Šiuo metu yra apie 14 rūšių medžiagų, kurias galima įprastai naudoti 3D spausdintuvuose, ir šiuo pagrindu buvo sujungtos ir sukurtos 107 rūšių medžiagos. Dauguma šių medžiagų yra vielos, milteliai arba klampūs skysčiai.
3D spausdinimo technologija gyvuoja dešimtmečius. Nuo pat komercializavimo devintajame dešimtmetyje jis buvo plačiai naudojamas apdirbimo, automobilių gamybos ir kitose pramonės šakose, taip pat palaipsniui buvo skatinamas tokiose pramonės šakose kaip statyba, medicininė priežiūra, kultūrinis kūrybiškumas ir kultūros relikvijų restauravimas.
Šiuo metu yra keturi pagrindiniai 3D spausdinimo medžiagų kietėjimo ir formavimo būdai: kaitinimas, aušinimas, ultravioletinis švitinimas ir lazerinis sukepinimas. Lyginant įvairių technologijų sąnaudas, lydyto nusodinimo modeliavimas (FDM) neabejotinai yra mažiausias bendras sąnaudas, todėl populiarumas yra gana didelis. Medžiagų požiūriu labiausiai paplitę yra saugiklių laidai, o daugiausia ABS, sintetinė guma, vaškas ir poliesterio termoplastikai. Be ekonomiškiausio lydyto nusodinimo modeliavimo (FDM), selektyvus lazerinis sukepinimas (SLS) šiuo metu yra pati tiksliausia 3D spausdinimo technologija, o daugelis medicininių modelių ir aviacijos modelių spausdinami naudojant šią technologiją. Tačiau, atsižvelgiant į dabartinį praktinį pritaikymą, 3D spausdinimo eksploatacinės medžiagos nėra labai turtingos. Nors kaulų miltų, hidrogelio, ląstelių ir kitų bio-rašalų, kaip eksploatacinių medžiagų, 3D spausdinimo technologija taip pat buvo sukurta ir sėkmingai išbandyta, didelio masto{5}} gamybos programos taip pat turi ilgą kūrimo laiką.
Medžiagų požiūriu jos skirstomos į metalines, biologines ir nemetalines bei ne-biologines medžiagas pagal skirtumus.
1. Pagrindinės metalo medžiagos
1) Titano lydinys yra vienas iš svarbiausių struktūrinių metalų, kuriuos atrado žmonės. Titano lydiniai yra plačiai naudojami įvairiose srityse dėl itin didelio stiprumo, puikaus atsparumo korozijai ir aukštai temperatūrai. Dėl medžiagos savybių titano lydiniai pasižymi dideliu stiprumu ir mažu tankiu, geromis iškrovimo savybėmis, tvirtumu ir atsparumu korozijai. Metinė titano lydinių produkcija pasaulyje pasiekė daugiau nei 40,000 tonų, o titano lydinių yra daugiau nei 30 rūšių. Tarp jų plačiausiai naudojami titano lydiniai yra TI6AI4V (TC4), TI5AI2.5Sn (TA7) ir pramoninis grynas titanas (TA1/TA2/TA3)).
Daugiausia naudojama EOS įmonės M serijos, 3D sistemų įmonės SPRO serijos metalo miltelinio sukepinimo formavimo įrangoje. Naudojamas aviacijos erdvėje, medicininiuose implantuose, aukščiausios klasės{1}}gamyboje ir kt.
2) Geležies ir plieno milteliai daugiausia reiškia geležies dalelių sankaupą, kurių skersmuo mažesnis nei 0,5 mm, spalva yra juoda ir pagrindinė miltelių metalurgijos žaliava. Kalbant apie medžiagų savybes, visiškai gryna metalinė geležis yra sidabro -balta. Priežastis, kodėl geležies milteliai yra juodi, yra dėl šviesos sugerties. Plieno milteliai pasižymi dideliu stiprumu, dideliu paviršiaus lygumu, stipriu atsparumu korozijai ir mažu lankstumu.
Daugiausia naudojama EOS įmonės M serijos, 3D sistemų įmonės SPRO serijos metalo miltelinio sukepinimo formavimo įrangoje. Pramoninei gamybai, modelių projektavimui, statybai ir kt.
3) Aliuminio lydinio miltelių naudojimas 3D spausdinimo srityje yra labai panašus į titano miltelius ir geležies miltelius ir daugiausia naudojamas selektyvaus lazerinio sukepinimo (SLS) įrangoje.
4) Kitos 3D spausdinimo metalo medžiagos yra auksas ir sidabras, volframo lydinys, vario lydinys ir kt.
2. Biomedžiagos
1) Biomedžiagos 3D spausdinimo technologija išplėtojo labai plačias perspektyvas biomedicinos srityse, tokiose kaip regeneracinė medicina, audinių inžinerija, vaistų kūrimas ir medicinos pagalbos priemonės. Pagrindinės naudojamos medžiagos yra gyvos ląstelės, biomedicininės polimerinės medžiagos ir neorganinės medžiagos. , hidrogelio medžiagos, polieterketonas (PEEK).
