3D打印領(lǐng)域,3D打印材料在3D打印機(jī)中扮演著舉足輕重的角色,成品的出現(xiàn)約等于3D打印材料的有序疊加。3D打印材料之于3D打印機(jī)如同血液對(duì)于人體的重要性一般,3D打印材料促進(jìn)或者制約著3D打印技術(shù)的發(fā)展。促進(jìn),講得是3D打印材料的性能好、種類多則對(duì)3D打印技術(shù)發(fā)展起良性作用;制約,講得是3D打印材料的性能差、種類有限則成為3D打印技術(shù)發(fā)展的瓶頸。那么,常見的3D打印材料有哪些?
目前,3D打印材料的總量不止200余種,每隔一段時(shí)間就會(huì)有材料誕生,然而對(duì)于3D打印發(fā)展而言,這些材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。3D打印材料根據(jù)3D打印成型技術(shù)的不同,種類也不盡相同。3D打印線材是3D打印材料的一種,主要用于FDM機(jī)型也就是熔融層積成型技術(shù)機(jī)型之中。由于是擠出成型,所以制作該機(jī)型材料是需要將其制作成線狀的耗材,這些線狀的耗材被業(yè)內(nèi)外稱之為線材。
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(shí)呈現(xiàn)不同的性能。另外,不同機(jī)型對(duì)線材的兼容性也不盡相同。FDM機(jī)型還可使用的材料為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(shù)中的PI也就是我們通常所說(shuō)的聚合體噴射技術(shù)使用較多的材料為光敏聚合物。
不同的成型技術(shù)使用的3D打印材料
SLA/DLP機(jī)型也就是我們常說(shuō)的光固化成型機(jī)型一般使用較多的為樹脂材料,這類機(jī)型常常采用照射聚焦的方法對(duì)材料進(jìn)行固化,所以一般樹脂材料為液體狀態(tài)。而其他的成型技術(shù)如選擇性激光燒結(jié)(SLS)、直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)、電子束熔煉(SHS)等采用的材料一般為金屬材質(zhì)。
值得注意的是,使用諸如SLS、DMLS、SHS技術(shù)的3D打印機(jī)一般都為工業(yè)機(jī)型,不同于桌面機(jī)型所采用的技術(shù),工業(yè)級(jí)別的3D打印設(shè)備具備更高的性能,一般運(yùn)用生產(chǎn)高性能的零部件。在3D打印領(lǐng)域還有很多技術(shù),如PP主要使用石膏作為3D打印材料、惠普發(fā)布的新3D打印技術(shù)是一種逐層制造技術(shù)。當(dāng)然,使用不同成型技術(shù)的3D打印機(jī)有可能采用同一材料。
值得聲明的是,在3D打印材料制造商中存在一類通用耗材供應(yīng)商。相反言之,有些材料只能兼容特定的機(jī)型。如XYZprinting制作的特定線材盒規(guī)定其適合用于XYZprinting生產(chǎn)的3D打印機(jī)中,另外,材料的性能以及機(jī)型的兼容性也是規(guī)定材料能否被使用的關(guān)鍵性因素。
當(dāng)然,縮小到3D打印材料領(lǐng)域,每隔一段時(shí)間就會(huì)產(chǎn)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。舉兩個(gè)例子:9月末,荷蘭耗材制造商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制成;10月初,一款硬度較好的PLA HS線材誕生,PLA HS是在PLA線材中加入礦粉制作而成。
另外,被叫做同一類型的材料不一定制作原料、制作方法完全一致。隨著3D打印機(jī)生產(chǎn)廠商愈加重視3D打印機(jī)的性能,生產(chǎn)廠商很樂意獨(dú)自生產(chǎn)屬于自己的3D打印材料。換言之,兩家生產(chǎn)的同屬于PLA的材料有可能在性能上產(chǎn)生差別,也有可能不互相兼容兩家生產(chǎn)的3D打印機(jī)。
FDM技術(shù)也就是我們通常所說(shuō)的層積成型技術(shù),它所使用的3D打印材料一般被稱為線材。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(jī)型所使用的線材為ABS或者PLA線材。不過(guò),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。改良后的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(jiǎn)介形式,留心的朋友知道PLA是一個(gè)統(tǒng)稱。制作PLA線材的材料有很多,玉米、麥稈、甘蔗渣等都可用來(lái)制作PLA線材。純種的PLA線材絲毫沒有毒性,丟棄后可形成二氧化碳和水,不會(huì)對(duì)大自然造成污染,屬于環(huán)保性材料。PLA材料在使用過(guò)程中不需要加熱床設(shè)備,較為容易使用。在這里值得注意的是線材是有直徑大小之分和顏色之分。
