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您需要了解的3D打印材料有哪些?

几十年来，工业生产一直以塑料注塑为中心。随着熔融沉积成型（FDM）的出现，许多热塑性塑料适用于3D打印。研究还促成了一系列令人难以置信的新3D打印材料的开发。在我们的3D打印材料指南中了解有关此主题的所有信息！增材制造的一个优点是您不必自己动手。有几种出色的3D打印服务可以在广泛的3D打印材料中完美地制作您的设计。如果您想深入挖掘，可以使用有趣的家用和半专业3D打印机来满足您的需求。ABS还记得乐高积木的质量吗？然后，您可以了解为什么ABS塑料是当今最受欢迎的桌面3D打印3D打印材料之一。它价格实惠，坚固轻巧。ABS灯丝有多种颜色可供选择。人们担心ABS在达到其熔点时会释放出烟雾。如果你担心ABS烟雾的毒性，还有像PLA这样的替代品。由于ABS在220°C至250°C下进行3D打印，因此建议使用加热印刷床来控制该材料的冷却并防止翘曲。此外，像ABS灯丝这样的3D打印材料会因周围空气的湿度而降解 - 将其存放在真空袋或容器中。金属/塑料细丝市场上出售的所有“金属”长丝实际上都是与少量金属混合的热塑性塑料。这些3D打印材料允许您3D打印具有3D打印金属光学特性的组件。而且，金属 - 塑料丝比其他热塑性塑料重。流行的复合3D打印材料包括青铜，铜，钢和铁。请注意，您的3D打印部件需要进行后处理才能获得所需的金属外观。尼龙（聚酰胺）鉴于其灵活性和强度，尼龙是从工程到艺术的广泛应用的首选。通常它被简称为“白色塑料” - 这是您在3D打印材料指南中的主要内容！尼龙印花具有粗糙的表面，可以抛光光滑。在FDM长丝中，尼龙的层粘合强于其他所有，使其成为需要良好拉伸和机械强度的部件的理想3D打印材料。与其他热塑性塑料一样，尼龙会因周围空气的湿度而降解 - 如果您想将其用于家庭3D打印，最好将其存放在密闭的容器或袋子中。蜡蜡3D打印通常不是最终产品，而是生产过程中的重要阶段。因为它们用于生产具有惊人的高分辨率（0.025mm）的模具，用于金属部件的失蜡铸造技术。今天，它经常用于以相对低的价格制造可定制的珠宝。使用这种3D打印材料的第二个行业是牙科医药行业。您可以通过使用不同熔点的蜡并在低温下熔化支撑物来3D打印需要支撑的复杂结构。树脂（光聚合物）该3D打印材料指南中的下一个是光聚合物。它们是一系列液体树脂，当暴露在紫外线（UV）或可见光下时，可固化成塑料部件和原型。目前的两项主要技术是SLA（Stereolithography）和PolyJet。SLA使用UV激光器，其将物体的形状描绘到光聚合物桶的表面上，并且树脂凝固以形成物体的层。对每个层重复此操作，直到对象完成。另一方面，PolyJet采用了另一种方法：打印头将一滴树脂喷到床上，然后通过连接的紫外灯立即固化。SLA打印机的最高层厚度约为0.1毫米，而PolyJet可以打印出16微米的3D打印效果。虽然两种方法都相似并且使用类似的原始3D打印材料，但它们在如何利用这些3D打印材料方面存在很大差异。所有光聚合物都易受阳光照射。

