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广州形优科技有限公司
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阅读：748发布时间：2022-1-25
3D打印是一种快速成型的技术，又称为增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印“几乎可以”打印任何三维物品，但就技术来说，的限制还是材料和打印技术的相互匹配:不同的材料需要不同的打印技术匹配来打印。
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了它成形部件的综合性能。发展至今，其材料种类已经十分丰富，主要种类包括塑料材料、金属材料、陶瓷材料等。
在3D打印的材料中，塑料材料与金属材料是我们到的材料，但哪款材料才符合你的打印需求呢？我们需要应用什么打印技术来匹配？下面就让我们一起来学习一下吧！
三. 塑料材料
1.塑料打印材料的分类：
塑料打印材料可以分为热塑性塑料和热固性塑料
a.热塑性塑料：
热塑性塑料是的塑料型材料，可以加热并成型为我们所需要的形状。这个过程是一个物理变化的过程，分子之间无化学链产生，而且这个过程是可逆的，这也是热塑性塑料能回收或融化再循环利用的原因。
b.热固性塑料
与热塑性材料相比，热固性塑料在次加热固化成型后，分子链之间就会形成化学键，成为三度的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。固化后会保持的固态，而且这个过程是不可逆的！所以不能回收循环利用！
四.的塑料材料3D打印工艺
（1）FDM 3D 打印及其材料
熔融沉积成型技术 (FDM)，也称为熔融长丝制造 (FFF)，是打印喷头通过加热熔化热塑性丝状材料，然后将其逐层堆积在构建区域上成型。这种技术非常适合制作基本的概念验证模型。但其打印的模型精度和分辨率是的，模型表面往往具有可见性的条纹纹理。
FDM 3D打印材料为热塑性塑料，通常为 ABS、PLA 及其各种混合物。更*的 FDM 打印机还可以使用其他特殊材料进行打印，这些材料具有更高的耐热性、抗冲击性、耐化学性和刚性。
材料 | 特征 | 应用 |
ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯） | 坚固耐用 | 功能原型 |
PLA（聚乳酸） | 最容易打印的 FDM 材料 | 概念模型 |
PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯） | 兼容较低的打印温度，可加快生产速度 | 防水应用 |
尼龙 | 坚固、耐用且重量轻 | 功能原型 |
TPU（热塑性聚氨酯） | 柔韧且可拉伸 | 灵活的原型 |
PVA（） | 可溶性支撑材料 | 支撑材料 |
HIPS（高抗冲聚苯乙烯） | 与 ABS 材料一起使用的可溶性支撑材料 | 支撑材料 |
复合材料（碳纤维、芳纶、玻璃纤维） | 刚性、坚固或极其坚固 | 功能原型 |
（2）SLA 3D打印及其材料
SLA 打印技术原理是使用紫外(UV)激光束将液体的树脂材料固化成模型,。打印出来的模型具有高分辨率、高精度、高清晰的细节和光滑的表面等特点。
SLA 3D打印材料可提供具有广泛光学、机械和热性能的树脂配方，以匹配标准、工程和工业的热塑性塑料。
FORMLABS 材料 | 特征 | 应用 |
标准树脂 | 高分辨率 | 概念模型 |
透明树脂 | 真正透明的塑料 3D 打印材料 | 需要透光的部件 |
草稿树脂 | 的 3D 打印材料之一， | 初始原型 |
坚韧耐用的树脂 | 坚固、坚固、功能性和动态的材料 | 外壳和外壳 |
刚性树脂 | 高度填充、坚固且坚硬的材料，可抵抗弯曲 | 夹具、固定装置和工具 |
耐高温树脂 | 耐高温 | 热空气、气体和流体流动 |
柔性和弹性树脂 | 橡胶、TPU 或硅胶的柔韧性 | 消费品原型 |
医疗和牙科树脂 | 用于生产医疗和牙科器械的各种生物相容性树脂 | 牙科和医疗器械，包括手术导板、假牙和假肢 |
珠宝树脂 | 熔模铸造和硫化橡胶成型材料 | 可重复使用模具的试穿件大师 |
陶瓷树脂 | 仿石饰面 | 工程研究 |
（3）SLS 3D打印技术及其材料
SLS 3D打印技术原理是使用高功率激光来熔合聚合物粉末的小颗粒。在打印过程中，未熔化的粉末支撑着零件，所以打印的过程不需要支撑材料。适合制作复杂的几何结构模型。
与 FDM 和 SLA 相比，SLS 的材料选择有限，但可用材料具有优异的机械特性，强度类似于注塑件。尼龙材料是SLS 的的材料
材料 | 描述 | 应用 |
