3D打印材料是3D打印技術發展的（de）重要（yào）物（wù）質基礎，在某種程度上，材料的發展決定著3D打印能否有更廣泛的應用（yòng）。目前（qián），3D打印材料主要包括工程塑料、光敏（mǐn）樹脂、橡（xiàng）膠類材料、金屬（shǔ）材料和陶瓷材（cái）料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨（gǔ）粉、細胞生物原料以及砂糖等食品材料也（yě）在3D打印領域得到了應用（yòng）。3D打印（yìn）所用的這些原材料都是專門針對3D打印設備和工藝而（ér）研發的，與普（pǔ）通的塑料、石膏、樹脂等有所區別，其形態一般有粉末狀、絲狀、層片狀、液體狀等。通常，根據打印設備的類型及操作條件的不（bú）同，所使用的粉末狀3D打（dǎ）印材料的粒徑為1～100μｍ不等，而為（wéi）了使粉末保持良好的流動性，一般要求粉（fěn）末要具有高球（qiú）形度。

 

一、 3D打印材料分類

 

1. 按材料的（de）物理狀態分類

可以（yǐ）分為液體材料、薄片材料、粉末材料、絲狀材料等。

 

2. 按材料的化學性能分類

按材料的化學性能不同又可（kě）分為樹脂類材料（liào）、石蠟材料、金（jīn）屬材料、陶瓷材料及（jí）其複合材料等。

 

3. 按材料成型方法（fǎ）分類

按成（chéng）型方法的不同可以分為：SLA材料、LOM材料（liào）、SLS材料、FDM材料等。

液（yè）態材料：SLA

——光（guāng）敏樹脂

固態粉末（mò）：SLS

——非金屬（蠟粉，塑料粉，覆（fù）膜陶瓷粉，覆膜砂等）

——金屬粉（覆（fù）膜金屬粉）

塑（sù）料粉，覆膜陶瓷粉（fěn）

固態片材：LOM

——紙，塑料（liào），陶瓷箔，金屬鉑+粘結劑

固態絲材：FDM

——蠟絲，ABS絲，PLA絲等

ABS絲，PLA絲

3D打印材料是（shì）3D打印技術發展的重要物（wù）質基礎，目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金（jīn）屬材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨（gǔ）粉、細胞生物原（yuán）料以（yǐ）及砂糖等食品材（cái）料也在3D打印領域得到了應用（yòng）。3D打印所用的這些原材料都（dōu）是專門針對3D打（dǎ）印設備和工藝而研發的，與普通（tōng）的塑料、石膏、樹脂等有所區別，其形態一般有粉末狀、絲狀、層片（piàn）狀、液體狀等。

 

工程塑料類3D打印材料

 

利用ABS材料3D打印出的模型

 

工程塑料指被用做工業零件或外殼材料的工業用塑料（liào），是強度、耐衝擊性、耐熱性、硬度及抗老（lǎo）化性均優的（de）塑（sù）料（liào）。工程塑料是當前應用最（zuì）廣泛的一類3D打印材料，常見的有（yǒu）ABS類材料、PC類材料、尼龍類材料等。

 

光（guāng）敏樹脂類3D打印材（cái）料

 

 

光敏樹脂類材料（liào）3D打印出的水壺模型

光敏樹脂即ultraviolet rays（UV）樹脂，由聚合物單體與預聚體組成（chéng），其中加有（yǒu）光（紫外光（guāng））引發劑（或稱為（wéi）光敏劑）。在（zài）一定波長的紫外光（guāng）（250０～300ｎｍ）照射下能立刻引起聚合反（fǎn）應（yīng）完成固化。光敏樹脂一般為液態，可（kě）用於（yú）製作高強度、耐高溫、防水（shuǐ）材料。

 

橡膠類3D打（dǎ）印材料

 

用橡膠粉末和SLS技術打印而成的新百倫跑鞋

 

橡膠類材料具備多種級別彈性材料的特征（zhēng），這些材料所具備的硬度、斷裂伸長率、抗撕裂強度和拉伸強度，使其非常適合（hé）於要求防滑（huá）或（huò）柔（róu）軟表麵的應用領域。3D打（dǎ）印的橡膠類產品主要（yào）有消費類電子產品、醫療設備以及汽車內飾、輪胎、墊片等。

