3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、細胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印領域得到了應用。3D打印的材料很多，那么應該如何選擇3d打印材料呢？下面深圳破解構科技就來為大家進行介紹。
如何選擇3D打印材料通常會有下面幾個方面的考慮：成本，材料性能（力學性能，機械性能，化學穩(wěn)固性），后置處理后的成品細節(jié)，以及特殊應用環(huán)境等因素。
一、成本
從最受關注的成本（不包含后置處理和人工費用）上講。通過對同一結構體積的材質球打印，我們發(fā)現(xiàn)在同等10000mm3體積大小產品的生產造價上：PLA塑料<塑料<樹脂<全彩砂巖<尼龍<藍蠟<金屬。
因此，從產品的造價成本上講，PLA塑料和ABS塑料是最低的，是最能符合低成本的耗材使用需求的。這里需要注意的是，PLA塑料和ABS塑料材料的產品在設計懸空結構或者斜向上的角度最好大于45度，小于45度就會需要額外的支撐，也就是說，小于45度時會變相的增加造價成本。
二、材料性能
下圖是提供的部分3D打印耗材的材料性能，圖中硬度、透明度、尺寸和精度的等級從1到5級，是從最低級到最高級的劃分。
在最小細節(jié)上，0.5mm的PLA塑料和ABS塑料，低于藍蠟的0.1mm，高于銀質材料的1.0mm，處在一個中間水平，尚無特別之處。
在最小壁厚上，在普通產品來講，1.0mm的PLA塑料和ABS塑料最小壁厚，于最低的0.6mm壁厚水平相差無幾，屬于正常水平范圍內，絕對能夠滿足絕大部分普通產品的塑造需求。同樣，雖然最小壁厚能滿足大部門普通產品，但仍須注意不能小于1.0mm時，否則會在打印過程中發(fā)生變形，造成打印失敗。
在最高精度上，受材料自身因素的影響，0.3mm的PLA塑料在最高精度略低于平均水平，而0.1mm的ABS塑料則相對更為高精一些。不過這樣的最高精度，已經完全和某些工業(yè)級最高精度相媲美，絕對滿足創(chuàng)客對創(chuàng)意產品的制作要求。
同時，PLA塑料和ABS塑料對應的FDM工藝相對簡單，利用桌面機就可以進行打印制作。而桌面機的使用相對于工業(yè)機來講，或許在精度和批量化生產上稍有差距，但絕對也可以滿足正常的產品需求，且造價更低，生產更方便。
三、后置處理
對于產品的后置處理，在色彩上，有噴漆（上色）、浸染，以及電鍍等多種方式。由于國內浸染技術不成熟且造價成本較高，電鍍操作復雜且成本也相對較高，所以為方便起見噴漆（上色）是目前來講最便捷的。當然，對于PLA塑料和ABS塑料來講，顏色選項很多，幾乎所有的顏色都可以選擇，且較為簡單易行。
至于外表紋理和支撐處理，對于PLA塑料來講，PLA材料的3D模型較硬、不耐熱，如果打磨會愈磨愈粗糙，目前沒有較好的外表紋理和支撐處理辦法。而對于ABS塑料講，雖可以進行打磨，但是使用一定比列的堿溶液，即可使其表面光潔明亮，這種表面處理效果會更好。
四、應用方向
除了以上3種因素外，基于制作打印模型的目的，應用方向大致可分為兩類：外觀驗證和結構驗證。
外觀驗證模型：由工程師設計制作用于驗證產品外觀的手板模型或直接使用且對外觀要求高的模型。外觀驗證模型是可視的、可觸摸的，它可以很直觀的以實物的形式把設計師的創(chuàng)意反映出來，避免了“畫出來好看而做出來不好看” 的弊端。外觀驗證模型制作在新品開發(fā)，產品外形推敲的過程中是必不可少的。
基于外觀驗證模型的需求，優(yōu)先建議選用光敏樹脂類3D打印（包括類ABS樹脂和透明PC材料）；
結構驗證模型：在產品設計過程中從設計方案到量產，一般需要制作模具。模具制造的費用很高，比較大的模具價值數(shù)十萬乃至幾百萬，如果在開模的過程中發(fā)現(xiàn)結構不合理或其他問題，其損失可想而知。因此，制作結構驗證模型能避免這種損失，降低開模風險。
基于結構驗證模型的需求，對精度和表面質量要求不高的，優(yōu)先建議選擇機械性能較好、價格低廉的材料，比方說PLA、ABS等材料。
此外，還有部分特殊要求，例如對導電性有要求，則需要金屬材料，或者要逆向制作一個精美的首飾，則建議使用藍蠟。
當然，在對材料有了清晰合理的劃分，和明確的性能認知之后，作為一個3D打印行業(yè)的從業(yè)者來講，我們還需要對材料的應用方向，做出一個大概性的了解。
據(jù)小編了解，當下市場上使用頻率最高的3D打印材料主要包括： 塑料（ABS、PLA、尼龍、光聚合物等），金屬（鋼、銀、金、鈦、鋁等）兩大類。而這兩大類別中，又可以根據(jù)市場應用和市場需求兩個方向進行再次劃分。
（1）市場應用最廣的
就目前的市場形態(tài)來看，塑料類材料在消費級產品制造中是主流。簡單點說就是，在我們日常生活中看到的3D打印產品，其生產材料不外乎是ABS、PLA、尼龍和光聚合物這四種。
（2）市場需求最廣的
如果從市場最需求和未來發(fā)展最長久的角度來看，市場對金屬類材料制作的產品的渴求是十分迫切的。尤其是在在航空航天與國防、汽車、醫(yī)療等行業(yè)的運用上，具備極大的發(fā)展空間。
與傳統(tǒng)制造技術相比，3D打印不必事先制造模具，不必在制造過程中去除大量的材料，也不必通過復雜的鍛造工藝就可以得到最終產品，因此，在生產上可以實現(xiàn)結構優(yōu)化、節(jié)約材料和節(jié)省能源。3D打印技術適合于新產品開發(fā)、快速單件及小批量零件制造、復雜形狀零件的制造、模具的設計與制造等，也適合于難加工材料的制造、外形設計檢查、裝配檢驗和快速反求工程等。因此，3D打印產業(yè)受到了國內外越來越廣泛的關注，將成為下一個具有廣闊發(fā)展前景的朝陽產業(yè)。
公安機關備案號:44030902000839
郭生
