五、3D打印常用材料簡介

   “巧婦難為無米之炊”，材料是3D打印的物質(zhì)基礎(chǔ)，是當前制約3D打印發(fā)展的瓶頸之一。在3D打印中所使用的材料主要包括工程塑料、橡膠、光敏樹脂、石膏、金屬和陶瓷等，在生物應用領(lǐng)域還有人造骨粉、細胞生物原料等。這些材料都是針對3D打印設(shè)備和工藝來研發(fā)的，有不同的形態(tài)，比如粉末狀、絲狀、層片狀、液體狀等。比如，粉末狀3D打印材料的顆粒呈現(xiàn)球形狀，半徑在100微米以下。

   3D打印技術(shù)近年來發(fā)展很快，可以預見，3D打印在智能制造、中國制造2025與工業(yè)4.0、云制造等領(lǐng)域會發(fā)揮著非常重要的作用。未來在各個行業(yè)都有著廣闊的應用，網(wǎng)上的報道很多，在此不詳述。

   從科研的角度來看，3D打印中的幾何設(shè)計與優(yōu)化仍有許多新的問題和新的方向值得去探索。筆者這里列舉幾個我們正在思考和從事研究的問題和方向，以供大家探討交流。

工業(yè)級3d打印機是按應用方向而加以區(qū)別的一個總稱，它泛指能滿足工業(yè)生產(chǎn)需要的各種方向的設(shè)備，也有許多類型的技術(shù)，通常見幾種類型：具有超高精度和打印表面質(zhì)量的光固化技術(shù)，可直接打印金屬制品的激光粉末燒結(jié)，以及成熟和經(jīng)濟實惠的FDM3D打印機。一般來說，工業(yè)級意味著對產(chǎn)品性能的更高要求，如精度、速度、尺寸、打印質(zhì)量，以及穩(wěn)定性、續(xù)航能力、使用壽命等高負荷工作。確定需求后，選擇合適的產(chǎn)品，顯然是關(guān)鍵。



對于美國宇航局的太空探索任務來說，3D打印技術(shù)尤其重要，國際空間站目前已有三個以上的備用組件，可以用工業(yè)級3d打印機制造。該設(shè)備將利用聚合物和其它材料，采用增量擠壓制造技術(shù)，逐層生產(chǎn)物品。三維打印實驗是美國航天局未來的一項重點科研項目，3D打印部件和工具將提高空間任務的準確性和安全性，另外，由于不需要從地球運輸，可以降低空間任務的成本。