2019.07.09

广州3D打印服务:3D打印常用热塑性塑料材料的种类有哪些

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3D打印技术也被称为增材制造技术,是一项起源于20世纪80年代集机械、计算机、数控和材料于一体的先进制造技术。该技术的基本原理是根据三维实体零件经切片处理获得的二维截面信息,以点、线或面作为基本单元进行逐层堆积制造,最终获得实体零件或原型。发展至今,其材料种类已经十分丰富

熔融沉积成形使用的是丝材,激光选区烧结则使用的是粉材。由于工业上常用的聚合物原料大多以颗粒为主,制成丝材或粉材都要进行二次加工,提高了3D打印耗材的使用成本,目前也有一些单位开始研发以颗粒为原料的3D打印装备。

下面对几种有代表性的材料进行介绍:PLA  和ABS 是FDM最常用的耗材,因价格便宜而十分普及。ABS 是常见的工程塑料,具有较好的机械性能,但3D  打印条件要求苛刻,在打印过程中容易产生翘曲变形,且易产生刺激性气味。

PLA 是可降解的环保塑料,打印性能较好,是一种较为理想的3D  打印热塑性聚合物,已广泛应用于教育、医疗、建筑、模具设计等行业。此外,PLA  还具有良好的生物相容性,加入羟基磷灰石改性的PLA可用于组织工程支架的制造。

PA是一种半晶态聚合物,经SLS成形后能得到高致密度且高强度的零件,是SLS 的主要耗材之一。SLS中所使用的PA需具有较高的球形度及粒径均匀性,通常采用低温粉碎法制备得到。通过加入玻璃微珠、粘土、铝粉、碳纤维等无机材料可制备出PA复合粉末,这些无机填料的加入能显著提高某些方面的性能,如强度、耐热性能、导电性等,以满足不同领域的应用需求。

PCL是一种无毒、低熔点的热塑性塑料,PCL丝材主要作为儿童使用的3D打印笔的耗材,因成形温度较低(80~100°C)而有较高的安全性。值得一提的是,PCL具有优异的生物相容性和降解性,可以作为生物医疗中组织工程支架的材料,通过掺杂纳米羟基磷灰石等材料还能够改善力学性能及生物相容性。此外PCL  材料还具有一定的形状记忆效应,在4D打印方面有一定的潜力。

TPU 是一种具有良好弹性的热塑性聚合物,其硬度范围宽且可调,有一定的耐磨性、耐油性,适用于鞋材、个人消费品、工业零件等的制造。结合3D打印技术可以制造出传统成形工艺难以制造的复杂多孔结构,使得制件拥有独特且可调控的力学性能。采用SLS 工艺打印的多孔结构TPU鞋垫的弹性性能和使用强度已达到市场使用标准。

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