3D打印三大主流技术优劣势对比

随着3D打印的普及，3D打印可应用领域越来越广泛，各种3D打印技术和打印材料也被相继开发出来。就国内大多数公司而言，主流的三种3D打印机用的打印技术是DLP（数字光处理）、FDM（熔融堆积成型技术）和SLA（激光扫描立体成型技术）。下面介绍一下这三种技术的原理和各自的优劣势。 一． FDM技术（熔融堆积成型技术）FDM是最常用的3D打印技术，也是最早普及公众的3D打印技术，因为它易于使用且不需要太多的后处理工序，受到不少模型爱好者及工业设计师的青睐。FDM使用的材料是线状绕在料盘上并置于打印机上，线材的直径恒定为1.75mm或2.85mm，有的能达到3mm。FDM的打印工艺是通过加热喷嘴，利用挤出电机齿轮带动线材挤出熔融打印，加热喷嘴通常安装在运动系统，以此来实现其运动并构建成型区域。喷嘴通过高温加热将线材熔化堆积在打印平台上，在出丝的瞬间冷却并固化以形成层。然后打印底板向下移动再进行另一层的打印，重复该过程直到形成完整的模型。优势：1. FDM桌面级3D打印机是办公环境的理想选择，此类设备易于操作与维护，并且打印过程不需要其他器材的辅助。2. 耗材单一，都以线的方式存在，这些耗材价格相对便宜，耗材使用方便，并且可以长时间储存。3. 多材料类型支持，FDM打印工艺所使用的耗材形式虽然单一，但材质是多样式的，主流使用的例如水溶性支撑材料，ABS、PA、PC、TPU等都能通过FDM设备打印产品。现在很多食材比如巧克力也都会使用FDM打印机进行打印做造型。4. 打印成型尺寸大。劣势：1. 由于工艺打印的问题，通常FDM打印出来的东西表面都会有一种叫层纹的情况出现。2. 层与层之间的粘合力，会在一定程度上影响打印件的截面机械强度（层与层之间粘合度间隙大相对会脆很多）。3. FDM设备机械运动结构较多，出现机械问题，入门新手用户难以解决处理。 二．DLP技术（数字光处理）DLP是"Digital Light Processing"的缩写，即为数字光处理。具体来说就是先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。它是基于TI（美国德州仪器）公司开发的数字微镜元件——DMD（Digital Micromirror Device）来完成可视数字信息显示的技术。说得具体点，就是DLP投影技术应用了数字微镜晶片来作为主要关键处理元件以实现数字光学处理过程。 优势：1. 精度高。DLP目前市场的最高精度可达0.025mm。其在材料属性、细节和表面光洁度方面可以匹敌注塑成型的耐用塑料部件。2. 速度快。由于每次投射直接成型一个面，工件的长度（X轴长度）和宽度（Y轴长度）尺寸并不影响成型速度，成型速度仅受工件高度（Z轴长度）的影响。3. 造价低。由于无需激光头发射激光来固化成型，仅使用成本极低的灯泡进行照射即可满足成型要求。整个系统没有喷射部件，所以没有传统成型系统喷头堵塞的问题，使得维护成本大大降低。4. 开源。成本更低，质量更高。劣势：1. 需要设计支撑结构。2. 树脂材料较贵，但成型后强度、刚度、耐热性都有限，不利于长时间保存。3. 由于材料是树脂，温度过高会熔化，工作温度不能超过100℃。且固化后较脆，易断裂，可加工性不好。三．SLA（激光扫描立体成型技术）桌面级SLA打印技术以树脂料槽、打印平台、激光发射器三大部件组成。打印时，将树脂材料倒进树脂槽中，平台下降至料槽中，激光发射器会根据切片层的形状通过激光振镜对料槽中的树脂进行轮廓扫描固化，一层一层上升，得到精细的三维立体模型。SLA成型工艺的激光扫描速度可达5M/S。 优势：1. 打印精度高，成型速度快。2. 机器性能高，自动进料技术含量高，层与层之间成型结合稳定。3. 支持不同树脂材料。劣势：1. 相对FDM及DLP设备来说，设备价格较高且维护成本也高。2. 调试难度高，保养维护设备频繁。3. 树脂耗材需使用特定波长耗材，耗材价格高。

惠普预测2020年3D打印八大发展趋势

惠普列出了2020年对于3D打印和数字制造行业的预测，这份预测研究了增材制造方式对于工业4.0的推动性影响，包括对更可持续生产的需求、自动化将如何改变工厂，以及数据和软件的崛起将支撑数字化制造。 惠普认为2020年3D打印的主要趋势如下： 1，自动化装配将在工厂蓬勃发展随着无缝集成的多零件装配，包括3D打印金属和塑料零件的组合，自动化装配将到来。由于诸如加工温度等因素，目前还没有一种超级打印机可以完成所有工作，例如同时打印金属和塑料零件。但是随着自动化程度的提高，行业中存在着一种更加自动化的装配方式的可能性——可以同时在金属和塑料材质方面生产零部件。例如将金属部件直接3D打印到塑料零件中，制造耐磨并收集电能的零件，甚至将导体或电机制造到塑料零件中，或许可以使汽车行业受益。2，将3D打印表面细节编码进入3D数字文件中利用更高级的3D打印技术，或许能够将数字信息编码转换成为3D打印模型的表面纹理。这样一来，人和机器都可以根据表面材质来识别某个零件。例如3D打印数百个隐藏的识别号散布在零件的表面上，这样它既隐藏又可以被特定手段识别。跟踪零件打印和数据处理的能力变得越来越重要，增材制造的监控手段将成为未来的热点。3，可持续生产将继成为企业的当务之急传统的制造工艺很少考虑到环境。随着工业生产与制造业紧密结合，对环境的影响可能是巨大的，因为将近三分之一的碳排放与商品的生产和分配有关。 3D打印将大大减少制造业产生的废物、库存和二氧化碳排放。工程师和设计师将重新思考产品整个生命周期中的设计，以通过组合零件并使用复杂形状的轻质零件，来减少材料消耗和浪费。这进一步减轻了汽车和飞机的重量、提高燃油效率，从而减少温室气体排放和能源消耗。并且随着越来越多的制造商将数字文件传输到本地生产，减少了货物的运输，从而降低成本、能耗、浪费和排放。 4，对3D打印人才和教育的需求增长高等教育正处于十字路口，面临着竞争的招生、不断变化的人口结构以及毕业生就业的挑战。一种趋势是彻底的思维转变，为工业4.0做准备。

