3D打印材料有哪些呢?

　　3D打印制造技術主要由三大要素組成：3D列印精准的三維設計；強大的成型設備；滿足制品性能和成型工藝的材料。

　　目前，3D打印材料約有200余種，通常對於耐熱性、靈活性、穩定性以及敏感性有著極高的要求，均是專門針對3D打印設備和工藝而研發。

　　工程塑料

　　作為當前應用最廣泛的一類3D打印材料，工程塑料占商用3D打印材料的90%以上，應用於FDM設備，是強度、耐衝擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優的塑料。主要包括熱塑性材料和熱固性材料。目前常見的工程塑料主要有以下幾類：

　　ABS：當前最熱門的FDM 熱塑性塑料之一，通常呈絲狀；具有良好的熱RP熔性與衝擊強度，是通過熔融沉積3D打印的首選工程塑料。優點在於打印出的部件機械強度好且穩定性高。同時，還可與可溶性支撐材料一起使用。可以進行多種顏色選擇，甚至可以自定義顏色，比如德爾慧3D打印中心就能提供多種顏色供客戶選擇。

　　PC：白色工程塑料，可與FDM技術相結合制造出耐用的模型、工具或最終產品零件。與ABS塑料相比，PC材料具有更好的強度、耐高溫性、抗衝擊性等優點，因此可以作為最終零部件使用於超強工程制品的應用。使用PC材料制作的樣件可直接裝配使用，廣泛應用於汽車制造、航空航天、醫療器械等領域。

　　PA：機械強度高，且具有一定柔韌性，耐熱，耐摩擦。並可抗中度腐蝕性化學品，適於重復閉合、卡扣式和抗振動部件，德爾慧具有優於其他熱塑性塑料的強度和韌性，可經受嚴格的功能測試，是汽車、航空航天、消費品和工業制造行業中的產品制造商和開發工程師的理想選擇。

　　光敏樹脂

　　因具有較快的固化速度，光敏樹脂表干性能優異，成型後產品外觀平滑，可呈現透明至半透明磨砂狀。因具有良好的液體流動性和瞬間光固化特性，目前液態光敏樹脂是德爾慧3D打印客戶的首選材料。用於高精度制品打印，主要有以下三類：

　　齊聚物：含有不飽和鍵的低分子聚合物，種類多，以各類丙烯酸樹脂最為常見。齊聚物是光固化材料中最為基礎的材料，決定了光敏樹脂的黏度、硬度、斷裂延伸率等基本物理化學性能。

　　反應性稀釋劑：是含有雙鍵的小分子溶劑。反應性稀釋劑調節體系的黏度，降低齊聚物的黏度，避免噴頭因黏度過高而堵塞。反應性稀釋劑還參與到光固化反應之打樣中，影響到聚合反應的動力學、聚合程度以及固化物的物理性質等。

　　光引發劑：最為關鍵的組分，決定了光固化材料的質量與光固化反應的速度。可根據引發輻射的能量不同而分為紫外線引發劑和可見光引發劑。由於紫外光引發劑具有存儲穩定的優點，現在3D 打印市場上所用的光引發劑都是紫外光引發劑。

　　金屬材料

　　3D打印金屬材料以金屬粉末、金屬箔以及金屬絲的形式存在。金屬材料現階段市場份額較小，但擴張速度最快。

　　金屬材料可以用於選擇性激光燒結(SLS)、直接金屬激光燒結(DMLS)、電子束熔煉(EMB)等工業級別的3D打印機。若把金屬材料加入到某些工程塑料材料(如ABS)中去，則可制成適用於FDM 機型的具有一定金屬屬性的線材。

　　在3D打印金屬材料的過程中，需要考慮金屬的固液相變、表面擴散和熱傳導等因素，而金屬粉末的形態直接影響3D打印產品的質量。如今常見的金屬材料包括鈦合金、不鏽鋼、鈷鉻合樣品金和鋁合金等材料。金、銀等貴金屬粉末材料偶爾也會被用於打印首飾或藝術品等。

　　陶瓷材料

　　硅酸鋁陶瓷粉末可用於3D打印陶瓷產品，一般呈粉末狀，通常用於選擇性激光燒結(SLS)打印機。3D打印用的陶瓷粉末是陶瓷粉末和某一種粘結劑粉末所組成的混合物。

　　陶瓷粉末和粘結劑粉末的配比，會直接影響到陶瓷零部件的性能。粘結劑份量越多，燒結比較容易，但在後處理過程中零件收縮比較大，會影響零件的尺寸精度。粘結劑份量少，則不易燒結成形。

　　陶瓷材料具有高強度、耐高溫和耐腐蝕等優點，具有應用於航空航天和汽車等領域的潛能。同時，陶瓷材料可以選擇的顏色很多，可打印出形態逼真、色彩豐富的產品，是工藝品、建築和衛浴產品的理想選擇。

　　生物用高分子材料

　　生物3D打印材料主要包括支架材料與直接細胞打印材料。支架類3D打印材料需滿足：良好的生物相容性，對細胞及機體無毒害；良好的生物降解特性，可完全被機體降解吸收或排出體外；良好的機械特性，具備一定的力學強度及可塑性，結構可長時間保持穩定，具有較高的孔隙率；良好的表面相容性，利於細胞在材料表面黏附逆向工程與生長。主要分為以下幾類：

