當前3D打印技術兼容的材料體系涵蓋熱塑性塑料、金屬、陶瓷及光敏樹脂等,其中聚合物憑借廣泛的適用性成為主流選擇。了解各類聚合物的特性及應用場景,對確保最終零部件性能至關重要。本文將系統梳理市場主流3D打印聚合物類型、典型應用領域,并解析選材過程中的核心考量因素。
市場主流3D打印聚合物類型
可用于3D打印的聚合物材料種類繁多,且以液態樹脂、固態絲材或粉末形式存在。核心類別包括:
熱塑性塑料:如PLA(聚乳酸)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯),適用于熔融沉積成型(FFF)等工藝;
彈性體:如TPU(熱塑性聚氨酯)、TPA(熱塑性聚酰胺),可提供柔韌性,常見于絲材或粉末形態;
光敏聚合物:以液態樹脂為主,通過光固化工藝(如SLA)成型;
可溶性聚合物:用于構建支撐結構,后續可通過溶解去除;
聚酰胺類材料:如PA11、PA12多以粉末形式應用于選擇性激光燒結(SLS),PA6則可兼容FFF工藝。
材料市場持續擴展,從傳統PLA、ABS到碳纖維/芳綸纖維復合材料,再到具備耐化學性、阻燃性、耐候性等功能的工業級材料,覆蓋領域逐年增加,推動3D打印技術向更多行業滲透。
3D打印聚合物選材核心考量因素
選擇合適聚合物需綜合評估技術約束、設計需求及后處理要求:
工藝適配性:
FFF工藝中,材料與打印機的兼容性至關重要。例如,部分絲材支持可溶支撐,但某些材料需用同材質支撐,需機械移除,因此內部支撐設計需謹慎;
粉末床工藝(如SLS)設計自由度更高,無需支撐即可復制精細結構;
材料收縮特性需重點關注,尤其在打印橫截面積快速變化的部件時,超聚合物或特定材料易引發變形。
性能需求匹配:
需剛性及表面光潔度的零件優先選擇熱塑性塑料;
需柔韌性或彈性的部件(如密封件、緩沖結構)則適用彈性體。
后處理影響:
后處理是提升部件耐用性、表面質量的關鍵環節,包括清潔、打磨、化學處理等;
部分材料需通過特定后處理(如熱處理、涂層)才能達到設計性能要求。
綜上,3D打印聚合物的選型需結合工藝特性、功能需求及成本效益綜合決策。隨著材料體系與工藝技術的持續創新,聚合物在3D打印領域的應用潛力將進一步釋放。
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