 

金屬3D打印粉

 

 

不鏽鋼材料（liào）打造的開（kāi）瓶器

 

近（jìn）年（nián）來，3D打印技術逐（zhú）漸應用於實際產品的製造（zào），其中，金屬材料的（de）3D打印技術發展尤其迅速。在（zài）國防領域，歐美發達國（guó）家非常重視3D打印技術的發展（zhǎn），不惜投入巨資加（jiā）以研（yán）究，而3D打印（yìn）金屬零部（bù）件一直是研究和應（yīng）用的（de）重點。目前，應用於3D打印的金屬粉末材料主要有（yǒu）鈦合金、鈷鉻合金、不鏽鋼和鋁合金（jīn）材料等，此外還有用於（yú）打印首飾用的金（jīn）、銀等貴金屬（shǔ）粉末材料（liào）。

 

陶瓷類3D打印材料

 

 

陶瓷材料3D打印出的水杯（bēi）

 

其他3D打印材料

 

 

利用白砂糖打造（zào）出的3D建築模型

 

除了上麵（miàn）介紹的3D打印（yìn）材料外（wài），目前用到（dào）的還有（yǒu）彩色石膏材料（liào）、人造骨粉（fěn）、細胞生（shēng）物原料以及（jí）砂糖等材料。彩色石（shí）膏材料是一種全彩色（sè）的3D打印材料（liào），是基於石膏的、易碎、堅固且（qiě）色彩清晰的材料。

 

二、 3D打印材料基本性能

1. 3D打印對材料性能的一般要求：

有利於快速、精確地加工原型零件；

快（kuài）速成型製件（jiàn）應當接近最（zuì）終要求（qiú），應盡（jìn）量（liàng）滿足對強度、剛度、耐潮濕性、熱穩定性能等的要求；

應該有利於後續處理工藝。

 

2. 不同應用目標（biāo）對材料性能的要求：

3D打印的四個應（yīng）用目標：概念型、測試型、模具型、功能零件，對成型材料的要求也不同。

 

——概念型對材料成型精度（dù）和物理化學特性要求不高，主要要求成型速度快。如對光敏樹脂，要求較低的臨界曝光功率、較大的穿透深度和較低的粘度（dù）。

——測試型（xíng）對於成（chéng）型後的強度、剛度、耐溫性、抗蝕性能等有一定要（yào）求，以滿足測試要（yào）求。如果用（yòng）於裝配測（cè）試（shì），則要求成型件有一定的精度（dù）要求。

——模具型要求材料適應具體模具製造（zào）要求，如強度、硬度。如對於消失（shī）模鑄造用原型，要求材料易於去除，燒蝕後殘留少、灰分少（shǎo）。

——功能零件則要求材料具有較好的力（lì）學和化（huà）學性能。

 

三、 3D打印光固化（huà）成型材料

 

1、3D打印光固化材料的應用

 

——製作各種樹脂樣品或功能件（jiàn），用（yòng）作結（jié）構驗證和功能測試；

——製作精細零件；

——製作有透明效（xiào）果的製件；

——快速模具的母模，翻製各種快速模具；

——代替熔模精密鑄造中的消失模用來（lái）生產金屬零件。

 

2、光固（gù）化成形樹脂需具備的特性

 

——粘度低，利於（yú）成型樹脂較快流（liú）平，便於快速成型。

——固化收縮小，固化收縮導致零件變形、翹曲、開裂等，影響成型零件（jiàn）的精度，低（dī）收縮性樹脂有利（lì）於成型出高精度零件。

——濕態強度（dù）高，較（jiào）高的濕態強（qiáng）度可以保證後固化（huà）過（guò）程不產生（shēng）變（biàn）形、膨脹及層間剝離。

——溶漲小，濕態成型件在液態（tài）樹脂中的溶漲造（zào）成零件尺寸偏大；

——雜質少，固化過程中沒（méi）有氣（qì）味，毒性小，有利於操作環境。

 

3、光固化成形樹脂的組成及固化機理

 

