魔猴網(wǎng)如何選擇3D打印材料

魔猴君  知識(shí)堂   3523天前

      3D打印的材料在過(guò)去10多年時(shí)間發(fā)展很快，不僅可打印的材料性能大幅提升，可選擇的材料日益增多，3D打印的材料已經(jīng)不僅僅可以作為模型原型，而是越來(lái)越多的走向功能件，最終產(chǎn)品件；這些發(fā)展極大地影響了工程師、設(shè)計(jì)師和生產(chǎn)者如何使用3D打印，如何看待3D打印，如何整合3D打印到現(xiàn)有工藝。 怎么選擇適合自己的3D打印材料，通常會(huì)有下面四大方面的考慮：

a 應(yīng)用環(huán)境 

一些3D打印材料具有生物相容性、耐熱性、介電性能、可消毒型、耐化學(xué)腐蝕性、食品安全性，皮膚接觸安全性、阻燃性、煙霧毒性或者其他一些特殊性能，在一些應(yīng)用場(chǎng)景，上述性能都可能最為很關(guān)鍵的因素，甚至一票否決的因素，這時(shí)候我們就得審視具體的3D打印材料，是否具有相應(yīng)性能，最好能有權(quán)威機(jī)構(gòu)頒發(fā)的證書(shū)來(lái)證明相應(yīng)的性能。 舉例來(lái)講ultem 1010具有很好的生物相容性、耐熱性、阻燃等性能，這使得這種材料在一些航空及醫(yī)療上的應(yīng)用，具有很好的先天優(yōu)勢(shì)。

 b 功能要求 

3D打印材料需要做各種各樣的測(cè)試，來(lái)響應(yīng)不同功能下的使用要求，當(dāng)然，一個(gè)功能是否能實(shí)現(xiàn)，除了3D打印材料本身的性能，設(shè)計(jì)也是很重要的一部分。如果目標(biāo)成品主要是展示，那考量的因素可能主要就是表面性能而不是力學(xué)性能了。 

c.幾何限制 

3D打印材料一般是和具體工藝相連的，選擇不同的材料，也就決定了工藝，也就決定了工藝所帶來(lái)的限制，比方說(shuō)尺寸精度、最小細(xì)節(jié)，壁厚，反之，如果知道目標(biāo)成品必須要達(dá)到的尺寸精度、最小細(xì)節(jié)和壁厚，也可以反過(guò)來(lái)決定可選的3D打印材料。

d.后處理 

3D打印材料也可以得到完美的成品，某些后處理工藝，可能更適合某些材料，不一而足，比方說(shuō)對(duì)不銹鋼打印產(chǎn)品進(jìn)行熱處理，或者對(duì)于光敏樹(shù)脂的產(chǎn)品進(jìn)行二次固化。

盡管有種種因素，不過(guò)基于產(chǎn)品的制作目的，大致可分為四類(lèi)：外觀驗(yàn)證模型、結(jié)構(gòu)驗(yàn)證模型和終端產(chǎn)品制造和其他類(lèi)型。

外觀驗(yàn)證模型：由工程師設(shè)計(jì)制作用于驗(yàn)證產(chǎn)品外觀的手板模型或直接使用且對(duì)外觀要求高的模型。外觀驗(yàn)證模型是可視的、可觸摸的，它可以很直觀的以實(shí)物的形式把設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意反映出來(lái)，避免了“畫(huà)出來(lái)好看而做出來(lái)不好看” 的弊端。外觀驗(yàn)證模型制作在新品開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品外形推敲的過(guò)程中是必不可少的。

基于外觀驗(yàn)證模型的需求，優(yōu)先建議選用光敏樹(shù)脂類(lèi)3D打印（包括性?xún)r(jià)比高的SLA 光敏樹(shù)脂和性能和功能多樣的Polyjet 高性能復(fù)合光敏樹(shù)脂）；

結(jié)構(gòu)驗(yàn)證模型：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中從設(shè)計(jì)方案到量產(chǎn)，一般需要制作模具。模具制造的費(fèi)用很高，比較大的模具價(jià)值數(shù)十萬(wàn)乃至幾百萬(wàn)，如果在開(kāi)模的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理或其他問(wèn)題，其損失可想而知。因此，制作結(jié)構(gòu)驗(yàn)證模型能避免這種損失，降低開(kāi)模風(fēng)險(xiǎn)。

基于結(jié)構(gòu)驗(yàn)證模型的需求，如對(duì)精度要求不高的，建議選擇機(jī)械性能較好、價(jià)格低廉的材料，比方說(shuō)PLA。如果需要耐溫，或者對(duì)強(qiáng)度，使用環(huán)境有特殊要求，或者就是要使用和最終產(chǎn)品原料一致的材料，我們有大量高性能的工程塑料可供選擇，比如ABS， 尼龍，PC， Ultem，PSA等等，有時(shí)候這對(duì)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)很重要，特別是設(shè)計(jì)到一些功能方面的驗(yàn)證。

終端產(chǎn)品生產(chǎn)：在一些應(yīng)用場(chǎng)景下需要制作小批量甚至一次性的產(chǎn)品來(lái)滿足生產(chǎn)需求，比較常見(jiàn)的如在航空航天和醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，或者生產(chǎn)過(guò)程中的夾具及工裝件。隨著3D打印材料性能的提升，終端產(chǎn)品的生產(chǎn)也越來(lái)越多了。

常見(jiàn)的終端產(chǎn)品材料有尼龍，采用SLS技術(shù)，對(duì)于尼龍粉末（PA12）進(jìn)行燒結(jié)，得到的產(chǎn)品是各方面性能比較全面的產(chǎn)品，非常適合作為小批量或者一次性的生產(chǎn)制品。尼龍還可以跟玻纖、鋁粉都進(jìn)行混合，得到不同性能的最終產(chǎn)品。此外，金屬打印（SLM）也越來(lái)越作為最終產(chǎn)品加工手段，現(xiàn)在金屬3D打印的性能可以接近或者達(dá)到鍛件的水平，在一些需要減重或者對(duì)于形狀性能要求高的應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)始逐漸普及。

其他類(lèi)型

還有些特殊用途的打印材料，比方說(shuō)如果要制作珠寶首飾，可以使用紅蠟藍(lán)蠟作為打印材料，打印完畢后再通過(guò)失蠟法鑄造等傳統(tǒng)工藝制作。再比陶瓷的3D打印或者食品3D打印，這些特殊類(lèi)型的3D打印，也能滿足一些特殊的需求。

下面是部分比較常見(jiàn)的材料做了簡(jiǎn)單的對(duì)比，方便您的選擇；如果您想了解更多的魔猴網(wǎng)3D打印材料信息，請(qǐng)點(diǎn)擊魔猴網(wǎng)材料詳情。