　　PLA：3D打印起初使用得最好的原材料，具有多種半透明色和光澤質感。它源於可再生資源—玉米澱粉和甘蔗，無毒無味，是能夠降解的環保型塑料。

　　PETG：具有出眾的熱成型性、堅韌性與耐候性，熱成型周期短、溫度低、成品率高，兼具PLA和ABS的優點。

　　PCL：是一種生物可降解聚酯，熔點較低，常常用作特殊用途如藥物傳輸設備、縫合劑等，同時還具有形狀記憶性。在醫學領域，可用來打印心髒支架等。

　　其他3D打印材料

　　碳纖維材料是一種新興的3D打印材料，強度是鋼的五倍而重量卻只有其1/3，且還具有耐高溫及耐腐蝕等優點。

　　導電打印材料是熱塑性材料的一種，可用於制造具有電子或是機械功能的3D打印產品，如電路板、手電筒以及可穿戴的照明設備等。

3D打印過程中如何選擇最合適壁厚

　　對於不同的打印模型、不同的打印材料，選擇合適的3D列印壁厚常常令工程師們非常困惑。為大家整理了幾條小建議，將能避免打印產品出現不好的意外，使得打印對像具備你所需要的最大或者最小壁面厚度。

　　1、為3D模型指定壁打樣厚

　　最重要的先說，為你的3D模型每個表面指定壁厚非常重要。在用不同的軟件進行三維設計時，RP也許軟件允許模型壁面厚度為零。但是，3D打印機需要明確知道你希望對像的壁厚是多少。因此，在把三維模型傳給打印機前，必須指定壁面厚度。

　　壁厚是指模型的一個表面與其相對應表面間的距離。很多打印出現的問題都是由於壁厚造成的。最小的可打印壁厚主要由所打印材料類型決定。然而，其他因素(如方向、尺寸及模型整體設計等)也會影響到建議的最小打印壁厚。

　　在你打印產品前(最好在開始設計模型前)，你需要知道選擇打印材料的一些基本原則。下面我們看一些典型例子。

　　2、選擇合適的最小壁厚

　　如果你打印高強度材料如不鏽鋼(0。3mm)或者鈦合金(0。4mm)，最小允許壁厚會非常薄。但我們始終建議從安全角度出發，盡量讓壁厚大一些。

　　就像之前所說，最小壁厚非常依賴於三維模型的結構與設計。如果你希望使用不鏽鋼材料，5mm²的垂直壁面壁厚只需要0。3mm，100mm²的垂直壁面壁厚至少為1mm，而100mm²的水平壁面需要2mm壁厚。在這種情況下，表面尺寸和方向(水平還是樣品豎直)對確定最小壁厚非常關鍵。

　　當打印材料比較脆時(如陶瓷)，越大的模型越要保證強大的一般原則仍然適用。一個尺寸接近50mm×50mm×50mm的對像可接受最小壁厚為3mm，而100mm×100mm×100mm的模型最小壁厚則需要6mm。對更大的模型，我們推薦壁厚要大於6mm。

　　3、選擇合適的最大壁厚

　　在集中注意力解決了壁厚過小的問題後，你也許會遇到壁厚過大的問題。對陶瓷、金屬等材料，選擇最大壁厚尤為重要。因為厚截面將會產生更大熱應力，會導致產品出現裂紋甚至斷裂。

　　壁厚太大也許是我們沒法打印你產品的理由，這種問題的最佳解決方案是為模型抽殼，並留孔讓粉末倒出來。同樣地在選擇孔的尺寸時也要滿足一定的規則，對不鏽鋼材料，小模型(小於10×10×10mm)需3mm孔，大一些模型需要5mm孔，對陶瓷材料開孔直徑至少逆向工程10mm。

　　4、3D打印推薦壁厚

　　即使3D打印機可以打印非常薄的壁面，但那並不意味打印很薄的壁面是個好的選擇。在運輸和打磨過程中，壁厚小於1mm的零件容易被損壞。這裡我們再次建議你增加額外的壁面厚度，2-5mm的壁厚會讓你的模型更結實安全。

　　對有些材料(如全彩)，長、重的懸空結構如果設計太薄很容易斷裂。如果你的模型包括更多脆性結構(如人像伸展的手臂)，盡量在產品設計時添加支撐結構。設計模型時不要忽略重力的影響，我們推薦使用彎臂，或者讓手臂握有東西(如鐵鍬)撐在地面。

　　讓我們最後再看一個最大壁厚起重要作用的例子。比如你想用尼龍打印個柔性對像(比如iPhone手機殼)，如果壁厚太大會讓柔性對像看起來太笨重。在這種情況下，1。5-2。5mm的壁厚是創建柔性物體的理想選擇。

　　5、選擇完美壁厚總結

　　1)首先，你要知道如何為三維模型的每個表面指定壁厚。對不同的建模軟件，這一步操作不盡相同，但是在准備3D打印模型時極其重要。

　　2)壁厚的選擇與打印材料的種類密切相關。認真研究每種材料的壁厚設計原則，不要忘記某些情況下壁厚太大也會產生問題。

　　3)仔細分析與思考你的設計。如果3D模型有薄弱結構，想辦法支撐它們。要記住對像的尺寸如何影響壁厚的選擇。