應用於SLA技術的光敏（mǐn）樹脂，通常由兩部分組成（chéng），即光引發劑和樹脂（zhī），其中樹脂由預聚物、稀釋（shì）劑及少量助劑組成。當光敏樹脂中的光引發劑被光源(特定波長的紫外光或激光) 照射吸收（shōu）能量時，會產生自由基或陽離子，自由基或陽離子使單體和活性齊聚物活化，從而（ér）發生交聯反應（yīng）而生成高分子固化物。

 

4、SLA樹脂（zhī）的收縮變形

 

樹脂在固化過程中都會（huì）發生收縮（suō），通常線收縮率約（yuē）為3%。從高分子化學角度講，光敏（mǐn）樹脂的固化過程是從短的小分子體（tǐ）向長鏈大分子聚合體轉變（biàn）的過程，其分子結構發生很大變化，因此，固化過程中的（de）收縮是必然的。

 

從高分子物理學方麵來解釋，處於液體狀態的小分子（zǐ）之間為範德華作用力距離，而固體態的聚合物，其結構單元之間處於共價鍵距離（lí），共價鍵距離遠小於範德華力的距離，所以液態預聚物固化變（biàn）成固態聚（jù）合物時（shí），必然會導致零件的體積收縮（suō）。

 

5、SLA的後固化

 

盡管樹（shù）脂在激光掃描過程（chéng）中（zhōng）已經發生聚（jù）合反應，但隻是完成部分聚合作用（yòng），零件中還有（yǒu）部分處於液（yè）態的殘餘樹脂未固化或未完全固化（掃描過程中完成（chéng）部分固化，避免完全固化引起的變形） ，零件的部分強度也是在後固化（huà）過程中獲得的，因此，後固化處（chù）理對完成零件內部樹脂的聚合，提高零件（jiàn）最終力學強度是（shì）必不可少的（de）。後固化時，零件內未固化樹脂發生聚（jù）合反應（yīng），體積收縮產生均勻或不（bú）均勻形變。

 

與掃描過程中變形不同的是，由於完成掃描之後的零件（jiàn）是由（yóu）一定間距的層內掃描線相互粘結（jié）的薄層疊加而成（chéng），線與線之間、麵與麵之間既有未固化的樹脂，相互（hù）之間又存在收縮應力和約束，以及從加（jiā）工溫度(一般高於室溫) 冷（lěng）卻到室溫（wēn）引起的溫度應力，這（zhè）些（xiē）因素都會產生後固化變形。但已經固化部分對後固化變形有約（yuē）束（shù）作用，減緩了後固化變形。

 

零件在後固化（huà）過程中也要產生變形，實驗測得零件後固化收縮占總收縮量的30%~40%。

 

6、SLA材料的發（fā）展（zhǎn）

 

（1） SLA複合材料

SLA光固化樹（shù）脂（zhī）中（zhōng）加入納米陶瓷粉末、短纖維等，可改變材料強度、耐熱性能等（děng），改變其用途，目前已經有可直接用作工具的光固化樹脂；

 

（2） SLA作為載體

SLA光固化零件作為殼體，其中填加功能性材料，如生物活性物（wù）質（zhì），高溫下，將SLA燒蝕，製造功能零件。

 

（3） 其它特殊性能零件，如橡膠（jiāo）彈性材料。

 

四、3D打印粉（fěn）末燒結成型材料

理論上講，所有受熱後能相互粘結的粉末材料（liào）或表（biǎo）麵覆有熱（rè）塑（固）性粘結劑的粉末材料都能用作SLS材料。

 

但要真正適合SLS燒結，要求粉（fěn）末材料有良好的熱塑（固）性，一定的導熱性，粉末經激光燒（shāo）結（jié）後要有一定的粘結強度；粉末材料（liào）的粒度不宜過大，否則會降低成型件質量（liàng）；而且SLS材料還應有較窄的“軟化-固化”溫度範圍（wéi），該溫度範圍較大時，製（zhì）件的精度（dù）會受影響。

 

大體來講，3D打印激光（guāng）燒結成型工藝對成型材料的基本要求是：

具（jù）有（yǒu）良好的燒結性能（néng），無需特殊工藝即可快速精（jīng）確地成型原型；

對（duì）於直接用作功（gōng）能零件或模具的（de）原型，機械性能和（hé）物理性能（強（qiáng）度、剛性（xìng）、熱穩定性、導熱性及加工性能）要滿足使用要（yào）求；

