五、3D打印常用材料簡(jiǎn)介

   “巧婦難為無(wú)米之炊”，材料是3D打印的物質(zhì)基礎(chǔ)，是當(dāng)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(shù)脂、石膏、金屬和陶瓷等，在生物應(yīng)用領(lǐng)域還有人造骨粉、細(xì)胞生物原料等。這些材料都是針對(duì)3D打印設(shè)備和工藝來(lái)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(lái)發(fā)展很快，可以預(yù)見(jiàn)，3D打印在智能制造、中國(guó)制造2025與工業(yè)4.0、云制造等領(lǐng)域會(huì)發(fā)揮著非常重要的作用。未來(lái)在各個(gè)行業(yè)都有著廣闊的應(yīng)用，網(wǎng)上的報(bào)道很多，在此不詳述。

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

工業(yè)級(jí)3d打印機(jī)是按應(yīng)用方向而加以區(qū)別的一個(gè)總稱(chēng)，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(lèi)型的技術(shù)，通常見(jiàn)幾種類(lèi)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(jì)實(shí)惠的FDM3D打印機(jī)。一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)級(jí)意味著對(duì)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(fù)荷工作。確定需求后，選擇合適的產(chǎn)品，顯然是關(guān)鍵。



對(duì)于美國(guó)宇航局的太空探索任務(wù)來(lái)說(shuō)，3D打印技術(shù)尤其重要，國(guó)際空間站目前已有三個(gè)以上的備用組件，可以用工業(yè)級(jí)3d打印機(jī)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(shí)驗(yàn)是美國(guó)航天局未來(lái)的一項(xiàng)重點(diǎn)科研項(xiàng)目，3D打印部件和工具將提高空間任務(wù)的準(zhǔn)確性和安全性，另外，由于不需要從地球運(yùn)輸，可以降低空間任務(wù)的成本。