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廣州形優(yōu)科技有限公司
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閱讀：734發(fā)布時(shí)間：2022-1-25
3D打印是一種快速成型的技術(shù)，又稱為增材制造，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印“幾乎可以”打印任何三維物品，但就技術(shù)來說，的限制還是材料和打印技術(shù)的相互匹配:不同的材料需要不同的打印技術(shù)匹配來打印。
3D 打印材料是3D 打印技術(shù)重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，它的性能在很大程度上決定了它成形部件的綜合性能。發(fā)展至今，其材料種類已經(jīng)十分豐富，主要種類包括塑料材料、金屬材料、陶瓷材料等。
在3D打印的材料中，塑料材料與金屬材料是我們到的材料，但哪款材料才符合你的打印需求呢？我們需要應(yīng)用什么打印技術(shù)來匹配？下面就讓我們一起來學(xué)習(xí)一下吧！
三. 塑料材料
1.塑料打印材料的分類：
塑料打印材料可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料
a.熱塑性塑料：
熱塑性塑料是的塑料型材料，可以加熱并成型為我們所需要的形狀。這個(gè)過程是一個(gè)物理變化的過程，分子之間無化學(xué)鏈產(chǎn)生，而且這個(gè)過程是可逆的，這也是熱塑性塑料能回收或融化再循環(huán)利用的原因。
b.熱固性塑料
與熱塑性材料相比，熱固性塑料在次加熱固化成型后，分子鏈之間就會(huì)形成化學(xué)鍵，成為三度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不僅不能再熔觸，在溶劑中也不能溶解。固化后會(huì)保持的固態(tài)，而且這個(gè)過程是不可逆的！所以不能回收循環(huán)利用！
四.的塑料材料3D打印工藝
（1）FDM 3D 打印及其材料
熔融沉積成型技術(shù) (FDM)，也稱為熔融長(zhǎng)絲制造 (FFF)，是打印噴頭通過加熱熔化熱塑性絲狀材料，然后將其逐層堆積在構(gòu)建區(qū)域上成型。這種技術(shù)非常適合制作基本的概念驗(yàn)證模型。但其打印的模型精度和分辨率是的，模型表面往往具有可見性的條紋紋理。
FDM 3D打印材料為熱塑性塑料，通常為 ABS、PLA 及其各種混合物。更*的 FDM 打印機(jī)還可以使用其他特殊材料進(jìn)行打印，這些材料具有更高的耐熱性、抗沖擊性、耐化學(xué)性和剛性。
材料 | 特征 | 應(yīng)用 |
ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯） | 堅(jiān)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（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯） | 兼容較低的打印溫度，可加快生產(chǎn)速度 | 防水應(yīng)用 |
尼龍 | 堅(jiān)固、耐用且重量輕 | 功能原型 |
TPU（熱塑性聚氨酯） | 柔韌且可拉伸 | 靈活的原型 |
PVA（） | 可溶性支撐材料 | 支撐材料 |
HIPS（高抗沖聚苯乙烯） | 與 ABS 材料一起使用的可溶性支撐材料 | 支撐材料 |
復(fù)合材料（碳纖維、芳綸、玻璃纖維） | 剛性、堅(jiān)固或極其堅(jiān)固 | 功能原型 |
（2）SLA 3D打印及其材料
SLA 打印技術(shù)原理是使用紫外(UV)激光束將液體的樹脂材料固化成模型,。打印出來的模型具有高分辨率、高精度、高清晰的細(xì)節(jié)和光滑的表面等特點(diǎn)。