當原（yuán）型間接使用時，要有利（lì）於快速方便的後續處理和加工工（gōng）序，即與後續工藝的接口性要好。

 

1、蠟粉

 

（1）用途（tú）：燒結（jié）製作蠟型，精密鑄造金屬零件。

（2）傳統的熔（róng）模精鑄用（yòng）蠟（烷烴蠟（là）、脂肪酸蠟等），其熔點較低，在60℃左右（yòu），燒熔時（shí）間（jiān）短，燒熔後沒有（yǒu）殘留物，對（duì）熔模鑄造的（de）適應性好，且成本低廉。

（3）但存在以下缺點：

——對（duì）溫度敏感，燒結時熔融流動性大，使成型不易控製；

——成型精度差，蠟模尺寸誤差為±0.25mm；

——蠟模強度較低，難以滿足具有精細、複雜結構鑄件的要求（qiú）；

——粉末的製備十分困難。  

 

2、聚苯乙（yǐ）烯(PS)、聚碳酸酯、工程塑料(ABS)

 

（1）特點：

聚苯乙烯(PS)屬（shǔ）於熱塑性樹脂，熔融溫度100℃，受熱後可熔化、粘結，冷卻後可以固化成型，而且該材料吸濕率很小，僅為0.05%，收縮率也較小，其粉料經過改性後（hòu），即可作為激（jī）光燒結成（chéng）型用材料。

 

（2）用途：

燒結成型件經不同的後（hòu）處理工藝具（jù）有以下功能（néng）：第一（yī），結合浸樹脂工藝，進一步提高（gāo）其強度，可作為原型（xíng）件及功能零件。第二、經浸蠟後處理，可作為精鑄蠟模使用，通過熔模精密鑄造，生產金屬鑄（zhù）件。

 

3、尼龍粉末（PA）

 

（1）用途：

粉末粒徑小（xiǎo），製作模型精度高，用於（yú）CAD數據驗證；因為具有足夠的強度可以進行功能驗證。

（2）特點：

燒結溫度—粉末熔融（róng）溫度180℃；            

燒結製件不需要特殊的後處理，即可以具有49MPa的抗拉伸強度。

（3）其它：尼龍粉末燒結快速成型過程中，需要較高的預熱溫度，需要保護氣氛，設備（bèi）性（xìng）能要求高。

 

4、覆膜砂（shā）粉末、覆膜（mó）陶瓷粉末材料（liào）

 

（1）覆膜砂

 

與鑄造用覆膜砂類似，采用熱固性樹脂（zhī），如酚醛樹脂（zhī）包覆鋯砂(ZrO2)、石英砂(SiO2)的方法製得。利用激光燒結方法（fǎ），製（zhì）得的原型可以直接當作鑄造用砂型（xíng）（芯）來製造金屬鑄件，其中鋯砂（shā）具有更好的鑄造性（xìng）能，尤其適合（hé）於具有複雜形狀的（de）有色合金鑄件，如（rú）鎂、鋁等合金的鑄（zhù）造。

材料成分：包覆酚醛（quán）樹（shù）脂的石英（yīng）砂（shā）或鋯砂，粒度160目以上（shàng）；

應用：用於製造砂型鑄造（zào）的石（shí）英或鋯型（芯）；

應用實例：砂型鑄造及型芯的製作，適用於單件、小批量砂型鑄造金屬（shǔ）鑄件的生產，尤其適合用於傳統製造技術難以實現的金（jīn）屬鑄件。

 

（2）覆膜陶瓷粉  

 

與覆膜砂的製作過程類似，被包覆陶瓷粉可以是Al2O3、ZrO2和（hé）SiC等，激（jī）光燒結快速成型後（hòu），結（jié）合後處理工（gōng）藝（yì），包（bāo）括脫脂及高溫燒結，可以快捷地製（zhì）造精密鑄造用型殼，進而澆注金屬零件。

 

