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3D新聞

舉足輕重:3D打印各類材料匯總盤點

星之球科技 來源:中關(guan) 村在線2014-12-19 我要評論(0 )   

3D打印領域,3D打印材料在3D打印機中扮演著舉(ju) 足輕重的角色,成品的出現約等於(yu) 3D打印材料的有序疊加。3D打印材料之於(yu) 3D打印機如同血液對於(yu) 人體(ti) 的重要性一般,3D打印材料...

       3D打印領域,3D打印材料在3D打印機中扮演著舉(ju) 足輕重的角色,成品的出現約等於(yu) 3D打印材料的有序疊加。3D打印材料之於(yu) 3D打印機如同血液對於(yu) 人體(ti) 的重要性一般,3D打印材料促進或者製約著3D打印技術的發展。促進,講得是3D打印材料的性能好、種類多則對3D打印技術發展起良性作用;製約,講得是3D打印材料的性能差、種類有限則成為(wei) 3D打印技術發展的瓶頸。那麽(me) ,常見的3D打印材料有哪些?

  目前,3D打印材料的總量不止200餘(yu) 種,每隔一段時間就會(hui) 有材料誕生,然而對於(yu) 3D打印發展而言,這些材料遠遠不夠。3D打印材料根據3D打印成型技術的不同,種類也不盡相同。3D打印線材是3D打印材料的一種,主要用於(yu) FDM機型也就是熔融層積成型技術機型之中。由於(yu) 是擠出成型,所以製作該機型材料是需要將其製作成線狀的耗材,這些線狀的耗材被業(ye) 內(nei) 外稱之為(wei) 線材。

  線材的種類有很多,PLA、ABS、木材、PC等等,這些不同線材在打印時呈現不同的性能。另外,不同機型對線材的兼容性也不盡相同。FDM機型還可使用的材料為(wei) 食材或者混凝土材料,這些材料比較特殊,也是采用擠出的方式讓材料成型。成型技術中的PI也就是我們(men) 通常所說的聚合體(ti) 噴射技術使用較多的材料為(wei) 光敏聚合物。

  

  不同的成型技術使用的3D打印材料

  SLA/DLP機型也就是我們(men) 常說的光固化成型機型一般使用較多的為(wei) 樹脂材料,這類機型常常采用照射聚焦的方法對材料進行固化,所以一般樹脂材料為(wei) 液體(ti) 狀態。而其他的成型技術如選擇性激光燒結(SLS)、直接金屬激光燒結(DMLS)、電子束熔煉(SHS)等采用的材料一般為(wei) 金屬材質。

 

值得注意的是,使用諸如SLS、DMLS、SHS技術的3D打印機一般都為(wei) 工業(ye) 機型,不同於(yu) 桌麵機型所采用的技術,工業(ye) 級別的3D打印設備具備更高的性能,一般運用生產(chan) 高性能的零部件。在3D打印領域還有很多技術,如PP主要使用石膏作為(wei) 3D打印材料、惠普發布的新3D打印技術是一種逐層製造技術。當然,使用不同成型技術的3D打印機有可能采用同一材料。

  值得聲明的是,在3D打印材料製造商中存在一類通用耗材供應商。相反言之,有些材料隻能兼容特定的機型。如XYZprinting製作的特定線材盒規定其適合用於(yu) XYZprinting生產(chan) 的3D打印機中,另外,材料的性能以及機型的兼容性也是規定材料能否被使用的關(guan) 鍵性因素。

  當然,縮小到3D打印材料領域,每隔一段時間就會(hui) 產(chan) 生一種新的材料,有些是全新的,有些是在原有材料中加入別的成分使其擁有其他的性能。舉(ju) 兩(liang) 個(ge) 例子:9月末,荷蘭(lan) 耗材製造商ColorFabb推出一款打印效果類似金屬的3D打印線材——copperFill,copperFill是在PLA線材中加入金屬粉所製成;10月初,一款硬度較好的PLA HS線材誕生,PLA HS是在PLA線材中加入礦粉製作而成。

  另外,被叫做同一類型的材料不一定製作原料、製作方法完全一致。隨著3D打印機生產(chan) 廠商愈加重視3D打印機的性能,生產(chan) 廠商很樂(le) 意獨自生產(chan) 屬於(yu) 自己的3D打印材料。換言之,兩(liang) 家生產(chan) 的同屬於(yu) PLA的材料有可能在性能上產(chan) 生差別,也有可能不互相兼容兩(liang) 家生產(chan) 的3D打印機。

  FDM技術也就是我們(men) 通常所說的層積成型技術,它所使用的3D打印材料一般被稱為(wei) 線材。就目前而言,線材的種類有很多,例如PLA、ABS、PC、尼龍等等。通常FDM機型所使用的線材為(wei) ABS或者PLA線材。不過,隨著材料性能需求不同,很多廠商在PLA材料或者ABS材料中加入不同的成分使其具備不同的性能。改良後的PLA線材、ABS線材具備很特殊的性能,有的硬度好、有的色澤好,這些在不同程度上提高了線材的打印效果。

  

 

  某PLA材料的性能

 