常见问答

对于经常接触FDM 3D打印机的用户来说，在打印模型的时候，经常会有一系类打印问题的状况出现，这其中有软件方面的问题，也有硬件方面的问题，接下来，我们将罗列几点常见的问题及解决方法供各位用户参考参考。 一、在打印之前喷嘴内无耗材 出现原因：大多数的挤出机都会在高温悬停时，喷嘴中的融化耗材自行流出，这经常会导致喷嘴内的耗材流干，形成空腔。处理办法：解决这个问题的核心是在开始打印前，保证3D打印机喷嘴内有充足融化的耗材。最常用的解决方法是加裙边，加几圈裙边就会在正式开始打印物件之前，在物件外围画几个圈，使3D打印机喷嘴内有充足融化的耗材。 二、拉丝或渗漏 出现原因：拉丝是3D打印机挤出头在移动到开放空间时，出现有残留物状物体，这主要原因是挤出头在移动的情况下，耗材从喷嘴漏出。处理办法：解决这个问题的常见方法是回抽，如果切片中开启了回抽，那么喷头在移动下一点的之前，会将耗材反向拉回一段距离，当移动到下一点时，耗材又会回送挤出头。 三、喷头堵塞 出现原因：温度设置不合理（PLA温度190-220，ABS温度210-230）耗材有折损之类的情况出现，3D打印机打印头进料电机位置有其他异物卡住。 处理办法：打印头残料固话，打印完模型记得及时清理打印头上残余的耗材，这种情况可以用手稍微用力将耗材向下送入进料口，将耗材挤出，如果还是不能正常吐丝，可以使用六棱扳手对喉管进行疏通，或者使用细针对打印喷嘴进行疏通。 四、3D打印过程出现中断 出现原因：一个是电路系统供电中断，另一个原因可能是3D打印机散热不善，导致电源不稳从而引发断电现象。如果你用USB线打印时，可能出现电脑故障，如死机，卡，休眠等。处理办法：先看看是不是断电引起的；再看看是不是USB线打印时，电脑故障：死机，卡，休眠等。如果电脑没有故障，看USB线是否带磁珠，如果是，就要消除电磁干扰。建议SD卡打印，还有就是中断后看看平台温度，有可能是电源功率不够，多试几下看看，还是出现这种问题就换3D打印机电源。 五、模型出现翘边情况 出现原因：出现模型翘边的原因有3D打印机平台过低，喷嘴和热床温度过低，喷嘴出料口冷却不足等情况。往往发生于第一层塑料因冷却而收缩时，模型底部一个或多个角翘起，造成无法水平附着于打印平台，从而导致顶部结构出现横向裂痕。 处理办法：使用加热打印床，使塑料保持温度，不至于固化，可在打印床上均匀地涂上薄薄一层胶水，增加第一层材料的附着力，或者增加垫子结构，调好平台来加固打印平台的粘着力。六、打印过程中挤出头发出声响 出现原因：1.所选材料比较劣质，粗细不均匀，气泡杂志较多，不完全融化。2.打印头温度过高或者使用时间过长，材料会碳化成黑色小颗粒堵在打印头里面。3.打印机散热性能不好。4.换料时，残料没有清理干净，会留在送料轴承或者导管附近。5.送料齿轮磨损太多或者残料不足，导致扭力不足。6.切片软件生成的GCODE不是匀速的，有些段速度会较快，就可能导致咔咔声。 处理办法：1.先调平换别的材料打印试试看。2.用绣花针一样的东西尝试着疏通一下打印头。3.清理一下送料齿轮。4.如果你使用的是DIY或者二手机器，建议你拆开，顺便了解一下结构原理。5.如果上述问题还是无法解决，可能要更换打印头了。