生產(chǎn)PLA線材的廠商不可不謂之不少,尤其近來(lái)3D打印機(jī)生產(chǎn)廠商越來(lái)越重視3D打印機(jī)的性能,所以3D打印材料基本上自行生產(chǎn),如西通生產(chǎn)的PLA線材、北京匯天威科技有限公司專為弘瑞3D打印機(jī)打造的PLA線材。另外,在3D打印線材界還有生產(chǎn)通用線材的廠商,這些線材一般能夠兼容很多機(jī)型的3D打印機(jī),如eSUN易生。天威由2D打印廠商進(jìn)入3D打印市場(chǎng),不僅推出了多款高性能的3D打印機(jī)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(jiǎn)寫形式,同PLA一樣屬于FDM機(jī)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(shí)將線材盤置入耗材槽即可。利用ABS線材可以制作多種家居飾品,而且材料比較堅(jiān)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(xiàn)較差的現(xiàn)狀,所以3D打印機(jī)生產(chǎn)廠商通常會(huì)生產(chǎn)適合自己產(chǎn)品的ABS線材。ABS線材打印品一般呈現(xiàn)亞光性,ABS線材的熔點(diǎn)較高,所以打印時(shí)打印頭溫度調(diào)節(jié)得較高,220度基本上可以使得ABS線材擠出。另外,不同于PLA線材,ABS線材打印時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種特殊的氣味?! ?/span>
由于ABS和PLA線材較為常用,所以生產(chǎn)或者代售這兩類的商家較多?;旧仙a(chǎn)3D打印機(jī)的廠家都會(huì)相應(yīng)推出這兩款3D打印線材商家較多。銷售ABS線材的廠家有珠海西通、東莞凱佳、深圳瑞貝思、上海甘瓊貿(mào)易等等;銷售PLA線材的廠家有廣州飛勝、銅陵羽易商貿(mào)等。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
在FDM機(jī)型材料領(lǐng)域內(nèi)還存在其他線材,如可食性材料、PC、尼龍、導(dǎo)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(zhǎng)的線材,該線材具有高韌性抗沖擊性的特點(diǎn)。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(gòu)成,具備很高的強(qiáng)度以及一定的柔韌性。尼龍材料適合制作復(fù)雜的模型,材料的采用使得3D模型設(shè)計(jì)具備很大的自由度。
HIPS線材是聚苯乙烯的簡(jiǎn)稱,該材料具備很強(qiáng)的抗沖擊性。HIPS是在聚苯乙烯中加入聚丁基橡膠顆粒制作而成,這些顆粒具有很強(qiáng)的粘度,不容易出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象。HIPS線材具有較廣的應(yīng)用范圍,使用時(shí)不容易出現(xiàn)彎曲的現(xiàn)象。易生曾經(jīng)推出多款HIPS線材,可適用于多款FDM機(jī)型。另外,F(xiàn)ormfutura公司推出一款HIPS線材EasyFil,由于HIPS線材與ABS屬性相似,所以應(yīng)用前景相當(dāng)廣泛。
木質(zhì)線材使用木質(zhì)物體制作而成,這些木質(zhì)線材可用于家具的打印工作。木質(zhì)線材是由再生木質(zhì)纖維結(jié)合高分子粘合劑制作而成,這些線材在使用過(guò)程中呈現(xiàn)更加自然的屬性,且不會(huì)輕易變形而且可以輕易實(shí)現(xiàn)后期處理工作,如涂色、切割等。木質(zhì)線材根據(jù)打印頭直徑的不同也分為兩種不同的直徑規(guī)格,這需要根據(jù)打印頭直徑而定。
ColorFabb公司曾經(jīng)推出過(guò)一款木質(zhì)線材WoodFill,WoodFill是由20%的回收木材結(jié)合高分子粘合劑制成。Kai Parthy曾經(jīng)針對(duì)桌面級(jí)3D打印機(jī)推出木質(zhì)線材LAYWOO-D3,這些線材在使用過(guò)程中呈現(xiàn)較好的性能。
隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展,可用作3D打印的材料日益增多,而尤其作為FDM機(jī)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(chǔ)之上加入新的分子材料從而擁有新的性能。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(diǎn)評(píng):3D打印材料是3D打印機(jī)自身流淌著的血液,是3D打印機(jī)正常運(yùn)行不可或缺的一部分。本文主要敘述了FDM機(jī)型的3D打印線材,而其它技術(shù)的3D打印材料文章將陸續(xù)推出。3D打印線材不斷推出,本文敘述的線材只是些較為常見的線材,如PLA、ABS、木質(zhì)、尼龍等。而現(xiàn)實(shí)中還存在不同性能的3D打印材料,如可食性材料、水泥、PVA等。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。