在3d打印领域，3d打印材料一直扮演着重要的角色。因此，3d打印材料是3d打印技术发展的重要物质基础。在某种程度上，材料的发展决定了3d打印能否得到更广泛的应用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶材料、金属材料、陶瓷材料等。另外，彩色石膏材料、人工骨粉、细胞生物材料、砂糖等食品也用于3D打印领域。

这些用于3D打印的原材料是专门为3D打印设备和工艺而开发的，不同于普通塑料、石膏、树脂等，其形态一般为粉末、丝绸、片状、液体等。一般情况下，根据打印设备的类型和操作条件，所使用的粉状3D打印材料的粒度为1至100μm，为了保持粉末的良好流动性，一般要求粉末具有较高的球度。

对于3D打印材料，目前市场上的材料种类不少于200种，随着技术的发展和进步，材料种类的更新程度会越来越快。那么我们如何才能更快、更快地理解材料?

3D打印常用的材料有哪些?

①ABS塑料

ABS是目前最广泛使用的聚合物。它结合了PS、SAN、BS的各种特性，具有硬、硬、硬的特点。abs是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。

ABS塑料一般是不透明的，具有乳白色，无毒无味，具有优异的抗冲击强度、良好的尺寸稳定性、电性能、耐磨性、耐化学性、耐磨性、成型加工和机械加工。

②PLA塑料

聚乳酸(pla)是一种新型的生物可降解材料，是以玉米等可再生植物资源为原料制备的淀粉材料。聚乳酸具有良好的相容性、降解性、力学性能和物理性能。适用于吹塑、热塑性等加工方法。工艺简单，用途广泛。同时，它具有良好的光泽和透明度，良好的抗拉强度和延展性。

(3D打印电吉他由坚韧的材料制成)

pla和abs材料可以由多种材料制成，并且有很多重叠。因此，很难从普通产品本身来判断，ABS被观察到是亚光的，解放军是非常明亮的。当加热到195℃时，pla可以顺利挤出，而abs则不能。加热到220℃，ABS可以顺利挤出，PLA将出现鼓胀的气泡，甚至可以碳化。碳化会堵塞喷嘴，这是非常危险的。

③工程塑料

工程塑料是用作工业零件或外壳材料的工业塑料。与其它材料相比，它具有强度、抗冲击、耐老化和硬度的平衡优势。因此，它也是3D打印中最广泛使用的材料。常用的工程塑料有工业用abs材料、pc材料、尼龙材料等。

工业ABS材料

它是FDM(熔体沉积建模)最常用的热塑性工程塑料之一。具有强度高、韧性好、抗冲击等优点。正常变形温度超过90℃。可用于加工(钻孔、攻丝)、涂漆和电镀。

3D打印ABS行星齿轮和链条模型

PC材料

它是一种真正的热塑性材料，具有工程塑料的所有性能：高强度、耐高温、耐冲击、抗弯曲性能，可作为最终零件。PC材料制成的样品可直接组装使用，可用于交通运输和家电行业。该PC材料具有单一颜色，仅白色，其强度比ABS材料高60%左右，具有超强的工程材料性能，广泛用于电子消费品、家用电器、汽车制造、航空航天、医疗器械等领域。

3D打印吹塑模具

尼龙材料

本发明的SLS尼龙粉末材料具有重量轻、耐热、摩擦系数低、耐磨性好等特点。粉末粒度小，制模精度高。烧结制品不需要特殊的后处理，即它可以具有较高的拉伸强度。颜色的选择不如pla和abs，但可以通过喷漆、浸染等方式进行选择和上色。材料的热变形温度为110℃，主要用于汽车、家用电器、消费电子、艺术设计和工业产品。

特点：烧结温度—粉末熔化温度180℃;烧结件不需要特殊的后处理，即具有较高的抗拉强度。在尼龙粉末烧结快速成型的过程中，需要较高的预热温度，需要保护气氛，设备性能高。

