For tiden er det omtrent 14 typer materialer som kan brukes normalt på 3D-printere, og 107 typer materialer har blitt kombinert og utviklet på dette grunnlaget. De fleste av disse materialene er ledninger, pulver eller viskøse væsker.
3D-utskriftsteknologi har eksistert i flere tiår. Siden kommersialiseringen på 1980-tallet har den blitt mye brukt i maskinering, bilproduksjon og andre industrier, og har også gradvis blitt fremmet i bransjer som konstruksjon, medisinsk behandling, kulturell kreativitet og restaurering av kulturminner.
For tiden er det fire hovedmetoder for herding og forming av 3D-utskriftsmaterialer: oppvarming, kjøling, ultrafiolett bestråling og lasersintring. Fra kostnadssammenligningen av ulike teknologier er Fused Deposition Modeling (FDM) utvilsomt den laveste totale kostnaden, så populariteten er relativt høy. Fra et materialesynspunkt er de vanligste sikringstråder, og materialene er hovedsakelig ABS, syntetisk gummi, støpt voks og polyester termoplast. I tillegg til den mest økonomiske Fused Deposition Modeling (FDM), er Selektiv Lasersintring (SLS) for tiden den mest nøyaktige 3D-utskriftsteknologien, og mange medisinske modeller og luftfartsmodeller skrives ut ved hjelp av denne teknologien. Men fra dagens praktiske applikasjoner er forbruksmateriellet som er tilgjengelig for 3D-utskrift ikke særlig rikt. Selv om 3D-utskriftsteknologien for beinmel, hydrogel, celler og andre bio-blekk som forbruksvarer også har blitt utviklet og testet med suksess, har avstanden Stor-produksjonsapplikasjoner også lang utviklingstid.
Fra et materiales synspunkt er de delt inn i metalliske materialer, biologiske materialer og ikke-metalliske og ikke-biologiske materialer i henhold til deres forskjeller.
1. Hovedmetallmaterialer
1) Titanlegering er et av de viktigste strukturelle metallene som er oppdaget av mennesker. Titanlegeringer er mye brukt i ulike felt på grunn av deres ultra-høye styrke, utmerkede korrosjonsbestandighet og høye temperaturbestandighet. På grunn av egenskapene til materialet har titanlegeringer fordelene med høy styrke og lav tetthet, god losseytelse, seighet og god korrosjonsbestandighet. Den årlige produksjonen av titanlegeringer i verden har nådd mer enn 40,000 tonn, og det er mer enn 30 typer titanlegeringer. Blant dem er de mest brukte titanlegeringene TI6AI4V (TC4), TI5AI2.5Sn (TA7) og industriell rent titan (TA1/TA2/TA3) ).
Hovedsakelig brukt i EOS-selskapet M-serien, 3D-systemselskapet SPRO-serien metallpulversintringsutstyr. Brukes i romfart, medisinske implantater, høy-produksjon osv.
2) Jern- og stålpulver refererer hovedsakelig til aggregatet av jernpartikler med en diameter på mindre enn 0,5 mm, fargen er svart, og hovedråstoffet i pulvermetallurgi. Når det gjelder materialegenskaper, er helt rent metallisk jern sølv-hvitt. Grunnen til at jernpulver er svart skyldes absorpsjon av lys. Stålpulver har høy styrke, høy overflateglatthet, sterk korrosjonsmotstand og lav fleksibilitet.
Hovedsakelig brukt i EOS-selskapet M-serien, 3D-systemselskapet SPRO-serien metallpulversintringsutstyr. For industriell produksjon, modelldesign, konstruksjon, etc.
3) Bruken av aluminiumslegeringspulver innen 3D-utskrift ligner veldig på titanpulver og jernpulver, og brukes hovedsakelig i utstyr for selektiv lasersintring (SLS).
4) Andre 3D-utskriftsmetallmaterialer inkluderer gull og sølv, wolframlegering, kobberlegering, etc.
2. Biomaterialer
1) Biomaterial 3D-utskriftsteknologi har utviklet svært brede muligheter innen biomedisinske felt som regenerativ medisin, vevsteknikk, medikamentutvikling og medisinske hjelpemidler. De viktigste materialene som brukes inkluderer levende celler, biomedisinske polymermaterialer og uorganiske materialer. , hydrogelmaterialer, polyetereterketon (PEEK).
