3D打印技术的快速发展离不开材料的创新与多样化。不同材料因其独特的物理化学性质,可适配多种打印工艺和应用场景。以下是目前主流的3D打印材料分类及其核心特点:
一、金属材料:工业级制造的支柱
金属材料凭借其高强度、耐高温和耐腐蚀性,成为航空航天、医疗和汽车制造等领域的关键选择。
不锈钢与钛合金:不锈钢通过选择性激光烧结(SLS)技术成型,适用于机械零件和食品加工设备;钛合金则因轻量化和生物相容性,广泛用于医疗植入物和航空部件。
因瓦合金:一种镍铁合金,具有极低的热膨胀系数,常用于支架和精密光学设备。其抗拉强度超过400MPa,是高精密部件的理想材料。
高温合金与铝合金:如GH4169镍基合金,通过高精度设备打印,表面粗糙度可达Ra2.23微米,直接应用于发动机和半导体散热器。
二、塑料类:消费级打印的主流选择
塑料材料成本低、易加工,是桌面级3D打印机的常用耗材。
ABS塑料:耐冲击性强,适合制作玩具和家居用品,需加热床辅助成型,但易因温差产生翘曲。
PLA塑料:环保可降解,无需加热床,适合低端设备。其半透明特性常用于模型制作和礼品设计。
光敏树脂:液态材料通过光固化(SLA/DLP)技术实现微米级精度,表面光滑,用于牙科模型和精密电子元件。
三、陶瓷与复合材料:功能性与艺术的结合
陶瓷粉末:经SLS烧结后需二次高温烧制,成品耐高温且硬度高,适用于餐具、艺术品及牙科植入物。
碳纤维复合材料:轻量化且强度高,用于无人机框架和运动器材,突破传统塑料的性能局限。
四、生物与食品材料:跨界创新的前沿
生物材料:如细胞培养基质,推动组织工程和人工器官打印,实现个性化医疗。
食品材料:巧克力、砂糖等通过挤出成型技术制作可食用造型,拓展了餐饮和创意设计的可能性。
五、新兴材料:技术突破的驱动力
石墨烯:兼具柔韧与高导电性,可打印柔性电子器件,被视为下一代智能设备的革命性材料。
液态金属:泛介质3D打印技术突破环境限制,支持从生物组织到固体介质的全场景制造,为柔性电子和嵌入式设备提供新方案。
超细纤维:直径仅1.5微米,通过溶剂交换技术实现高纵横比结构,应用于微流体设备和触觉传感器。