PC-ABS材料

它是应用最广泛的热塑性工程塑料之一。PC-ABS具有ABS的韧性和PC材料的高强度和耐热性，主要用于汽车、家电和通信行业。用这种材料和测力设备制作的试样强度比用传统fdm系统制作的构件高出60%左右，因此可以用pc-abs打印出热塑性构件，包括概念模型、功能样机、制造工具和最终零件。

PC-ISO材料

它是一种经医疗卫生认证的白色热塑性材料，具有很高的强度，广泛应用于医药和医疗器械行业。用于外科模拟、颅骨修复、牙科等专业领域。同时，由于它具有pc的所有特性，也可以应用于食品和药品包装行业。这些样品可以用作概念模型、功能原型、制造工具和最终零件。

PSU类材料

为琥珀色材料，热变形温度为189°C..它是所有热塑性材料中强度最高、耐热性最好、耐蚀性最好的材料。通常作为最终部件使用，广泛应用于航空航天，交通运输和医疗等行业..psu材料可以带来直接的数字化制造体验，而且性能非常稳定。通过与rortus设备的配合使用，可以达到惊人的效果。

热固性塑料

热固性树脂如环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂、氨基树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、芳族杂环树脂，具有强度高、阻燃性好的特点，非常适合用于3D打印的粉末激光烧结成型工艺。来自哈佛工程与应用科学学院和WYSS生物工程研究所的材料科学家联合开发了一种可3D打印的环氧热固性树脂材料，这种材料可以3D打印到建筑结构中，并用于轻型建筑。

瑞典将尝试用这种技术打印房屋

④光敏树脂

光敏树脂由聚合物单体和预聚物组成，液态光敏树脂是由于良好的液体流动性和即时光固化特性而用于高精度产品打印的优选材料。该光敏树脂固化速度快，表面干燥性能好。成型后产品外观光滑，可透明至半透明、磨砂。特别是，该光敏树脂具有低气味和低刺激性成分，非常适合于个人桌面3D打印系统。

常见的光敏树脂有somos-next、somos11122、somos19120和环氧树脂。

somos NEXT材料

白色材料，级PC的新材料，韧性很好，可基本达到选择性激光烧结(SLS，选择性激光烧结)制造的尼龙材料的性能，精度和表面质量较好..索莫斯NEXT材料制成的组件具有迄今为止最好的刚度和韧性，同时保持了光固化三维造型材料的工艺精湛、尺寸准确、外观美观等优点，主要应用于汽车、家电、消费电子等领域。

3D打印散热器风扇和耳塞套

somos11122材料

它看起来更像真实透明的塑料，具有优异的防水性和尺寸稳定性，可以提供各种类似的工程塑料，包括ABS和PBT，使其成为汽车、医疗和电子产品的理想用途。

somos19120材料

为粉红色材质，是一种铸造专用材料。成型后可直接替代精密铸造的蜡膜原型，避免模具开发风险，缩短周期，具有低灰保持率和高精度的特点。

环氧树脂

它是一种激光快速成型树脂，便于铸造。其灰分含量很低(800℃时的残余灰分小于0.01%)。可用于熔融石英和氧化铝高温外壳系统，不含重金属锑，可用于制造极精密的快速铸造模具。

⑤橡胶类材料

橡胶材料具有不同等级弹性材料的特性。这些材料的硬度、断裂伸长率、撕裂强度和拉伸强度使它们非常适合需要防滑或柔软表面的应用。3D打印橡胶制品主要包括消费类电子产品、医疗设备、汽车内饰、轮胎、垫圈等。

(橡胶与木材混合打印的眼镜)

⑥金属材料

用于3d打印的金属粉末一般要求纯度高、球度好、粒度分布窄、含氧量低。目前，在3D打印中使用的金属粉末材料主要是钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金，此外还有贵金属粉末材料，如在打印首饰中使用的金和银。

