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市场需求增长迅猛 这些3D打印材料较为常用

www.cechina.cn2019.01.13阅读 15902

  众所周知,3D 打印材料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,工业产品制造对于优质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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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www.cechina.cn,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,全球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CONTROL ENGINEERING China版权所有,并被应用于诸多领域。
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