也可以直接製造工（gōng）程陶瓷製件（jiàn），燒結（jié）後再經熱等靜壓（yā）處理，零件最後相（xiàng）對密度高達99.9%，可用於含油軸承等耐磨、耐熱陶瓷零件。

 

5、金（jīn）屬粉末

 

用SLS 製造金屬功能件的方法有間接法和直接（jiē）法，其中間接法速度較快，精度較高，技術最成熟，應用最廣泛。

 

5.1 間接燒結（jié）成（chéng）型：

 

（1）間接燒結成型的（de）原理。用（yòng）高分子聚合物作為粘結劑。由於聚合物軟化溫度較低，熱塑性較好（hǎo）及粘度低，采用（yòng）包覆製作工藝（yì），將聚（jù）合物包覆在金屬粉末（mò）表麵，或者將其與金屬粉末材（cái）料以某種形式（shì）混在一起，在用SLS成型時，激光加（jiā）熱使聚合物成（chéng）為（wéi）熔融（róng）態，流入金屬粉粒間，將（jiāng）金屬粉末粘結（jié）在一起而成型。在（zài）成型的坯件(green part) 中，既（jì）有（yǒu）金屬成分，又有聚合（hé）物成分。坯（pī）件還需要進行熱降解、二次燒結和滲金屬後處理，才（cái）能成為純金屬件。

 

間（jiān）接法使用的材（cái）料中，結構材料是金屬，主要是不鏽鋼和鎳粉，聚合物主（zhǔ）要是熱塑（sù）性材（cái）料。

 

熱塑性聚合物（wù）材料有兩類，一類（lèi）是無定型，另一類是結晶型。無（wú）定型材料分子鏈上分子的排（pái）列是無（wú）序（xù）的，如（rú）PC材料；結晶型材料分子鏈上分子的排列（liè）是有序的，如尼龍(nylon) 材（cái）料。這兩種熱塑性聚合物都可以（yǐ）用來作SLS材（cái）料中的粘結劑。

 

由於無定型材料和結晶型材料各有不同的熱特（tè）性，因此也決定了SLS工藝參數的不同。

 

聚合物在成型材料中主要以兩種形式存在，一種是聚合物粉末與金屬粉末的機械混合物（wù），另一種是（shì）聚合物均勻地覆在金屬粉粒的表麵（miàn）。將聚合物覆蓋在金屬粉末表麵（miàn）的方法有多種，如可將（jiāng）熱（rè）塑性材料製（zhì）成溶液，稀釋（shì）後與（yǔ）粉末混合，攪拌，然後（hòu）幹（gàn）燥；還可將聚合物（wù）加熱熔化，以霧狀噴出，覆在粉粒（lì）表麵。

 

在聚合物和金（jīn）屬粉末質量分數相（xiàng）同的情況下，覆層（céng）粉末燒結後的（de）強度要高於機械混合（hé）的材料（liào）。

 

目前，應用最多（duō）的成（chéng）型材料（liào）主要是覆層金屬粉末。

 

（2）間接（jiē）法燒結成型（xíng）工藝

 

激光燒結。

 

工藝參數：激光功率（lǜ）、掃描速度、掃描間距、粉（fěn）末預熱溫度。

 

後處理工藝。

 

成型坯件（jiàn）必須進行後處理才能成為密實的金屬功能（néng）件。後處（chù）理（lǐ）一般（bān）有三步：降（jiàng）解聚合物、二次燒結和滲金屬。這三個階段可以在同（tóng）一個加熱爐中進行，保護氣氛為（wéi）30%的氫氣，70%的氮氣。

降（jiàng）解聚合物

 

降解加熱在兩個不（bú）同溫度（dù）的保溫階段完成，先將坯件加熱到350℃，保溫5h，然後再升（shēng）溫（wēn）到450℃，保溫（wēn）4h。在這兩個溫度（dù）段，聚合物都發生分解（jiě），其產物是多（duō）種氣體，通（tōng）過（guò）加熱爐（lú）上的抽風係統將其去除。通過（guò）降解，98 %以上的聚合物被去除。

 

二（èr）次燒結

 