一次性制造转子和叶片组合，来源：RSC工程有限公司

金属三维打印材料广泛应用于石油化工、航空航天、汽车制造、注塑模具、轻金属合金铸造、食品加工、医疗、造纸、电力工业、珠宝、时尚等领域。

金属粉末快速成形是激光快速成形从原型制造向直接快速制造的发展趋势。它能加快新产品的开发，具有广阔的应用前景。在金属粉末的选择性烧结方法中，有三种常见的金属粉末：

(1)对于金属粉末和有机粘结剂的混合物，将两种粉末按一定比例均匀混合，然后进行激光烧结。

(2)两种金属粉末的混合物，其中一种在激光烧结过程中具有较低的熔点和粘结剂。

(3)对于单一金属粉末，单位制烧结，特别是高熔点金属，需要在短时间内达到熔化温度，需要高功率激光。金属直接烧结的最大问题是由于多孔结构导致零件密度低、力学性能差。

工具钢金属材料

工具钢的适用性来源于其优异的硬度、耐磨性和抗变形性，以及在高温下保持切削刃的能力。模具H13热作工具钢是其中之一，它能承受不确定的时间。

不锈钢金属材料

不锈钢与碳钢不同，目前铬含量不同，铬含量10.5%的最低钢合金，不锈钢不易生锈腐蚀..

奥氏体不锈钢316l具有强度高、耐腐蚀等特点，可在较宽的温度范围内降到低温，可应用于航空航天、石油化工等工程领域，也可应用于食品加工和医疗领域。

马氏体时效不锈钢15 5PH，又称马氏体时效(沉淀硬化)不锈钢，强度高，韧性好，耐腐蚀，可进一步硬化。目前，它广泛应用于航空航天、石化、化工、食品加工、造纸和金属加工等行业。

马氏体时效不锈钢17≤4PH在315℃仍具有较高的强度和韧性，耐蚀性极强。在激光处理状态下，它具有两种优良的扩展性。

合金金属材料

3D打印材料中应用最广泛的金属粉末合金有纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、钴铬合金、铜基合金等。

钛合金

市场上使用的纯钛，也称为市售纯钛，分为1和2粉，2级比1级强，对于大多数应用具有相同的耐腐蚀性。纯钛2具有良好的生物相容性，在医药工业中具有广阔的应用前景。

钛是钛合金行业的关键..目前，用于3d打印的钛合金主要有5级钛合金和23级钛合金。由于其优异的强韧性、耐腐蚀性、低比重和生物相容性，在航空航天和汽车制造中有着非常理想的应用。此外，由于其强度高、模量低、抗疲劳性强等优点，被用于生物医学植入物的生产。23级钛合金，纯度较高，与牙科钛和医用钛的牌号相同。

铝合金

目前，用于金属3D打印的铝合金主要有AlSi12和AlSi10mg两种。铝硅12是一种轻质材料，加入具有良好热性能的材料制造金属粉末，可用于换热器等薄壁零件或其他汽车零部件，也可用于航空航天等工业原型机及生产零部件。硅镁组合使铝合金具有更高的强度和硬度，特别适用于薄壁复杂几何零件，特别是在热性能好、重量轻的情况下。

铜基合金-青铜粉

铜基合金，俗称青铜，在市场上应用广泛。它具有良好的导热性和导电性。它可以结合设计自由度，生成复杂的内部结构和冷却通道。适用于半导体器件等更有效的模具冷却，也可用于微换热器。它具有壁薄、形状复杂的特点。

贵金属材料

3D打印产品在时尚界的影响力越来越大。世界各地的珠宝设计师似乎从使用3D打印快速成型技术中受益最大，因为这是一个强大的创意产业，可以轻松取代其他制造方法。在珠宝三维打印材料领域，常用的是黄金、纯银、黄铜等。

⑦陶瓷材料

陶瓷材料具有强度高、硬度高、耐高温、密度低、化学稳定性好、耐腐蚀等优良特性，在航空航天、汽车、生物等行业有着广泛的应用。3D打印陶瓷制品防水、耐热(高达600℃)，可回收利用，无毒，但强度低，可用作理想的炊具、餐具(杯、碗、碟、蛋杯、杯垫)、烛台、瓷砖、花瓶、艺术品等家居装饰材料。

然而，由于陶瓷材料的硬脆特性，使得其加工成形特别困难，特别是对于需要模具成形的复杂陶瓷零件。模具加工成本高，开发周期长，难以满足不断更新产品的需求。

(3D打印陶瓷威士忌酒杯)

