3D打印材料科普

      目前,3D打印耗 材主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材 料和陶瓷材料等,除此之外,彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生 物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。

 

1.1工程塑料(ABS材料)

      ABS材料是Fused Deposition Modeling(FDM,熔融成积型)快速成 型工艺常用的热塑性工程塑料,具有强度高、韧性好、耐冲击等优点,正常变形温度超过90度,可进行机械加工(钻孔、攻螺纹)、喷漆及电镀,ABS材料的颜色种类很多,如象牙白、白色、黑色、深色、深红、红色、蓝色、玫瑰红色等。

1.2光敏树脂

      光敏树脂即UItraviolet Rays(UV)树脂,由聚合 物单位与预聚体组成,其中加有光(紫外光)引发剂(或称光敏剂)。光敏树脂一般为液态,可用于制作高强度、耐高温、防水材料。常见的光敏树脂有Smoms Next材料、树脂Smoms 11122材料、Smoms19120材料和环氧树脂。

1.3橡胶类材料

      橡胶类 材料具有多种级别弹性材料的特征,这些材 料所具备的硬度、断裂伸长率、抗撕裂 强度和拉伸强度,使其非 常适合要求防滑或柔软表面的应用领域。3D打印的 橡胶类产品主要有消费类电子产品、医疗设 备以及汽车内饰、轮胎、垫片等。

1.4金属材料

      3D打印所 使用的金属粉末一般要求纯净度高、球形度号、粒径分布窄、氧含量低。目前,应用于3D打印的 金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢 和铝合金材料等,此外还 有用于打印首饰用的金、银等贵重金属粉末。

1.5陶瓷材料

      陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性,在航空航天、汽车、生物等 行业有着广泛的应用。但由于 陶瓷材料硬而脆的特点使其加工成形尤其困难,特别是 复杂陶瓷件需通过模具来成形.模具加工成本高、开发周期长,难以满 足产品不断更新的需求。

1.6其他3D打印材料

      彩色石 膏材料是一种全彩色的3D打印材料,是基于石膏的、易碎、坚固且 色彩清晰的材料。基于在 粉末介质上逐层打印的成型原理,3D打印成 品在处理完毕后,表面可 能出现细微的颗粒效果,外观很像岩石,在曲面 表面可能出现细微的年轮状纹理,因此,多应用 于动漫玩偶等领域。

      3D打印技术与医学、组织工程相结合,可制造出药物、人工器 官等用于治疗疾病口。加拿大目前正在研发“骨骼打印机”,利用类 似喷墨打印机的技术,将人造 骨粉转变成精密的骨骼组织。打印机 会在骨粉制作的薄膜上喷洒一种酸性药剂,使薄膜变得更坚硬。

      美国宾 夕法尼亚大学打印出来的鲜肉,是先用 实验室培养出的细胞介质,生成类 似鲜肉的代替物质,以水基溶胶为粘合剂,再配合 特殊的糖分子制成。还有尚 处于概念阶段的用人体细胞制作的生物墨水,以及同 样特别的生物纸。打印的时候,生物墨 水在计算机的控制下喷到生物纸上,最终形成各种器官。

      食品材料方面,目前,砂糖3D打印机CandyFab 4000可通过 喷射加热过的砂糖,直接做 出具有各种形状,美观又美味的甜品。





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