當聚合物大部（bù）分被降解（jiě）後，金屬粉粒間隻靠殘餘（yú）的一點聚合物和金屬粉末間的摩擦力來保持，這個力是很（hěn）小的。要保持形狀，必須在（zài）金屬粉粒間建立（lì）新的聯係（xì），這（zhè）就是將坯件加熱到更（gèng）高溫度（dù），通過擴散來建立聯結。加熱溫度根（gēn）據材（cái）料確（què）定，對RapidSteel110，加熱到約1000℃，保溫8h。

滲金屬

 

二次燒結後的成型件是多孔體，強度也不（bú）高，提高強度（dù）的方法就是滲金屬。熔點較低的金屬熔化後（hòu），在毛細力或重力的作用下，通過（guò）成型件內相互連通（tōng）的孔洞，填滿成型件內的所有空隙，使（shǐ）成型件成為密（mì）實的金屬件。滲金屬在可控氣（qì）氛或真空中進行。在（zài）可控氣氛中，必須使滲入金（jīn）屬單（dān）向流動，這（zhè）樣可讓連（lián）通孔（kǒng）隙中的空氣離開成型件；如（rú）多方（fāng）向滲入，會將（jiāng）成型件中（zhōng）的（de）氣體封在體（tǐ）內，形成氣孔（kǒng）而削弱強度。如果將成型件置於真空室（shì）內滲金屬，由（yóu）於（yú）成型件內沒（méi）有空氣（qì）存在，可將成型件浸入液態金屬中（zhōng），金屬液體從四周同時滲入，滲入速（sù）度快，時間（jiān）短。

 

（3）間接燒結快速成型零件工藝特點（diǎn）

 

用SLS係統間接成型金（jīn）屬件，其成型速度較快，可製造形狀複雜的金（jīn）屬件，主要用來快速製（zhì）造注塑模和壓鑄模。間接法製造金屬（shǔ）件的缺點是製件的精（jīng）度有限（xiàn），由於（yú）在（zài）降解和二（èr）次燒結過程（chéng）之中存在體（tǐ）積的收縮，補償的作用有限；還有後處理時間比較長。

 

為解決這些問題，在以下兩方麵進行研究：改進粘結劑（jì），滲入非金屬材料，取消降解和二次（cì）燒結過程，使坯件不通過加熱，這樣的成型件具有高的（de）精度，製造周期短，成本低，可滿足使用（yòng）壽命短的模具要求。

 

5.2 直接燒（shāo）結成型

 

和間接燒結成型（xíng）相比，直接燒結成型過程明（míng）顯縮短（duǎn），無需間接燒結（jié）時複雜的後處理階段。但必須有較大功率的激光器，以保證直接（jiē）燒（shāo）結過程中金屬粉末（mò）的直接熔化。

 

因而，直接燒結中激光（guāng）參數（shù）的選（xuǎn）擇（zé），被燒結金屬粉（fěn）末材料的熔凝過程控（kòng）製是燒結成型中的（de）關（guān）鍵。激光功（gōng）率是激（jī）光直接燒結工（gōng）藝中的一個重要（yào）影響因素（sù）。功率越高，激光作用範圍內能量密度越（yuè）高，材料熔化越充分，同時燒結過程中參與熔化的材料就越（yuè）多，形成的熔池尺寸也就（jiù）越大，粉末燒結固化後易生成凸凹不平的燒結層麵，激（jī）光功率高到一定程度，激光作（zuò）用區內粉末材料急劇（jù）升溫（wēn），能量來不及擴散，易造成部分材料甚至不經過熔化階段直接（jiē）汽化，產生金屬蒸汽（qì）。在激光作用（yòng）下該部分金屬蒸汽（qì）與粉末材料中的空（kōng）氣一道在激光作用區內匯聚、膨脹、爆破，形成劇烈的燒結飛濺現象，帶走（zǒu）熔池內及周邊大量金屬，形成（chéng）不連續表麵，嚴重影響燒結工藝的（de）進行，甚至導致燒結無法繼續進行。同時飛濺產物也容易造成燒結過程的“夾雜”。

 

