3D打印塑料材料你了解多少？

目前3D打印的材料主要分為工程塑料、光敏樹脂、橡膠類、金屬類和陶瓷類等。此外，人造細(xì)胞、巧克力等特殊材料也在各自領(lǐng)域有所應(yīng)用。3D打印中所需材料都是針對(duì)3D打印設(shè)備專門研發(fā)的，無(wú)法使用日常所使用的普通塑料、陶瓷等材料。這里著重介紹一下跟塑料行業(yè)相關(guān)的材料。

　　一、工程塑料

　　工程塑料是指被用作的工業(yè)零件或者外殼材料的工業(yè)用塑料。相比其它材料，兼有強(qiáng)度、耐沖擊性、抗老化、硬度等性能指標(biāo)兼顧的平衡優(yōu)點(diǎn)。因此它也是目前3D 打印中應(yīng)用最為廣泛的材料。常見(jiàn)的工程塑料種類包括acrylonitrilebutadiene styrene(ABS)類材料、polycarbonate(PC)類材料、尼龍類材料等。

　　1.ABS材料是fused deposition modeling(FDM，熔融沉積造型)快速成型工藝常用的熱塑性工程塑料，具有強(qiáng)度高、韌性好、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)，正常變形溫度超過(guò)90℃，可進(jìn)行機(jī)械加工(鉆孔、攻螺紋)、噴漆及電鍍。

　　ABS材料的顏色種類很多，如象牙白、白色、黑色、深灰、紅色、藍(lán)色、玫瑰紅色等，在汽車、家電、電子消費(fèi)品領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

　　2.PC材料是真正的熱塑性材料，具備工程塑料的所有特性：高強(qiáng)度、耐高溫、抗沖擊、抗彎曲，可以作為最終零部件使用。使用PC材料制作的樣件，可以直接 裝配使用，應(yīng)用于交通工具及家電行業(yè)。PC材料的顏色比較單一，只有白色，但其強(qiáng)度比ABS材料高出60%左右，具備超強(qiáng)的工程材料屬性，廣泛應(yīng)用于電子 消費(fèi)品、家電、汽車制造、航空航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。

　　3.尼龍玻纖是一種白色的粉末，與普通塑料相比，其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度有所增強(qiáng)，熱變形溫度以及材料的模量有所提高，材料的收縮率減小，但表面變粗糙，沖擊強(qiáng)度降低。材料熱變形溫度為110℃，主要應(yīng)用于汽車、家電、電子消費(fèi)品領(lǐng)域。

　　4.PC-ABS材料是一種應(yīng)用最廣泛的熱塑性工程塑料。PC-ABS具備了ABS的韌性和PC材料的高強(qiáng)度及耐熱性，大多應(yīng)用于汽車、家電及通信行業(yè)。 使用該材料配合FORTUS設(shè)備制作的樣件強(qiáng)度比傳統(tǒng)的FDM系統(tǒng)制作的部件強(qiáng)度高出60%左右，所以使用PC-ABS能打印出包括概念模型、功能原型、 制造工具及最終零部件等熱塑性部件。

　　5.polycarbonate-iso(PC-ISO)材料是一種通過(guò)醫(yī)學(xué)衛(wèi)生認(rèn)證的白色熱塑性材料，具有很高的強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于藥品及醫(yī)療器械行業(yè)，用于手術(shù)模擬、顱骨修復(fù)、牙科等專業(yè)領(lǐng)域。同時(shí)，因?yàn)榫邆銹C的所有性能，也可以用于食品及藥品包裝行業(yè)，做出的樣件可以作為概念模型、功能原型、制造工具及最終零部件使用。

　　6.POLYSULFONE(PSU)類材料是一種琥珀色的材料，熱變形溫度為189℃，是所有熱塑性材料里面強(qiáng)度最高，耐熱性最好，抗腐蝕性最優(yōu)的材 料，通常作為最終零部件使用，廣泛用于航空航天、交通工具及醫(yī)療行業(yè)。PSU類材料能帶來(lái)直接數(shù)字化制造體驗(yàn)，性能非常穩(wěn)定，通過(guò)與RORTUS設(shè)備的配合使用，可以達(dá)到令人驚嘆的效果。

　　二、光敏樹脂

　　光敏樹脂即ultraviolet rays(UV)樹脂，由聚合物單體與預(yù)聚體組成，其中加有光(紫外光)引發(fā)劑(或稱為光敏劑)。在一定波長(zhǎng)的紫外光(2500～300nm)照射下能立 刻引起聚合反應(yīng)完成固化。光敏樹脂一般為液態(tài)，可用于制作高強(qiáng)度、耐高溫、防水材料。常見(jiàn)的光敏樹脂有somos NEXT材料、樹脂somos11122材料、somos19120材料和環(huán)氧樹脂。

　　1.somos NEXT材料為白色材質(zhì)，類PC新材料，韌性非常好，基本可達(dá)到selective laser sintering(SLS，選擇性激光燒結(jié))制作的尼龍材料性能，而精度和表面質(zhì)量更佳。somos NEXT材料制作的部件擁有迄今最優(yōu)的剛性和韌性，同時(shí)保持了光固化立體造型材料做工精致、尺寸精確和外觀漂亮的優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于汽車、家電、電子消費(fèi)品等領(lǐng)域。

　　2.somos11122材料看上去更像是真實(shí)透明的塑料，具有優(yōu)秀的防水和尺寸穩(wěn)定性，能提供包括ABS和PBT在內(nèi)的多種類似工程塑料的特性，這些特性使它很適合用在汽車、醫(yī)療以及電子類產(chǎn)品領(lǐng)域。

　　3.somos19120材料為粉紅色材質(zhì)，是一種鑄造專用材料。成型后可直接代替精密鑄造的蠟?zāi)ぴ?，避免開發(fā)模具的風(fēng)險(xiǎn)，大大縮短周期，擁有低留灰燼和高精度等特點(diǎn)。

　　4.環(huán)氧樹脂是一種便于鑄造的激光快速成型樹脂，它含灰量極低(800℃時(shí)的殘留含灰量<0.01%)，可用于熔融石英和氧化鋁高溫型殼體系，而且不含重金屬銻，可用于制造極其精密的快速鑄造型模。