尼龙12 | 坚固、坚硬、坚固且耐用 | 功能原型 |
尼龙11 | 与尼龙 12 的特性相似，但具有更高的弹性、断裂伸长率和抗冲击性，但刚度较低 | 功能原型 |
热塑性聚氨酯 | 柔韧、有弹性和橡胶状 | 功能原型 |
尼龙复合材料 | 用玻璃、铝或碳纤维增强的尼龙材料以增加强度和刚度 | 功能原型 |
步骤1.定义性能要求
| 要求 | 描述 | 推荐 |
| 性能低下 | 对于形状和配合原型设计、概念建模和研发，打印部件只需要满足低技术性能要求。 示例：用于人体工程学测试的汤勺形状原型。除了表面光洁度外，不需要任何功能性能要求。 | FDM：PLA SLA：标准树脂、透明树脂（透明部分）、草稿树脂（快速打印） |
| 中等性能 | 对于验证或预生产用途，打印部件必须尽可能接近最终生产部件以进行功能测试，但没有严格的使用寿命要求。 示例：用于防止突然撞击的电子元件外壳。性能要求包括吸收冲击的能力，外壳需要咬合在一起并保持其形状。 | FDM：ABS SLA：工程树脂 SLS：尼龙 11、尼龙 12、TPU |
| 高性能 | 对于最终用途零件，最终的 3D 打印生产零件必须经得起特定时间段的显着磨损，无论是一天、一周还是几年。 示例：鞋外底。性能要求包括严格的循环加载和卸载寿命测试、多年的色牢度，以及抗撕裂性等。 | FDM：复合材料 SLA：工程、医疗、牙科或珠宝树脂 SLS：尼龙 11、尼龙 12、TPU、尼龙复合材料 |
| 要求 | 描述 | 推荐 |
| 抗拉强度 | 材料在张力下的抗断裂性。高抗拉强度对于结构、承重、机械或静态部件很重要。 | FDM：PLA SLA：透明树脂、刚性树脂 SLS：尼龙 12、尼龙复合材料 |
| 弯曲模量 | 材料在负载下的抗弯曲能力。材料刚度（高模量）或柔韧性（低模量）的良好指标。 | FDM：PLA（高）、ABS（中） SLA：刚性树脂（高）、坚韧耐用树脂（中）、柔性和弹性树脂（低） SLS：尼龙复合材料（高）、尼龙 12（中） |
| 伸长 | 拉伸时材料对断裂的抵抗力。帮助您根据柔性材料的拉伸程度来比较它们。还指示材料是首先变形还是突然断裂。。 | FDM：ABS（中）、TPU（高） SLA：坚韧耐用的树脂（中）、柔性和弹性树脂（高） SLS：尼龙 12（中）、尼龙 11（中）、TPU（高） |
| 冲击强度 | 材料吸收冲击和冲击能量而不断裂的能力。表示韧性和耐用性，帮助您了解材料掉落在地面上或撞到另一个物体时破裂的难易程度。 | FDM：ABS、尼龙 SLA：Tough 2000 树脂、Tough 1500 树脂、Grey Pro 树脂、耐用树脂 SLS：尼龙 12、尼龙 11 |
| 热变形温度 | 样品在载荷下变形的温度。表明材料是否适用于高温应用。 | SLA：高温树脂、刚性树脂 SLS：尼龙 12、尼龙复合材料 |
| 硬度（硬度计） | 材料对表面变形的抵抗力。帮助您确定软塑料的正确“柔软度”，例如某些应用中的橡胶和弹性体。 | FDM：TPU SLA：柔性树脂、弹性树脂 SLS：TPU |
| 撕裂强度 | 材料在张力下对切口增长的抵抗力。评估软塑料和柔性材料（如橡胶）的耐用性和抗撕裂性很重要。 | FDM：TPU SLA：柔性树脂、弹性树脂、耐用树脂 SLS：尼龙 11、TPU |
| 蠕变 | 蠕变是材料在恒定应力影响下变形的趋势：拉伸、压缩、剪切或弯曲。低蠕变表明硬塑料的使用寿命，对于结构部件至关重要。 | FDM：ABS SLA：刚性树脂 SLS：尼龙 12，尼龙复合材料 |
| 压缩集 | 材料被压缩后的变形。对于软塑料和弹性应用很重要，它告诉您在去除负载后材料是否会恢复其原始形状。 | FDM：TPU SLA：柔性树脂、弹性树脂 SLS：TPU |
一．金属FDM打印工艺
1. FDM 金属打印技术：
金属 FDM打印机的工作方式与传统 FDM 打印机类似，但使用由聚合物粘合剂固定在一起的挤压金属棒。然后将完成的“生坯”部件在熔炉中烧结以去除粘合剂。
SLM 和 DMLS 打印机的工作原理与 SLS 打印机类似，但它们不是融合聚合物粉末，而是使用激光将金属粉末颗粒逐层融合在一起。SLM 和 DMLS 3D 打印机可以创建坚固、准确和复杂的金属产品，使该工艺成为航空航天、汽车和医疗应用的理想选择。
1.钛：重量轻，具有优异的机械特性。它坚固、坚硬且高度耐热、抗氧化和抗酸。
2.不锈钢：具有高强度、高延展性、耐腐蚀等特点。
3.铝：质轻、耐用、坚固，并具有良好的热性能。
4.工具钢：是一种坚硬、耐刮擦的材料，可用于打印最终使用的工具和其他高强度零件。
5.镍合金：具有高拉伸强度、蠕变强度和断裂强度，并且耐热和耐腐蚀。
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