På nuværende tidspunkt er der omkring 14 slags materialer, der kan bruges normalt på 3D-printere, og 107 slags materialer er blevet kombineret og udviklet på dette grundlag. De fleste af disse materialer er ledninger, pulvere eller viskøse væsker.
3D-printteknologi har eksisteret i årtier. Siden kommercialiseringen i 1980'erne har den været meget udbredt inden for bearbejdning, bilproduktion og andre industrier og er også gradvist blevet fremmet i industrier som byggeri, lægehjælp, kulturel kreativitet og restaurering af kulturelle relikvier.
På nuværende tidspunkt er der fire hovedmetoder til hærdning og dannelse af 3D-udskrivningsmaterialer: opvarmning, afkøling, ultraviolet bestråling og lasersintring. Fra omkostningssammenligningen af forskellige teknologier er Fused Deposition Modeling (FDM) utvivlsomt de laveste samlede omkostninger, så populariteten er relativt høj. Fra materialernes synspunkt er de mest almindelige sikringstråde, og materialerne er hovedsageligt ABS, syntetisk gummi, støbt voks og polyester termoplast. Ud over den mest økonomiske Fused Deposition Modeling (FDM) er Selective Laser sintring (SLS) i øjeblikket den mest nøjagtige 3D-udskrivningsteknologi, og mange medicinske modeller og luftfartsmodeller udskrives ved hjælp af denne teknologi. Fra de nuværende praktiske anvendelser er de forbrugsstoffer, der er tilgængelige til 3D-udskrivning, imidlertid ikke særlig rige. Selvom 3D-printteknologien til benmel, hydrogel, celler og andet bioblæk som forbrugsstoffer også er blevet udviklet og testet med succes, har afstanden Store produktionsapplikationer også en lang udviklingstid.
Fra materialernes synspunkt er de opdelt i metalliske materialer, biologiske materialer og ikke-metalliske og ikke-biologiske materialer i henhold til deres forskelle.
1. Vigtigste metalmaterialer
1) Titaniumlegering er et af de vigtigste strukturelle metaller opdaget af mennesker. Titanlegeringer anvendes i vid udstrækning på forskellige områder på grund af deres ultrahøje styrke, fremragende korrosionsbestandighed og høje temperaturbestandighed. På grund af materialets egenskaber har titaniumlegeringer fordelene ved høj styrke og lav densitet, god aflæsningsevne, sejhed og god korrosionsbestandighed. Den årlige produktion af titaniumlegeringer i verden har nået mere end 40.000 tons, og der er mere end 30 typer titaniumlegeringer. Blandt dem er de mest anvendte titaniumlegeringer TI6AI4V (TC4), TI5AI2.5Sn (TA7) og industriel ren titanium (TA1 / TA2 / TA3) ).
Hovedsageligt brugt i EOS-firmaet M-serien, 3D-systemfirmaet SPRO-serien metalpulversintringsstøbeudstyr. Anvendes i rumfart, medicinsk implantat, avanceret fremstilling osv.
2) Jern- og stålpulver refererer hovedsageligt til aggregatet af jernpartikler med en diameter på mindre end 0,5 mm, farven er sort og det vigtigste råmateriale til pulvermetallurgi. Med hensyn til materialeegenskaber er helt rent metallisk jern sølvhvidt. Årsagen til, at jernpulver er sort, skyldes absorptionen af lys. Stålpulver har høj styrke, høj overfladeglathed, stærk korrosionsbestandighed og lav fleksibilitet.
Hovedsageligt brugt i EOS-firmaet M-serien, 3D-systemfirmaet SPRO-serien metalpulversintringsstøbeudstyr. Til industriel fremstilling, modeldesign, konstruktion mv.
3) Brugen af aluminiumslegeringspulver inden for 3D-udskrivning ligner meget titanpulver og jernpulver og anvendes hovedsageligt i selektiv lasersintring (SLS) udstyr.
4) Andre 3D-print metalmaterialer omfatter guld og sølv, wolframlegering, kobberlegering osv.
2. Materialer til biomaterialer
1) Biomateriale 3D-printteknologi har udviklet meget brede perspektiver inden for biomedicinske områder som regenerativ medicin, vævsteknik, lægemiddeludvikling og medicinske hjælpemidler. De vigtigste anvendte materialer omfatter levende celler, biomedicinske polymermaterialer og uorganiske materialer. , hydrogelmaterialer, polyetheretherketon (PEEK).
