3D打印材料有哪些？塑料、金属、树脂全解析 - 广州国际模具展览会

3D打印技术的快速发展推动了各类新材料的出现，广泛应用于原型制作、产品设计、小批量生产等领域。不同的材料适用于不同的打印技术和应用需求。根据3D打印的技术与目标，材料通常可以分为塑料、金属、树脂三大类。以下是这三类材料的详细解析，包括它们的特点、适用场景以及常见材料类型。

1. 塑料类材料

塑料是3D打印中最常用的材料之一，特别适合快速原型制作、设计验证和小批量生产。它具有成本低、打印速度快、可操作性强的特点。

常见塑料材料：

• PLA（聚乳酸）：

  • 特点：环保、可降解，低温下即可打印，无毒，无异味，打印简单，适合快速原型制作。

  • 应用：适用于教育、创客、模型制作等领域，广泛用于家庭打印机和简单的原型制作。

• ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）：

  • 特点：耐热性强，硬度高，抗冲击性好，较为耐用，常见于工业级打印。

  • 应用：适合制作功能性部件、工具、汽车零件等，适用于需要较强机械强度的场景。

• PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯）：

  • 特点：兼具PLA和ABS的优点，较为耐用且透明，具有良好的韧性和抗紫外线性。

  • 应用：用于制作透明模型、食品包装以及耐高温的零件。

• TPU（热塑性聚氨酯）：

  • 特点：柔性，耐磨，具有一定的弹性，适合制作软性部件。

  • 应用：用于制作鞋底、软性垫片、手机壳等需要弹性和柔韧性的零件。

优点：

• 成本低：塑料材料是最经济的3D打印材料。

• 打印简便：适合家用或小型打印机，易于操作，打印效果稳定。

缺点：

• 耐高温性差：大多数塑料材料在高温环境下会变形或软化。

• 强度较低：虽然适用于原型和小批量生产，但在强度要求高的应用中不如金属材料。

2. 金属类材料

金属3D打印能够制造出高强度、高耐用性的部件，适合工业生产中的关键零件。金属材料通常用于航空航天、汽车制造、医疗和高性能产品等领域。

常见金属材料：

• 不锈钢（SS）：

  • 特点：强度高、耐腐蚀、抗氧化、耐高温。

  • 应用：广泛用于机械零件、工具、医疗器械、汽车部件等领域。

• 钛合金：

  • 特点：高强度、轻质、耐高温、抗腐蚀，具有极高的强度重量比。

  • 应用：用于航空航天、医疗植入物（如人工关节和牙齿）等高要求领域。

• 铝合金：

  • 特点：轻量、强度高、耐腐蚀、易加工。

  • 应用：适用于航空航天、汽车制造、电子外壳等领域。

• 金属铜：

  • 特点：良好的导电性和导热性，耐腐蚀。

  • 应用：广泛用于电子器件、热交换器、传感器等制造。

优点：

• 高强度和高耐用性：金属3D打印能够生产出非常耐用的零件，特别适合制造功能性部件。

• 精确度高：能够打印出精细的金属零件，适用于需要高精度的工业应用。

缺点：

• 成本较高：金属3D打印设备价格昂贵，材料成本高，适合工业生产中大批量或高价值部件的生产。

• 打印过程复杂：金属打印需要较高的温度和更为复杂的设备，技术难度较大。

3. 树脂类材料

树脂材料在3D打印中主要用于光固化打印技术（如SLA、DLP），特别适用于高精度模型、艺术品复制和医疗应用。

常见树脂材料：

• 标准树脂：

  • 特点：用于打印高精度的原型，表面光滑，适合细节复杂的设计。

  • 应用：适用于快速原型制作、消费品设计和精密零件。

• 耐高温树脂：

  • 特点：具有更强的耐温性，能够耐受高达300°C以上的温度。

  • 应用：适用于制造要求耐高温的零件，如汽车零件、航空零部件。

• 生物医用树脂：

  • 特点：生物相容性强，适合医疗领域使用。

  • 应用：用于制作个性化的医疗器械、手术模型、植入物等。

• 弹性树脂：

  • 特点：具备一定的弹性和柔韧性，适合打印软质部件。

  • 应用：用于制作柔性垫片、密封件、医疗支架等。

优点：

• 高精度：树脂材料能够制造出非常高精度的部件，特别适合复杂结构和精细零件。

• 表面质量好：打印出的部件表面光滑、细节丰富，适用于需要精美外观的项目。

缺点：

• 较脆弱：部分树脂材料的强度较低，不适用于需要高耐用性或承重的部件。

• 后处理要求高：打印完成后需要进行清洗和固化，增加了时间和成本。

总结：选择适合的3D打印材料

根据不同的应用需求，选择合适的3D打印材料至关重要：

• 塑料类材料适用于快速原型制作、小批量生产，成本低，易操作，适合日常设计和创作。

• 金属类材料适用于需要高强度和耐用性的部件，广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域，能够满足工业生产的需求。

• 树脂类材料适用于高精度、复杂细节的打印，特别适合艺术品、医疗器械等要求高精度和细节的领域。

随着3D打印技术和材料的不断发展，未来我们将看到更多创新材料的出现，满足不同领域的需求，提高生产效率和产品质量。