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【中国智能制造网 智造快讯】众所周知，3D 打印材料是3D打印技术重要的物质基础，它的性能在很大程度上决定着成形零件的综合性能。截至目前，针对3D打印设备和工艺而研发出的材料已经有200多种，主要包括聚合物材料、金属材料、粉末类材料、陶瓷材料和复合材料等。
近两年，汽车零部件、医疗器械等的制造工艺在3D打印技术的推动下不断提升，这是一个可喜的变化。与此同时，工业产品制造对于材料的需求量也日益增多，一些较为常用的材料应用十分火热。那么，截至目前，在3D打印实物产品的过程中，哪些材料较为常用呢？
聚合物材料
总的来说，聚合物材料主要包括工程塑料、生物塑料、热固性塑料、光敏树脂等。其中，工程塑料指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料；生物塑料具有良好的可生物降解性；热固性树脂具有强度高、耐火性特点，比较适合利用3D打印的粉末激光烧结成型工艺；光敏树脂因具有较快的固化速度，表干性能优异，成型后产品外观平滑，是很多高精度制品打印的选择。
生物用高分子材料
生物3D打印材料主要包括支架材料与直接细胞打印材料。支架类3D打印材料一般具备良好的生物相容性、对细胞及机体无毒害，还可完全被机体降解吸收或排出体外、具备一定的力学强度及可塑性等。目前，生物用高分子材料主要包括PLA、PETG等。其中，PLA具有多种半透明色和光泽质感，它源于玉米淀粉和甘蔗等可再生资源、无毒无味，是能够降解的环保型塑料。
金属材料
从总体来看，3D打印金属材料以金属粉末、金属箔以及金属丝的形式存在。现阶段，金属材料的市场份额较小，但扩张速度较快。在3D打印金属材料的过程中，需要考虑金属的固液相变、表面扩散和热传导等因素，金属粉末的形态会直接影响3D打印产品的质量。目前，常见的金属材料包括钛合金、不锈钢、钴铬合金和铝合金等，金、银等贵金属粉末材料偶尔也会被用于打印首饰或者艺术品。
陶瓷材料
传统陶瓷可以被定义为组成硅酸盐工业的那些陶瓷制品，主要包括粘土、水泥及硅酸盐玻璃等。传统陶瓷的原料大多为天然的矿物原料，分布广泛且价格低廉，适合于日用陶瓷、卫生陶瓷、耐火材料、建筑材料等的制造。先进陶瓷作为一类采用高纯度原料、可以人为调控化学配比和组织结构的高性能陶瓷，相比传统陶瓷具有较好的声、光、热、电、磁等功能。
石墨烯材料
石墨烯特殊的二维蜂巢晶格单原子层结构，决定了其具有独特的物理性能，如质量轻、比表面积大、导电导热性好、力学强度高等。因此，石墨烯可作为一种理想的结构和功能性填料来制备复合材料。目前，石墨烯是已知导电性能较佳的材料，这种特性适合于制作透明触摸屏、计算机等。将3D打印技术与石墨烯材料结合起来，可以实现复合材料的快速制造成型，并制造出具有复杂结构的产品。
其他3D打印材料
除了以上这些材料外，还有一些3D打印材料也较为常用。例如，碳纤维材料。作为一种新兴的3D打印材料，碳纤维材料的强度是钢的五倍而重量却只有其三分之一。与此同时，碳纤维材料还具有耐高温、耐腐蚀等优点。又如，导电打印材料。该材料可用于制造具有电子或是机械功能的3D打印产品，如电路板、手电筒以及可穿戴的照明设备等。
结语：
3D 打印材料发展至今，经历了从聚合物材料、金属材料到陶瓷材料的发展过程。目前，在世界各国研究人员的不懈努力下，每个领域都有许多新材料出现，这些新材料的性能也不断优化。虽然目前3D打印材料的类别已经涉及大部分材料体系，但能够大规模应用的3D打印材料还较为有限。
据业内人士分析，预计到2023年，3D打印材料市场的年复合增长率(CAGR)将超过22%。面对迅速增长的市场需求，加快新型材料研发十分必要。在整个材料市场中，那些性能稳定、使用便捷的材料将脱颖而出，并被应用于诸多领域。
浙公网安备 33010602000006号
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