增材制造和3D打印材料
沒有材料的3D打印機(jī)就像沒有汽油或電池的汽車。它沒有向前推進(jìn)。或者換個(gè)說法，兩者缺一不可。由于增材制造可用于如此多的不同應(yīng)用，近年來新的3D打印材料的重要性和可用性顯著增加就不足為奇了。
雖然與傳統(tǒng)制造工藝相比，可用于3D打印的材料數(shù)量仍然相當(dāng)可控，但其數(shù)量幾乎每天都在增加–從各種塑料和金屬到沙子、陶瓷和混凝土。3D打印機(jī)和材料之間的互動(dòng)是至關(guān)重要的，這對(duì)3D打印的未來以及生產(chǎn)的部件的質(zhì)量和可靠性都是如此。3d打印的材料是什么?哪些印刷材料已經(jīng)有了，旅程還將走向何方？在這里，我們給你介紹一下3D打印的經(jīng)典材料，包括一些奇特的方法。
3D打印使用的是什么材料？
3d打印材料有哪幾種材料可以用哪種3D打印機(jī)加工，與各自的應(yīng)用密切相關(guān)。如果一個(gè)部件必須承受機(jī)械應(yīng)力，金屬是合適的。如果需要減輕重量，塑料是合適的。對(duì)于房屋建筑，混凝土通常是首選材料。間接3D打印工藝，例如用于金屬鑄造，與沙子、陶瓷和塑料等材料一起工作。正如3D打印材料的應(yīng)用不同，其外觀也因加工技術(shù)的不同而不同。一些3D打印機(jī)處理粉末，其他的是長絲，還有一些需要液體材料。但一次只做一件事。讓我們首先仔細(xì)看看用于3D打印的材料。
用于3D打印的塑料
在使用最多的3D打印材料中，塑料占據(jù)了絕大部分份額。根據(jù)領(lǐng)先的增材制造咨詢公司之一Wohlers Associates的數(shù)據(jù)，塑料約占所有可用于3D打印的材料的53%（參見《2022年Wohlers報(bào)告》）。這一方面包括以粉末形式或長絲形式加工的聚合物，另一方面包括液體光聚合物。塑料是最古老和最發(fā)達(dá)的3D打印材料之一。
首批增材制造技術(shù)，即選擇性激光燒結(jié)技術(shù)、立體光刻技術(shù)和熔融沉積造型技術(shù)，是創(chuàng)始技術(shù)之一，都是以塑料為基礎(chǔ)的。后來才有了金屬或陶瓷等新材料的3D打印機(jī)。因此，今天在市場上已經(jīng)可以找到許多不同的聚合物材料–并且有上升的趨勢。2017年，大約有500種塑料用于增材制造工藝。到2021年，這個(gè)數(shù)字增加了兩倍，有1500多種塑料基3D打印材料（參見《2022年Wohlers報(bào)告》）。我們想仔細(xì)看看一些選定的材料，這些材料也可以用Voxeljet高速燒結(jié)工藝加工。
最常見的3D打印塑料材料
PA12
聚酰胺12，也被稱為尼龍，是增材制造的標(biāo)準(zhǔn)材料。它幾乎與所有的3D打印技術(shù)兼容，并具有高重現(xiàn)性和尺寸精度的特點(diǎn)。
PP
聚丙烯是世界上加工最多的塑料之一。由于具有高動(dòng)態(tài)負(fù)荷能力和耐化學(xué)性等特性，PP被廣泛用于各種行業(yè)。
TPU
熱塑性聚氨酯是一種彈性體，可用于生產(chǎn)柔性部件。作為一種3D打印材料，TPU尤其被用于生產(chǎn)鞋底、墊子、密封件或阻尼材料。
用于3D打印的金屬
金屬在3D打印材料中占據(jù)第二位。在所有可用的和可添加加工的材料中，約有36%是來自金屬的。從鋁、鈷、銅到各種鋼合金和鈦。最成熟的金屬增材制造工藝是選擇性激光熔化和粘合劑噴射。通過這些技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)密度高達(dá)99%的非常復(fù)雜的組件。作為一種3D打印材料，金屬正在獲得越來越多的市場份額，也被認(rèn)為是最有前途的增材制造材料之一。特別是在汽車和航空航天業(yè)，金屬3D打印被廣泛使用。
用于3D打印的其他材料
因此，塑料和金屬占了3D打印材料的大部分，占總數(shù)的89%。然而，還有許多其他具有不同性質(zhì)和應(yīng)用的印刷材料。我們想簡單了解一下這些材料中的三種，它們也可以用voxeljet粘結(jié)劑噴射技術(shù)來加工。
沙子
砂子特別用于金屬鑄造業(yè)的模具和模型的增材制造。然而，它也可用于3D打印混凝土澆注的模板元件或用于層壓或深拉的工具。
陶瓷
與沙子類似，各種高性能陶瓷也可以用增材制造技術(shù)進(jìn)行加工。我們也使用這套材料。例如，用于投資鑄造、催化劑、設(shè)計(jì)元素或生物活性陶瓷結(jié)構(gòu)的核心的3D打印。
混凝土
混凝土作為3D打印的材料，最近一直在掀起波瀾，特別是在建筑領(lǐng)域。 例如，整個(gè)房屋可以被3D打印成一體。雖然我們自己不做3D打印混凝土，但我們確實(shí)提供3D打印混凝土澆注的模板。
3d打印材料有哪些將被考慮用于未來的3D打??？
3D打印材料的潛力遠(yuǎn)未耗盡。用于各種3D打印技術(shù)的新材料幾乎每天都會(huì)出現(xiàn)在市場上。這些包括新的塑料、金屬和特殊合金。鑒定新材料的一個(gè)主要障礙是個(gè)別技術(shù)的限制。例如，一些塑料和金屬需要非常高的溫度來形成一個(gè)層的結(jié)合，而機(jī)器還不能達(dá)到這種溫度。
3D打印的一種材料形式在未來將變得越來越重要，那就是復(fù)合材料。這指的是一種實(shí)際上由兩種材料組成的材料。在某種程度上，今天已經(jīng)在用3D打印技術(shù)加工復(fù)合材料。例如，碳纖維增強(qiáng)塑料長絲可用于FDM工藝。這些3D打印材料的巨大優(yōu)勢是，它們可以用來生產(chǎn)非常輕，但同時(shí)又穩(wěn)定和堅(jiān)固的部件。因此，它們特別適用于優(yōu)化組件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
有哪些用于3D打印的非凡材料？
根據(jù)技術(shù)和應(yīng)用的不同，各種其他材料都可以進(jìn)行3D打印。在這種情況下，決定性的因素始終是應(yīng)用。甚至玻璃、巧克力或木材也可以打印，但這些3D打印材料的市場相對(duì)較小。當(dāng)然，這并不意味著這種異物的多樣性和印刷的可能性就不那么令人印象深刻。