光斑直徑（jìng）是激光燒（shāo）結工藝的另外一個重要影響因素。總的來說，在滿足燒結基本條件的前提下，光（guāng）斑直徑越小（xiǎo），熔池的尺寸也就可以控製得越小，越易在燒結過程中形成致密、精細（xì）、均勻一致的微觀（guān）組織。同時，光斑越細，越容易得到精度較好（hǎo）的三（sān）維空間結構，但（dàn）是光斑直徑的（de）減小，預示著激光作用區內（nèi）能量密度（dù）的提高，光斑直徑過小，易引起上述燒結飛濺現象。

 

掃描間（jiān）隔是選擇性激光燒（shāo）結工藝的又一個重要影響因（yīn）素，它的合理選（xuǎn）擇對形成較好的層麵質量與層間結合，提高（gāo）燒結效率均（jun1）有直接影（yǐng）響。同間接工藝一樣，合理的掃描間隔應保證燒結線間（jiān）、層麵間有（yǒu）適當重疊。

 

五、3D打印（yìn）熔融沉積材料

 

FDM材料可以是絲狀熱塑性材料，常用（yòng）的（de）有蠟、塑料、尼龍（lóng）絲等。首先，FDM材料要有良好的成絲性；其次，由於FDM過（guò）程中（zhōng）絲（sī）材要經受“固態-液態-固態”的轉變，故要求FDM在相（xiàng）變過程中有良好的化學穩定性，且FDM材料要有較（jiào）小的收縮性。

 

對於氣（qì）壓式FDM設備（bèi），材料可以不要求是絲狀，可以是多種成（chéng）分的複合材料。

 

1、ABS塑料（liào）絲

——適用於料絲（sī）自加壓式送絲噴頭結構和螺旋擠壓式送（sòng）絲噴頭。

 

2、熔融材料

——各種可以（yǐ）熔融材料，如蠟、塑料等，適用於加壓融化（huà）罐。

——熔融擠壓噴頭（tóu）工作原理如：

——將所使用熱塑（sù）性成型材料裝入熔化罐中，利用熔（róng）化罐外壁的加熱圈對其加熱熔化（huà）呈熔融狀態，然後將壓縮機產生的壓縮空氣導入熔化罐中，氣體（tǐ）壓力作用在熔（róng）融（róng）材料的表麵上（shàng）迫使材料（liào）從（cóng）下方噴嘴擠出。

 

FDM係統價格和技術成本低，體積小，無汙染，能直接做出ABS製件，但生（shēng）產效率（lǜ）低，精度（dù）不高，最（zuì）終輪廓形（xíng）狀受（shòu）到限製（zhì）。

 

FDM的工藝特點，可以製作複合材料的快速成型製件，如磁性材料（liào）和塑料粉末經過FDM噴頭成型特殊形狀的磁（cí）性（xìng）體，可以實現各向（xiàng）異性，各（gè）層（céng）異性，不（bú）同區域不同性能。這是（shì）模具成型（xíng）所不能實現的。

 

六、疊層製造快速成型材料（liào）

 

LOM原型一般由薄片材料和粘結（jié）劑兩部分組成，薄（báo）片材料根據對原型性能要求的（de）不同可分為：紙（zhǐ）、塑料薄膜、金屬鉑等。對（duì）於薄（báo）片材料要求厚薄均（jun1）勻，力學性能良（liáng）好並與粘結劑有較好（hǎo）的塗掛性和粘（zhān）結能力。用（yòng）於LOM的粘結劑（jì）通（tōng）常為（wéi）加有某些特殊添加劑組分的熱熔膠。

 

LOM技術成型速度快，製造成本低，成型時無需特意設計支撐，材料價格也較低。但薄壁件、細柱狀（zhuàng）件的剝離（lí）比較困（kùn）難，而且由於材料薄膜厚度有限製，製件表麵粗糙，需要（yào）繁瑣的後處理過程。

 

以色列的Object是掌握最多打印（yìn）材料的公（gōng）司。它（tā）已經可以使用14種基本材料並在此（cǐ）基礎上混搭出107種材料，兩（liǎng）種材料（liào）的混搭使用、上色也（yě）已經是現實。但是（shì），這些材料種（zhǒng）類與人們生活的大千世界裏的材料相比，還相差甚遠。不僅如此，這些材料的價格便宜（yí）的幾百元一公斤，最貴的要四萬元左右。