2) PEEK er en teknisk plast med fremragende ydeevne med høj temperaturbestandighed, selvsmøring, kemisk stabilitet, strålingsbestandighed og elektriske egenskaber samt fremragende mekaniske egenskaber, som kan bruges i maskinfremstilling og rumfartsproduktion. Inden for biomedicin har PEEK fremragende biokompatibilitet. Sammenlignet med implantater lavet af metalmaterialer er dets elastiske modul tættere på den menneskelige knogle, hvilket i høj grad reducerer kløften mellem det elastiske modul af metal og menneskelig knogle. De mekaniske egenskaber ved PEEK-implantater kan opfylde de normale fysiologiske behov i menneskekroppen, så PEEK er et godt ortopædisk implantatmateriale. Sammenlignet med metalimplantater er det elastiske modul i PEEK tæt på det kortikale ben. For det andet kan PEEK transmittere røntgen-, CT- eller MR-scanning uden artefakter, så det er lettere at overvåge knoglevæksten og helingsprocessen.
3. Ud over metaller og biomaterialer omfatter andre trykmaterialer plast, lysfølsomme harpikser, voks, gips, nylon, keramik.
1) Plastmaterialer kaldes også harpiks, som frit kan ændre sin form og stil og er meget praktisk at bruge. På det industrielle område er PP/HDPE/LDPE/PVC/PS kendt som de fem bedste plasttyper til generelle formål. Men i 3D-udskrivning er de mest anvendte materialer ABS og PLA. De bruges hovedsageligt til maskinfremstilling, modeldesign, uddannelse og lægehjælp, tøjteknologi osv.
2) Lysfølsom harpiks er almindeligt kendt som UV-hærdelig skyggeløs lim eller UV-harpiks (lim). Lysfølsomme harpikser opbevares generelt i flydende tilstand og bruges ofte til at fremstille højstyrke, høj temperatur, vandtæt og andre materialer. Med fremkomsten af SLA 3D-udskrivningsteknologi begyndte dette materiale at blive brugt inden for 3D-udskrivning. Traditionelle lysfølsomme harpikser anvendes i smykker, modeldesign, maskinfremstilling mv., Og højtydende lysfølsomme harpikser anvendes til storstilet fremstilling af forbrugsvarer og industrielle slutprodukter.
3) Frysepunktet for voks er relativt højt, ved 38-90°. Den mest almindelige professionelle voks 3D-printer er PROJET 3500-serien af amerikanske 3D-systemfirma. 3D-printvoks er en speciel industriel voks. Den endelige udskrivningseffekt er meget delikat, overfladen af objektet er glat og fuld af tekstur med gode detaljer og fremragende præcision. grader, som vist i fig. Anvendes hovedsageligt til smykkestøbning, mikromedicinsk udstyr, medicinske implantater, figurer osv.
4) Gipsmateriale er et af de fem store gelmaterialer, og gipsen, der bruges til 3D-printudstyr, er normalt hvidt pulver. Gipspulver bruges hovedsageligt som tredimensionel udskrivning (3DP) printer. Bindemidlets dyse kan tilføjes med farveblækpatroner på samme tid, og farven integreres i bindemidlet under udskrivning for at farve modellen, hvilket gør denne proces til den nuværende Den mest modne 3D-udskrivningsteknologi i fuld farve. Anvendes hovedsageligt til modeldesign, maskinfremstilling, uddannelse og lægehjælp mv.
5) Nylonmaterialer er også kendt som resistent hjul (PA). Nylonmaterialer er normalt hvide, meget fine pulvergenstande. Nylon 3D-printprodukterne har egenskaberne høj styrke, høj præcision, god sejhed osv. Og kan modstå et vist tryk. Almindeligt anvendt i komplekse modeller, konceptuelle modeller, små modeller, belysning og funktionel produktion.
6) Keramiske materialer har fremragende ydeevne ved høje temperaturer, høj styrke, høj hårdhed, lav densitet og god kemisk stabilitet, hvilket gør dem meget udbredt i rumfart, bil, biologi og andre industrier. Ifølge de forskellige former for keramiske materialer kan forskellige 3D-printteknologier bruges til at danne. Fælles teknikker er som følger:
A. Fused Deposition Modeling (FDM), som hovedsageligt bruger keramisk pasta til fremstilling af porcelæn til visning og brug.
B. Stereolitografi Udseende (SLA) ved hjælp af keramisk opslæmning blandet med lysfølsom harpiks, der hovedsagelig anvendes i tandprodukter, implantatisme, smykker osv.
C. Selektiv lasersintring (SLS), ved hjælp af keramiske pulvermaterialer, på grund af sin relativt lave præcision og høje krav til pulver, bruges denne teknologi ikke meget.