常见3d打印材料有哪些种类（常见3d打印材料有哪些类型）

随着科学技术的不断发展，一些新的印刷技术逐渐进入公众的视野。与造纸工业和传统印刷不同，3D打印的效果更加真实，材料更加多样。去看看有哪些新技术材料可用。

3D打印是一种以数字模型为基础，利用粉末状可粘合材料（如金属、塑料等），通过逐层打印数字技术材料来构造物体的快速成型技术。随着科学的不断发展，3D打印已经进入寻常百姓家。

3D打印技术最初普遍应用于模具制造和工业设计，后来逐渐普及到建筑、汽车、航空航天、医疗等领域。 3D打印以其独特的制造技术颠覆了传统的制造模式，也赋予了产品新的特性。 3D打印材料是该技术发展过程的灵魂，也是3D打印技术实现不断创新、突破技术瓶颈的关键。

3D打印材料类型可以通过不同的方式进行分类。按化学性质可分为高分子材料、金属材料、陶瓷材料、复合材料。按物理状态可分为丝状物料、粉状物料、液体物料、片状物料。从打印技术来看，可分为熔融沉积成型（FDM）、选区激光烧结（SLS）、选区激光熔化（SLM）、激光近净成形（LENS）、电子束选区熔化（EBM）等。 -喷射熔化(MJF)。电弧增材制造（WAAM）等工艺。

目前，3D打印常用的材料主要有高分子材料、金属材料和陶瓷材料。目前为止，其中已经添加了新的材料，比如人造骨粉、石膏、糖、细胞生物原料等，今天我们就来了解一下一些常见的3D打印材料。

高分子材料

光敏树脂：适用于光固化成型。在特殊光（如紫外光）下可发生聚合反应而实现固化。用于3D打印的光敏树脂材料一般满足固化前性能稳定、反应速度快、粘度适中、固化收缩小、固化后有足够的机械强度和化学稳定性、毒性和刺激性低等要求。另外，由于应用领域不同，对感光树脂材料也有低灰分、无灰分、可生物降解等要求。

热塑性聚合物：如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）、聚乳酸（PLA）、尼龙（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）、聚己内酯（PCL）、热塑性聚氨酯（TPU）、聚醚醚酮（ PEEK）等都是3D打印常用的热塑性高分子材料。

根据打印方式对材料形态的要求，常采用丝材进行熔融沉积造型打印；粉末通常用于激光选择性烧结。由于工业上常用的聚合物原料大多以颗粒为主，需要对丝材或粉末进行二次加工，这增加了3D打印耗材的成本。目前，已有一些单位开始研发以颗粒为原料的3D打印。设备。

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）

ABS材料具有良好的热熔性能、机械性能和抗冲击性能，广泛应用于3D打印工艺。其应用范围几乎涵盖了所有生活用品、工程用品和部分机械用品。其丰富多彩的颜色选择也使其成为3D 打印机用户最喜欢的打印材料。

聚乳酸（PLA）

PLA是一种环保印刷材料。与ABS相比，打印过程中不需要加热床，使用更方便。也可用于低端3D打印机，也是一种广泛使用的打印材料。

尼龙（PA）

PA具有良好的机械性能，耐油、耐热、耐腐蚀也很突出。是一种性能优良的工程塑料。广泛应用于汽车、电子电气、电动工具等行业。通过添加玻璃珠、碳纤维、铝粉等无机材料，可以改善3D打印材料的某些性能，可以更好地满足不同领域的应用需求。

聚己内酯（PCL）

PCL材料具有无毒、熔点低的特点，适合儿童使用的产品。此外，PCL具有良好的生物相容性和可降解性，在医疗领域具有巨大的应用空间，在4D打印方面也具有可观的发展潜力。

热塑性聚氨酯（TPU）

TPU具有一定的耐磨性、耐油性和良好的弹性，适用于鞋材、个人消费品、工业零件等的制造。结合3D打印技术可以制造传统成型工艺难以制造的复杂多孔结构，赋予零件独特且可控的机械性能。

聚醚醚酮（PEEK）

PEEK具有高熔点和优异的机械性能，在生物相容性方面也表现良好。在当前3D打印材料的发展中，PEEK是热点之一。尤其是在医疗领域，3D打印可以根据患者的不同情况提供定制化的解决方案。由于碳纤维增强PEEK具有最接近人体骨骼的杨氏模量，因此它正在成为骨科植入物的理想材料。

金属材料

铁基合金：比较常用的铁基合金有工具钢、316L不锈钢、M2高速钢、H13模具钢和15-5PH马氏体时效钢等。铁基合金成本低、硬度高、韧性好，切削加工性好，特别适合模具制造。

钛及钛基合金：钛及钛合金以其显着的高比强度、良好的耐热性、耐腐蚀性和良好的生物相容性，成为医疗器械、化工设备、航空航天和运动器材等领域的理想材料。材料。采用3D打印技术制造的钛合金零件比锻造工艺生产的同类零件尺寸精确，性能更好。

镍基合金：镍基合金是发展最快、应用最广泛的高温合金，广泛应用于航空航天、石化、造船、能源等领域。

铝合金：铝合金密度低、耐腐蚀性能好、抗疲劳性能高、比强度和比刚度高，是理想的轻量化材料。

陶瓷材质

陶瓷材料具有高硬度、高强度、耐高温、化学稳定性好等特点。它们在航空航天、电子、汽车、能源、生物医学等行业具有广阔的应用前景。由于其材料大多熔点较高甚至没有准确的熔点，陶瓷材料的应用仍受到一定程度的限制。

传统陶瓷材料：主要包括粘土、水泥和硅酸盐玻璃。传统陶瓷的原料多为天然矿物原料，分布广泛，价格低廉。适用于日用陶瓷、卫生陶瓷、耐火材料、磨料、建筑材料等的制造。

新型陶瓷材料：采用高纯度原料、可人为控制化学成分和组织结构的高性能陶瓷。与传统陶瓷相比，其机械性能显着提高，并具有传统陶瓷所不具备的各种声、光、热、电性能。磁力功能。先进陶瓷按用途可分为结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷常用于制造结构件，要求具有高的硬度、韧性、耐磨性和耐高温性；功能陶瓷用于制造功能器件，如压电陶瓷、介电陶瓷、铁电陶瓷以及敏感陶瓷、生物陶瓷等。

复合材料

碳纤维：碳纤维具有耐高温、耐腐蚀、高强度等特点，近年来成为科研新宠，也是3D打印中的新兴打印材料。碳纤维的引入提高了打印部件的刚性和强度，并使结晶度更加均匀，预计未来将得到进一步发展。目前，科学界已有不少通过添加碳纤维来获得新型3D复合打印材料的科研成果。例如，中国科学院空间应用工程技术中心研究团队成功对自主研发的碳纤维PEEK复合材料的3D打印工艺进行了系统研究。美国橡树岭国家实验室和辛辛那提公司展示了全球首个短纤维增强的3D打印复合材料汽车车身。

结论

随着科学技术的进步，3D打印技术也日新月异。更多的3D打印材料出现并逐渐延伸和渗透到各个领域。从小到坚果的零件到航空航天器，3D 打印技术无处不在。

近年来，关于3D打印材料开发应用的新好消息不断传出。其中，我国也取得了许多突出的成果。未来，3D打印领域的科研竞赛还将继续，我们共同期待。

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