2) PEEK er en ingeniørplast med utmerket ytelse, med høy temperaturbestandighet, selv-smøring, kjemisk stabilitet, strålingsmotstand og elektriske egenskaper, samt utmerkede mekaniske egenskaper, som kan brukes i maskinproduksjon og romfartsproduksjon . Innen biomedisin har PEEK utmerket biokompatibilitet. Sammenlignet med implantater laget av metallmaterialer, er dens elastisitetsmodul nærmere den for menneskelig ben, noe som i stor grad reduserer gapet mellom elastisitetsmodulen til metall og menneskelig ben. De mekaniske egenskapene til PEEK-implantater kan møte de normale fysiologiske behovene til menneskekroppen, så PEEK er et godt ortopedisk implantatmateriale. Sammenlignet med metallimplantater er elastisitetsmodulen til PEEK nær den til kortikalt bein. For det andre kan PEEK overføre røntgen-, CT- eller MR-skanning uten artefakter, så det er lettere å overvåke beinvekst og helingsprosessen.
3. I tillegg til metaller og biomaterialer inkluderer andre trykkmaterialer plast, lysfølsom harpiks, voks, gips, nylon, keramikk.
1) Plastmaterialer kalles også harpiks, som fritt kan endre form og stil, og er veldig praktisk å bruke. På industriområdet er PP/HDPE/LDPE/PVC/PS kjent som de fem beste plastene for generell-formål. Men i 3D-printing er de mest brukte materialene ABS og PLA. De brukes hovedsakelig i maskinproduksjon, modelldesign, utdanning og medisinsk behandling, klesteknologi, etc.
2) Lysfølsom harpiks er vanligvis kjent som UV-herdbart skyggeløst lim, eller UV-harpiks (lim). Fotosensitive harpikser lagres vanligvis i flytende tilstand, og brukes ofte til å lage høy-styrke, høy-temperatur, vanntette og andre materialer. Med bruken av SLA 3D-utskriftsteknologi begynte dette materialet å bli brukt innen 3D-utskrift. Tradisjonelle lysfølsomme harpikser brukes i smykker, modelldesign, maskinproduksjon osv., og lysfølsomme harpikser med høy-ytelse brukes i stor-produksjon av forbruksvarer og industrielle sluttprodukter.
3) Frysepunktet for voks er relativt høyt, ved 38-90 grader. Den vanligste profesjonelle voks-3D-skriveren er PROJET 3500-serien fra det amerikanske 3D-systemselskapet. 3D-utskriftsvoksen er en spesiell industriell voks. Den endelige utskriftseffekten er veldig delikat, overflaten på objektet er glatt og full av tekstur, med gode detaljer og utmerket presisjon. grader, som vist i fig. Brukes hovedsakelig i smykkestøping, mikromedisinsk utstyr, medisinske implantater, figurer, etc.
4) Gipsmateriale er et av de fem viktigste gelmaterialene, og gipsen som brukes til 3D-utskriftsutstyr er vanligvis hvitt pulver. Gipspulver brukes hovedsakelig som tredimensjonal utskrift (3DP) skriver. Munnstykket til bindemiddelet kan tilsettes fargeblekkpatroner samtidig, og fargen integreres i bindemiddelet under utskrift, for å farge modellen, noe som gjør at denne prosessen blir den nåværende Den mest modne full- farge 3D-utskriftsteknologi. Hovedsakelig brukt til modelldesign, maskinproduksjon, utdanning og medisinsk behandling, etc.
5) Nylonmaterialer er også kjent som motstandsdyktig hjul (PA). Nylonmaterialer er vanligvis hvite, veldig fine pulverobjekter. Nylon 3D-utskriftsproduktene har egenskapene høy styrke, høy presisjon, god seighet, etc., og tåler et visst trykk. Vanligvis brukt i komplekse modeller, konseptuelle modeller, små modeller, belysning og funksjonell produksjon.
6) Keramiske materialer har utmerket høytemperaturytelse, høy styrke, høy hardhet, lav tetthet og god kjemisk stabilitet, noe som gjør dem mye brukt i romfart, bil, biologi og andre industrier. I henhold til de forskjellige formene for keramiske materialer, kan forskjellige 3D-utskriftsteknologier brukes til å danne. Vanlige teknikker er som følger:
A. Fused Deposition Modeling (FDM), som hovedsakelig bruker keramisk pasta til å lage porselen for visning og bruk.
B. Stereolitografi Utseende (SLA), ved bruk av keramisk slurry blandet med lysfølsom harpiks, hovedsakelig brukt i tannprodukter, implantater, smykker, etc.
C. Selektiv lasersintring (SLS), ved bruk av keramiske pulvermaterialer, på grunn av sin relativt lave presisjon og høye krav til pulver, brukes ikke denne teknologien mye.