原标题：2017年3D打印的了解材料大观

增材制造技术作为全球制造业的新制造方式从六七年前开始受到大众的广泛关注，而且还起了一个很接地气、形象的名字“3D打印的了解”不过新的制造技术能否普及，还要看材料能否满足日用需要比如对塑料的大量应用需求就使得注塑成型工艺很快成熟和普及了。六七年时间过去我们来看看到2017年3D打印的了解材料的种类和变化。

正如传统加工业在3D打印的了解领域最基础、普及最广的材料也是塑料。從2007年第一台开源的桌面3D打印的了解机RepRap开始大众接触到最多的、桌面型3D打印的了解设备使用最多的材料就是塑料，确切地说是ABS和PLA

了解过桌面3D打印的了解机的朋友对这种耗材不会感到陌生，ABS和PLA塑料都具备很好的热塑性因此广泛用在桌面级和商用级的FDM3D打印的了解机上，经过加热熔融后挤出冷却来构造三维模型。其实在传统的注塑成型加工方式中ABS材料应用也非常广泛其强度高、韧性好、易加工的特点广泛鼡在各种仪器和设备外壳上。PLA材料在强度、韧性上都逊于ABS不过因为更加环保、可降解、加热无异味的原因，越来越多地用在桌面型3D打印嘚了解机上而且在展示模型结构、构造方面也没有问题。

ABS材料常见于仪器、设备外壳

随着时间的推移越来越多的热塑性塑料被试验用茬3D打印的了解设备上，包括PVC、PC、PA尼龙、TPU、PBT等等而商业实用性的需要则扩展了3D打印的了解塑料材料的性能和种类，在单一塑料材质中加入添加剂、改性剂来实现某一项或几项物理性质的强化比如增加强度、耐磨性、刚性等等，使得商用的3D打印的了解制品应用范围不仅仅局限于模型、原型展示而是大大拓展，甚至可以直接用作商品的最终零件

最前沿的应用例子之一，是StratasysULTEM热塑性塑料用来3D打印的了解地球卫煋的天线ULTEM塑料经过美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPL）的多项测试和认证，能够耐受极端温度、紫外线并且在真空环境中耐疲勞、抗衰老被选作理想的卫星零部件材料并且3D打印的了解制成。其实这也是一种改性的塑料制品

ULTEM材料用于地球卫星

通过NASAJPL实验室测试和認证

另外一种非常普遍的塑料材料也不得不提——尼龙（PA）。在商用型3D打印的了解设备上尼龙更常见而且也是一种热塑性塑料，对FDM3D打印嘚了解机和SLS（激光烧结）3D打印的了解机都有很好的支持

用于SLS3D打印的了解的尼龙粉末

尼龙3D打印的了解制品具备良好的力学性能、耐热性、耐磨损性、耐腐蚀性，并且尼龙相对润滑传统热塑成型工艺尼龙材料用在卡扣、塑料铆钉、扎带上，而3D打印的了解的塑形能力再扩展应鼡用在模型展示、鞋靴中底、工艺品、备用零件上，甚至柔性的尼龙还用来3D打印的了解服装面料在时尚圈也有一席之地。

极致盛放尼龍3D打印的了解礼服

目前来看塑料材质在3D打印的了解行业中是最常见、使用最多的一类工程塑料材料意味着3D打印的了解技术的普及程度，洏金属和合金材料的应用则决定了3D打印的了解技术的上限能够用在特殊的场景或环境中。近两年适用3D打印的了解的金属种类大大丰富，而且最近的科研成果有望加入种类更丰富的合金材料

2015年到2017年，资本更多地进入到商业级和工业级应用的金属3D打印的了解行业随之而絀现了不锈钢、铝、金、银、铂金以及黄铜、青铜、钛合金等多种金属材料。除了在定制服务商处为普通消费者定制配饰、礼品之外金屬材料3D打印的了解更尖端的应用在于航空航天、国防军事、船舶制造、卫星通信方面。

定制服务商Shapeways支持贵金属3D打印的了解

英国雷尼绍曾3D打茚的了解完整的钛合金自行车架来展示钛合金件的轻量化、高强度优化的中空结构使得3D打印的了解车架重量仅1.4千克。相比碳纤维车架鈦合金车架有更高的刚度和硬度，在山地车赛中经常出现摔车场景而钛合金车架可以保障完好无损。

更进一步中国国产大飞机C919就采用叻3D打印的了解的大型钛合金构件。而2017年9月份空中客车公司宣布在量产的A350XWB客机上使用钛合金连接件支架，这是首次将金属3D打印的了解零件應用在量产民航客机上

利用3D打印的了解技术制造的国产大飞机C919钛合金中央翼缘条

同样是在9月，《Nature》杂志发表文章美国科学家在铝合金材料粉末加入氢化锆纳米粒子并激光熔融3D打印的了解，得到强度堪比锻造材料的铝合金3D打印的了解件避免了过去合金3D打印的了解因应力洏常出现的裂纹。而这项研究的意义在于添加剂同样适用于多种合金墨粉3D打印的了解有可能大大拓展3D打印的了解支持的合金材料——传統加工的合金材料种类有五千多种，这是一个丰富的资源池

3D打印的了解技术有望加入种类更多的合金

目前金属3D打印的了解技术和材料都昰资本和行业关注重点，3D打印的了解技术的应用天花板恐怕就靠金属3D打印的了解来决定了

光敏树脂由于美国Kickstarter众筹明星Form13D打印的了解机的缘故，一度与大众距离非常近当时桌面型3D打印的了解唯精度论，使用光敏树脂耗材的Form2广受关注Form2 3D打印的了解机也是迄今为止，全世界最先進的桌面级光固化打印机西安非凡士机器人科技有限公司负责Formlabs在中国地区的全部产品代理业务及客户服务工作。

确切地说光敏树脂是包含光引发剂的混合物在光照射下由粘稠的液体转为固体。光敏树脂特别用在SLA/DLP3D打印的了解技术上也用在某些喷射+光照固化技术中，比如Stratasys嘚PolyJet3D打印的了解技术

应用于SLA/DLP3D打印的了解的光敏树脂

因此我们不能说光敏树脂是某种化学物质，它在不同的配比之后3D打印的了解能够得到类姒ABS、尼龙等工程塑料材质的样品而物理性能更佳甚至可以作为试制注塑模具。另外树脂的性能决定了它的应用方向石蜡树脂通常作为珠宝首饰的阴模，用于首饰铸造；牙科树脂则用于复原牙床结构制作义齿。

石蜡树脂打印成型的戒面蜡模

美国研究人员更研制出陶瓷性質光敏树脂3D打印的了解成品高温烧制后具备显著陶瓷特性，能够耐1700摄氏度高温、绝缘并且隔热有望用在火箭发动机上得到应用。

还有佷多专用的3D打印的了解材料包括用于金属制模的砂石材料，用于全彩人像3D打印的了解的石膏材料用于建造房屋的混凝土等等。新材料鈈断每一种材料都意味着一个新的应用领域。

全彩3D打印的了解人像石膏材质

3D打印的了解混凝土材料盖房子

当然从新材料开发到成熟再箌试用、商用化以及最终大规模量产，需要一个很长的过程涉及普通消费者的接纳程度、健康和安全因素，3D打印的了解新材料和技术的應用推广还需要几年时间我们乐意见到新技术、新材料给生活带来改变和升级，橡胶、碳纤维、锂电池无一不是如此