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3D打印材料的發(fā)展現(xiàn)狀論文
3D打印技術(shù)是一種新增的三維實(shí)體打印技術(shù)，與傳統(tǒng)的去除材料加工打印技術(shù)不同，材料是3D打印的物質(zhì)基礎(chǔ)，然而目前也成了3D打印技術(shù)的瓶頸，本文就3D打印材料的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，著重對幾種3D打印材料進(jìn)行的分析。
3D打印技術(shù)
3D打印技術(shù)是在制造業(yè)領(lǐng)域的一項新的打印技術(shù)，它的關(guān)鍵性技術(shù)在于信息技術(shù)、精密機(jī)械、材料科學(xué)。其一，信息技術(shù)主要是指擁有設(shè)計的軟件及數(shù)字化工具，這樣工作人員才能準(zhǔn)確的制作出三維模型，軟件可以根據(jù)模型然后自動分析出所要打印的工序，進(jìn)而來控制打印的走向。其二，精密機(jī)械：主要是由于3D打印技術(shù)的加工方式所決定的，3D打印是采取逐層疊加的方式進(jìn)行加工，如果采用精密度不高的機(jī)械，會使得產(chǎn)品的質(zhì)量有所下降，所以選擇高精密度的機(jī)械，這樣可以提高準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。其三，材料科學(xué)：3打印技術(shù)不同于普通的打印技術(shù)，它所使用的材料也是有所不同的，要求材料必須能夠液化、粉末化及細(xì)絲化，這樣在打印完成后才能使產(chǎn)品具有優(yōu)良的物理與化學(xué)性質(zhì)。
3D打印材料
3D打印材料決定著3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量，是3D打印技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，目前隨著科技的不斷發(fā)展，3D打印材料大致可以分為工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料等等，
此外還有細(xì)胞生物原料、砂糖一類的食品材料、人造骨粉等等也會運(yùn)用在3D打印材料中，總的來說，這些材料與普通的材料有所區(qū)別，他們的狀態(tài)主要是粉末狀、層片狀、液體狀等等，而它的顆粒直徑屬于納米直徑。下面具體來說幾種3D材料：
1.工程塑料
所謂工程塑料就是工業(yè)中所用的塑料，具有高強(qiáng)度、高耐沖擊性、高硬度等等特性，一般用于3D打印的工程塑料有PC材料、ABS材料、尼龍玻纖、PC-ABS材料等等。例如，PC材料是一種熱塑性材料，具備工程材料中的所有特性，用它做的樣件可以直接進(jìn)行使用。此外，PC材料的顏色較為單一，只有一種白色，作為3D打印材料所制作的產(chǎn)品有限，但其強(qiáng)度要比其他工程材料要強(qiáng)。ABS材料的可變形溫度超過90℃，而它的顏色也是多種多樣，如象牙白、白色、黑色、紅色、藍(lán)色等等。然而將PC材料與ABS材料相結(jié)合生成PC-ABS材料，它可以打印出概念模型、制造工具、功能模型等等。
2.光敏樹脂
光敏樹脂是一種液態(tài)的高強(qiáng)度、耐高溫的材料，它是在聚合物單體與預(yù)聚體組合時加入一種引發(fā)劑(光敏劑)，在經(jīng)過一定波長的紫外光進(jìn)行照射，從而使得發(fā)生聚合反應(yīng)并且固化。一般的光敏樹脂有環(huán)氧樹脂、Somos Next 材料、Somos19120材料等等。利用光敏材料制作出3D打印產(chǎn)品主要在美國、以色列。
3.橡膠類材料
橡膠類的材料是一種具有多種級別的彈性材料，因他的硬度、抗撕裂程度、拉伸強(qiáng)度等等特性使其更加的適用于一些要求材料防滑、柔軟的表面，然而用橡膠類的材料制作出3D產(chǎn)品一般運(yùn)用與醫(yī)療設(shè)備、汽車內(nèi)的部分零件等等。
4.金屬材料
金屬材料制作出的3D打印產(chǎn)品應(yīng)有已經(jīng)較為成熟，在3D打印技術(shù)中所使用的金屬一般是粉末狀，而且是含氧量較低、純凈度高、粒徑分布較窄等等特殊要求，目前所使用的3D金屬打印材料有鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼、金銀等等金屬粉末材料。具體來說，像鈦合金一般是利用它的耐高溫的特性，由于火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)等各種結(jié)構(gòu)件，而鈷鉻合金由于抗腐蝕性和機(jī)械性能比較好，一般都會用于制造一些精密的儀器;像不銹鋼材料主要是利用它的耐腐蝕性，來制作一些尺寸較大的3D打印產(chǎn)品。
3D打印材料的發(fā)展現(xiàn)狀與前景
1.3D打印材料的發(fā)展現(xiàn)狀
3D打印是對傳統(tǒng)的打印技術(shù)的一種顛覆，其實(shí)3D打印技術(shù)的提升關(guān)鍵在于3D打印材料的研發(fā)，因為3D打印對原材料的要求是非常嚴(yán)格的，首先材料必須適用于激光工藝，這就要求所選材料必須是粉末狀或絲棒狀。其次是對材料的性能要求必須要高，這就使得再生產(chǎn)過程中無疑增加了材料成本，所以在材料研發(fā)的過程中我們不僅要尋找一些有優(yōu)良性能的優(yōu)質(zhì)材料，更要尋找材料成本較低且性能很好的材料，這樣才能使3D打印技術(shù)才能有更廣闊的發(fā)展。
2.3D打印材料的未來發(fā)展趨勢
目前，我國的3D打印技術(shù)正在蓬勃高速的發(fā)展，并且在航空制造領(lǐng)域有了重大的突破，但是對于3D打印材料的研制及產(chǎn)品的生產(chǎn)相對落后是我們正在面臨的問題，那么3D打印材料的未來發(fā)展趨勢將從這兩方面進(jìn)行著手分析：首先是高性能的金屬零件作為3D打印材料的技術(shù)重點(diǎn)。這是因為高性能的金屬零件可以直接與適宜的材料進(jìn)行配合形成高性能的打印材料，從而提高材料的利用率，節(jié)省生產(chǎn)時
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