 PLA是生物降解塑料聚乳酸的英文簡介形式,留心的朋友知道PLA是一個(ge) 統稱。製作PLA線材的材料有很多,玉米、麥稈、甘蔗渣等都可用來製作PLA線材。純種的PLA線材絲(si) 毫沒有毒性,丟(diu) 棄後可形成二氧化碳和水,不會(hui) 對大自然造成汙染,屬於(yu) 環保性材料。PLA材料在使用過程中不需要加熱床設備,較為(wei) 容易使用。在這裏值得注意的是線材是有直徑大小之分和顏色之分。

  生產(chan) PLA線材的廠商不可不謂之不少,尤其近來3D打印機生產(chan) 廠商越來越重視3D打印機的性能,所以3D打印材料基本上自行生產(chan) ,如西通生產(chan) 的PLA線材、北京匯天威科技有限公司專(zhuan) 為(wei) 弘瑞3D打印機打造的PLA線材。另外,在3D打印線材界還有生產(chan) 通用線材的廠商,這些線材一般能夠兼容很多機型的3D打印機,如eSUN易生。天威由2D打印廠商進入3D打印市場,不僅(jin) 推出了多款高性能的3D打印機而且還推出多款3D打印線材。

  ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的英文簡寫(xie) 形式,同PLA一樣屬於(yu) FDM機型常用的線材之一。ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的聚合物,各分子占比例不同,ABS線材的性能就有所差別。ABS線材同PLA線材一樣都是線盤裝置,使用時將線材盤置入耗材槽即可。利用ABS線材可以製作多種家居飾品,而且材料比較堅固,所以打印成品性能較好。

  

 

  某ABS材料的性能

ABS線材兼容性受到噴嘴溫度的影響呈現較差的現狀,所以3D打印機生產(chan) 廠商通常會(hui) 生產(chan) 適合自己產(chan) 品的ABS線材。ABS線材打印品一般呈現亞(ya) 光性,ABS線材的熔點較高,所以打印時打印頭溫度調節得較高,220度基本上可以使得ABS線材擠出。另外,不同於(yu) PLA線材,ABS線材打印時會(hui) 產(chan) 生一種特殊的氣味。  

  由於(yu) ABS和PLA線材較為(wei) 常用,所以生產(chan) 或者代售這兩(liang) 類的商家較多。基本上生產(chan) 3D打印機的廠家都會(hui) 相應推出這兩(liang) 款3D打印線材商家較多。銷售ABS線材的廠家有珠海西通、東(dong) 莞凱佳、深圳瑞貝思、上海甘瓊貿易等等;銷售PLA線材的廠家有廣州飛勝、銅陵羽易商貿等。#p#分頁標題#e#

  在FDM機型材料領域內(nei) 還存在其他線材,如可食性材料、PC、尼龍、導電等等。不同的材料具有不同的性能。PETG線材是eSUN易生推出的兼具PLA、ABS所長的線材,該線材具有高韌性抗衝(chong) 擊性的特點。尼龍材料是聚酰胺的俗稱尼龍,目前尼龍的種類有很多,如3D Systems推出的尼龍12、易生推出的尼龍材料等。尼龍一般是由白色粉粒構成,具備很高的強度以及一定的柔韌性。尼龍材料適合製作複雜的模型,材料的采用使得3D模型設計具備很大的自由度。

  HIPS線材是聚苯乙烯的簡稱,該材料具備很強的抗衝(chong) 擊性。HIPS是在聚苯乙烯中加入聚丁基橡膠顆粒製作而成,這些顆粒具有很強的粘度,不容易出現斷裂的現象。HIPS線材具有較廣的應用範圍,使用時不容易出現彎曲的現象。易生曾經推出多款HIPS線材,可適用於(yu) 多款FDM機型。另外,Formfutura公司推出一款HIPS線材EasyFil,由於(yu) HIPS線材與(yu) ABS屬性相似,所以應用前景相當廣泛。


  木質線材使用木質物體(ti) 製作而成,這些木質線材可用於(yu) 家具的打印工作。木質線材是由再生木質纖維結合高分子粘合劑製作而成,這些線材在使用過程中呈現更加自然的屬性,且不會(hui) 輕易變形而且可以輕易實現後期處理工作,如塗色、切割等。木質線材根據打印頭直徑的不同也分為(wei) 兩(liang) 種不同的直徑規格,這需要根據打印頭直徑而定。

  ColorFabb公司曾經推出過一款木質線材WoodFill,WoodFill是由20%的回收木材結合高分子粘合劑製成。Kai Parthy曾經針對桌麵級3D打印機推出木質線材LAYWOO-D3,這些線材在使用過程中呈現較好的性能。

  隨著3D打印技術的發展,可用作3D打印的材料日益增多,而尤其作為(wei) FDM機型材料的線材更是日漸增多。有些是重新開辟的新的線材,有些是在原有線材的基礎之上加入新的分子材料從(cong) 而擁有新的性能。另外,值得注意的是,3D打印線材有些具備多種顏色可選,有些具有不同的線材直徑。而這些也是選擇一款3D打印線材的重中之重。

  編輯點評:3D打印材料是3D打印機自身流淌著的血液,是3D打印機正常運行不可或缺的一部分。本文主要敘述了FDM機型的3D打印線材,而其它技術的3D打印材料文章將陸續推出。3D打印線材不斷推出,本文敘述的線材隻是些較為(wei) 常見的線材,如PLA、ABS、木質、尼龍等。而現實中還存在不同性能的3D打印材料,如可食性材料、水泥、PVA等。

 

 

 

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