度，也隨著鋁粉平均粒徑的減小而增大。

尼龍鋁粉

石墨烯

作為目前世間最輕薄、最堅(jiān)硬的新型納米材料，石墨烯而榮登材料界的新寵?，F(xiàn)在，人們將其與3D打印技術(shù)結(jié)合，為3D打印材料再填新丁。就在數(shù)月前，Grafoid投資125萬美元新建MesoGraf平臺，旨在能夠大規(guī)模生產(chǎn)高純度、高密度的石墨烯。科學(xué)們家認(rèn)為，3D打印石墨烯材料是一種神奇的材料，并將永遠(yuǎn)改變世界。

彩色打印

彩色打印/其他材質(zhì)

實(shí)際上，彩色打印分兩種，一類是兩種或多種顏色的相同或不同的材料，從各自的噴嘴中擠出，最常用的是消費(fèi)級的FDM雙噴嘴的打印機(jī)，通過兩種或多種材料的組合來形成有限的色彩組合；另一外類，則是借鑒噴墨打印機(jī)的原理，通過不同的染色劑的組合，以及將粘黏劑混合注入打印材料粉末中進(jìn)行凝固。打印材料通常選擇為樹脂、聚丙乙烯或ABS，而“全彩”打印技術(shù)最成熟的仍屬3Dsystem公司，以色列的Objet公司排名第二（已與美國Stratasys公司合拼）。

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