SLA 3D打印材料可提供具有廣泛光學(xué)、機(jī)械和熱性能的樹脂配方，以匹配標(biāo)準(zhǔn)、工程和工業(yè)的熱塑性塑料。
FORMLABS 材料 | 特征 | 應(yīng)用 |
標(biāo)準(zhǔn)樹脂 | 高分辨率 | 概念模型 |
透明樹脂 | 真正透明的塑料 3D 打印材料 | 需要透光的部件 |
草稿樹脂 | 的 3D 打印材料之一， | 初始原型 |
堅(jiān)韌耐用的樹脂 | 堅(jiān)固、堅(jiān)固、功能性和動(dòng)態(tài)的材料 | 外殼和外殼 |
剛性樹脂 | 高度填充、堅(jiān)固且堅(jiān)硬的材料，可抵抗彎曲 | 夾具、固定裝置和工具 |
耐高溫樹脂 | 耐高溫 | 熱空氣、氣體和流體流動(dòng) |
柔性和彈性樹脂 | 橡膠、TPU 或硅膠的柔韌性 | 消費(fèi)品原型 |
醫(yī)療和牙科樹脂 | 用于生產(chǎn)醫(yī)療和牙科器械的各種生物相容性樹脂 | 牙科和醫(yī)療器械，包括手術(shù)導(dǎo)板、假牙和假肢 |
珠寶樹脂 | 熔模鑄造和硫化橡膠成型材料 | 可重復(fù)使用模具的試穿件大師 |
陶瓷樹脂 | 仿石飾面 | 工程研究 |
（3）SLS 3D打印技術(shù)及其材料
SLS 3D打印技術(shù)原理是使用高功率激光來熔合聚合物粉末的小顆粒。在打印過程中，未熔化的粉末支撐著零件，所以打印的過程不需要支撐材料。適合制作復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)模型。
與 FDM 和 SLA 相比，SLS 的材料選擇有限，但可用材料具有優(yōu)異的機(jī)械特性，強(qiáng)度類似于注塑件。尼龍材料是SLS 的的材料
材料 | 描述 | 應(yīng)用 |
尼龍12 | 堅(jiān)固、堅(jiān)硬、堅(jiān)固且耐用 | 功能原型 |
尼龍11 | 與尼龍 12 的特性相似，但具有更高的彈性、斷裂伸長(zhǎng)率和抗沖擊性，但剛度較低 | 功能原型 |
熱塑性聚氨酯 | 柔韌、有彈性和橡膠狀 | 功能原型 |
尼龍復(fù)合材料 | 用玻璃、鋁或碳纖維增強(qiáng)的尼龍材料以增加強(qiáng)度和剛度 | 功能原型 |
步驟1.定義性能要求
| 要求 | 描述 | 推薦 |
| 性能低下 | 對(duì)于形狀和配合原型設(shè)計(jì)、概念建模和研發(fā)，打印部件只需要滿足低技術(shù)性能要求。 示例：用于人體工程學(xué)測(cè)試的湯勺形狀原型。除了表面光潔度外，不需要任何功能性能要求。 | FDM：PLA SLA：標(biāo)準(zhǔn)樹脂、透明樹脂（透明部分）、草稿樹脂（快速打?。?/span> |
| 中等性能 | 對(duì)于驗(yàn)證或預(yù)生產(chǎn)用途，打印部件必須盡可能接近最終生產(chǎn)部件以進(jìn)行功能測(cè)試，但沒有嚴(yán)格的使用壽命要求。 示例：用于防止突然撞擊的電子元件外殼。性能要求包括吸收沖擊的能力，外殼需要咬合在一起并保持其形狀。 | FDM：ABS SLA：工程樹脂 SLS：尼龍 11、尼龍 12、TPU |
| 高性能 | 對(duì)于最終用途零件，最終的 3D 打印生產(chǎn)零件必須經(jīng)得起特定時(shí)間段的顯著磨損，無論是一天、一周還是幾年。 示例：鞋外底。性能要求包括嚴(yán)格的循環(huán)加載和卸載壽命測(cè)試、多年的色牢度，以及抗撕裂性等。 | FDM：復(fù)合材料 SLA：工程、醫(yī)療、牙科或珠寶樹脂 SLS：尼龍 11、尼龍 12、TPU、尼龍復(fù)合材料 |
| 要求 | 描述 | 推薦 |