2) PEEK yra inžinerinis plastikas, pasižymintis puikiomis eksploatacinėmis savybėmis, atsparus aukštai temperatūrai, savaiminio tepimo, cheminio stabilumo, atsparumo spinduliuotei ir elektrinių savybių, taip pat puikių mechaninių savybių, gali būti naudojamas mašinų gamyboje ir aviacijos ir kosmoso gamyboje. . Biomedicinos srityje PEEK pasižymi puikiu biologiniu suderinamumu. Palyginti su implantais iš metalinių medžiagų, jo tamprumo modulis yra artimesnis žmogaus kaulo tamprumo moduliui, o tai labai sumažina atotrūkį tarp metalo ir žmogaus kaulo tamprumo modulio. PEEK implantų mechaninės savybės gali patenkinti normalius fiziologinius žmogaus organizmo poreikius, todėl PEEK yra gera ortopedinė implantų medžiaga. Palyginti su metaliniais implantais, PEEK elastingumo modulis yra artimas žievės kaulo moduliui. Antra, PEEK gali perduoti rentgeno, KT ar MRT tyrimą be artefaktų, todėl lengviau stebėti kaulų augimą ir gijimo procesą.
3. Be metalų ir biomedžiagų, kitos spausdinimo medžiagos yra plastikai, šviesai jautrios dervos, vaškai, tinkas, nailonas, keramika.
1) Plastikinės medžiagos taip pat vadinamos derva, kuri gali laisvai keisti savo formą ir stilių ir yra labai patogi naudoti. Pramonės srityje PP / HDPE / LDPE / PVC / PS yra žinomi kaip penki geriausi bendrosios paskirties plastikai. Tačiau 3D spausdinime dažniausiai naudojamos medžiagos yra ABS ir PLA. Jie daugiausia naudojami mašinų gamyboje, modelių projektavimui, švietimui ir medicininei priežiūrai, drabužių technologijoms ir kt.
2) Šviesai jautri derva paprastai žinoma kaip UV-kietinami bešešėliai klijai arba UV derva (klijai). Šviesai jautrios dervos paprastai laikomos skystos ir dažnai naudojamos didelio stiprumo, aukštos temperatūros, vandeniui atsparioms ir kitoms medžiagoms gaminti. Atsiradus SLA 3D spausdinimo technologijai, ši medžiaga pradėta naudoti 3D spausdinimo srityje. Tradicinės šviesai jautrios dervos naudojamos papuošalams, modelių kūrimui, mašinų gamyboje ir kt., o didelio{6}}našumo šviesai jautrios dervos naudojamos plataus vartojimo prekių ir galutinių pramoninių produktų gamyboje.
3) Vaško užšalimo temperatūra yra gana aukšta, 38–90 laipsnių. Labiausiai paplitęs profesionalus vaško 3D spausdintuvas yra Amerikos 3D sistemų kompanijos PROJET 3500 serija. 3D spausdinimo vaškas yra specialus pramoninis vaškas. Galutinis spausdinimo efektas yra labai subtilus, objekto paviršius yra lygus ir pilnas tekstūros, geros detalės ir puikus tikslumas. laipsnių, kaip parodyta pav.Daugiausia naudojamas papuošalų liejimui, mikro medicinos prietaisams, medicininiams implantams, figūrėlėms ir kt.
4) Gipso medžiaga yra viena iš penkių pagrindinių gelio medžiagų, o 3D spausdinimo įrangai naudojamas gipsas paprastai yra balti milteliai. Gipso milteliai daugiausia naudojami kaip trimačio spausdinimo (3DP) spausdintuvas. Segiklio antgalyje vienu metu galima pridėti spalvoto rašalo kasečių, o spausdinimo metu spalva integruojama į segtuvą, kad būtų nuspalvintas modelis, todėl šis procesas tampa dabartiniu Patys brandžiausi pilna- spalvota 3D spausdinimo technologija. Daugiausia naudojamas modelių projektavimui, mašinų gamybai, švietimui ir medicininei priežiūrai ir kt.
5) Nailono medžiagos taip pat žinomos kaip atsparus ratas (PA). Nailono medžiagos dažniausiai yra balti, labai smulkūs milteliai. Nailono 3D spausdinimo gaminiai pasižymi didelio stiprumo, didelio tikslumo, gero tvirtumo ir kt. savybėmis ir gali atlaikyti tam tikrą slėgį. Dažniausiai naudojamas sudėtinguose modeliuose, konceptualiuose modeliuose, mažuose modeliuose, apšvietime ir funkcinėje gamyboje.
6) Keraminės medžiagos pasižymi puikiomis aukštos temperatūros savybėmis, dideliu stiprumu, dideliu kietumu, mažu tankiu ir geru cheminiu stabilumu, todėl jos plačiai naudojamos aviacijos, automobilių, biologijos ir kitose pramonės šakose. Atsižvelgiant į skirtingas keraminių medžiagų formas, formuojant gali būti naudojamos skirtingos 3D spausdinimo technologijos. Įprasti metodai yra tokie:
A. Lydytas nusodinimo modeliavimas (FDM), kuriame daugiausia naudojama keraminė pasta porcelianui gaminti, kad būtų galima peržiūrėti ir naudoti.
B. Stereo litografija Išvaizda (SLA), naudojant keraminę srutą, sumaišytą su šviesai jautria derva, daugiausia naudojama dantų gaminiuose, implantuose, papuošaluose ir kt.
C. Selektyvus lazerinis sukepinimas (SLS), naudojant keramines miltelines medžiagas, dėl santykinai mažo tikslumo ir didelių reikalavimų milteliams ši technologija naudojama mažai.