| 抗拉強(qiáng)度 | 材料在張力下的抗斷裂性。高抗拉強(qiáng)度對(duì)于結(jié)構(gòu)、承重、機(jī)械或靜態(tài)部件很重要。 | FDM：PLA SLA：透明樹脂、剛性樹脂 SLS：尼龍 12、尼龍復(fù)合材料 |
| 彎曲模量 | 材料在負(fù)載下的抗彎曲能力。材料剛度（高模量）或柔韌性（低模量）的良好指標(biāo)。 | FDM：PLA（高）、ABS（中） SLA：剛性樹脂（高）、堅(jiān)韌耐用樹脂（中）、柔性和彈性樹脂（低） SLS：尼龍復(fù)合材料（高）、尼龍 12（中） |
| 伸長(zhǎng) | 拉伸時(shí)材料對(duì)斷裂的抵抗力。幫助您根據(jù)柔性材料的拉伸程度來比較它們。還指示材料是首先變形還是突然斷裂。。 | FDM：ABS（中）、TPU（高） SLA：堅(jiān)韌耐用的樹脂（中）、柔性和彈性樹脂（高） SLS：尼龍 12（中）、尼龍 11（中）、TPU（高） |
| 沖擊強(qiáng)度 | 材料吸收沖擊和沖擊能量而不斷裂的能力。表示韌性和耐用性，幫助您了解材料掉落在地面上或撞到另一個(gè)物體時(shí)破裂的難易程度。 | FDM：ABS、尼龍 SLA：Tough 2000 樹脂、Tough 1500 樹脂、Grey Pro 樹脂、耐用樹脂 SLS：尼龍 12、尼龍 11 |
| 熱變形溫度 | 樣品在載荷下變形的溫度。表明材料是否適用于高溫應(yīng)用。 | SLA：高溫樹脂、剛性樹脂 SLS：尼龍 12、尼龍復(fù)合材料 |
| 硬度（硬度計(jì)） | 材料對(duì)表面變形的抵抗力。幫助您確定軟塑料的正確“柔軟度”，例如某些應(yīng)用中的橡膠和彈性體。 | FDM：TPU SLA：柔性樹脂、彈性樹脂 SLS：TPU |
| 撕裂強(qiáng)度 | 材料在張力下對(duì)切口增長(zhǎng)的抵抗力。評(píng)估軟塑料和柔性材料（如橡膠）的耐用性和抗撕裂性很重要。 | FDM：TPU SLA：柔性樹脂、彈性樹脂、耐用樹脂 SLS：尼龍 11、TPU |
| 蠕變 | 蠕變是材料在恒定應(yīng)力影響下變形的趨勢(shì)：拉伸、壓縮、剪切或彎曲。低蠕變表明硬塑料的使用壽命，對(duì)于結(jié)構(gòu)部件至關(guān)重要。 | FDM：ABS SLA：剛性樹脂 SLS：尼龍 12，尼龍復(fù)合材料 |
| 壓縮集 | 材料被壓縮后的變形。對(duì)于軟塑料和彈性應(yīng)用很重要，它告訴您在去除負(fù)載后材料是否會(huì)恢復(fù)其原始形狀。 | FDM：TPU SLA：柔性樹脂、彈性樹脂 SLS：TPU |
一．金屬FDM打印工藝
1. FDM 金屬打印技術(shù)：
金屬 FDM打印機(jī)的工作方式與傳統(tǒng) FDM 打印機(jī)類似，但使用由聚合物粘合劑固定在一起的擠壓金屬棒。然后將完成的“生坯”部件在熔爐中燒結(jié)以去除粘合劑。
SLM 和 DMLS 打印機(jī)的工作原理與 SLS 打印機(jī)類似，但它們不是融合聚合物粉末，而是使用激光將金屬粉末顆粒逐層融合在一起。SLM 和 DMLS 3D 打印機(jī)可以創(chuàng)建堅(jiān)固、準(zhǔn)確和復(fù)雜的金屬產(chǎn)品，使該工藝成為航空航天、汽車和醫(yī)療應(yīng)用的理想選擇。
1.鈦：重量輕，具有優(yōu)異的機(jī)械特性。它堅(jiān)固、堅(jiān)硬且高度耐熱、抗氧化和抗酸。
2.不銹鋼：具有高強(qiáng)度、高延展性、耐腐蝕等特點(diǎn)。
3.鋁：質(zhì)輕、耐用、堅(jiān)固，并具有良好的熱性能。
4.工具鋼：是一種堅(jiān)硬、耐刮擦的材料，可用于打印最終使用的工具和其他高強(qiáng)度零件。
5.鎳合金：具有高拉伸強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度，并且耐熱和耐腐蝕。
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