选择性激光烧结陶瓷粉末是在陶瓷粉末中加入粘结剂。包覆粉末的制备工艺与包覆金属粉末的制备工艺相似。涂层陶瓷可以是Al2O3、ZrO2、SiC等，有多种粘结剂，包括金属粘结剂和塑料粘结剂(包括树脂、聚乙烯蜡、有机玻璃等)，也可以使用无机粘结剂。

用途：

(1)将陶瓷粉末和粘合剂按一定比例均匀烧结，二次烧结处理后得到陶瓷型壳进行浇注，浇注陶瓷成型壳，得到所制造的金属零件。

(2)工程陶瓷件也可直接制造。经烧结和热等静压处理后，零件的最终相对密度达到99.9%。在工业上，可用于含油轴承等耐磨耐热陶瓷零件。

⑧复合型石膏粉末(全彩砂岩)

3D打印领域是最广泛使用的材料之一。全彩砂岩制成的物体具有很强的色彩感，3D打印的产品表面有颗粒感，打印出来的线条明显使物体具有特殊的视觉效果。它更脆，容易损坏，不适用于通常放置在户外或极端*环境中的打印对象。

但当设计师想用多种颜色打印他们的设计时，他们通常会选择彩色砂岩。因为它可以打印各种颜色，颜色水平和分辨率非常好。砂岩打印出来的模型完美逼真。因此，全彩色砂岩被广泛应用于模型、肖像、建筑模型等室内显示。

⑨蓝蜡和红蜡

采用多喷嘴立体打印(MJM)技术，表面光滑;蜡模精密铸造，超越了以往单纯的模型制作和显示功能。可用于标准投资材料和铸造工艺。它用于制作珠宝、服装、医疗器械、机械部件、雕塑、复制品和石蜡模型蜡的收藏。

如何选择三维打印材料?

如何为自己选择模型，通常需要考虑以下几点：

成本，材料性能(力学性能，机械性能，化学稳固性)，后置处理后的成品细节，以及特殊应用环境等因素。

①成本

就最受关注的成本而言(不包括后处理和人工成本)。通过打印相同结构体积的材料球，根据意大利建筑网提供的各种消耗品的价格，我们发现，在相同的10000mm3体积产品的生产成本中：PLA塑料<塑料<树脂<全彩砂岩<尼龙<蓝色蜡<金属。

因此，在产品成本方面，聚乳酸塑料和abs塑料最低，最适合低成本耗材的使用。这里应该注意的是，PLA塑料和ABS塑料材料的产品在设计时处于悬吊结构中，或者倾斜向上的角度在45度为最大**，并且需要小于45度的额外支撑，即，当产品小于45度时，成本的成本以变相增加。

②材料性能

下图显示了一早网提供的一些3D打印耗材的材质特性。图中的硬度、透明度、尺寸和精度等级从1级到5级，这是从最低级别到最高级别的划分。

在最小细节中，PLA塑料和ABS塑料的0.5毫米，小于蓝色蜡的0.1毫米，高于银材料的1.0毫米，处于中间水平，没有特殊特征。

在最小壁厚方面，对于普通产品来说，1.0毫米聚乳酸塑料和abs塑料的最小壁厚几乎与0.6毫米的最小壁厚相同，属于正常范围，完全可以满足大多数普通产品的成型需求。同样，虽然最小壁厚可以满足大量普通产品的需要，但应注意的是，当厚度不小于1.0mm时，在打印过程中会发生变形，导致打印失败。

在最高精度方面，由于材料本身的影响，0.3mm聚乳酸塑料的最高精度略低于平均值，而0.1mm abs塑料的最高精度略低于平均值。

它相对更好。然而，这样的最高精度，已经完全可以媲美某些工业水平的最高精度，绝对满足创意产品的生产要求。

同时，pla塑料和abs塑料所对应的fdm工艺相对简单，可由台式计算机打印生产。与工业机器相比，台式机的使用在精度和批量生产上可能有微小的差距，但它肯定能满足正常的产品需求，成本更低，生产更方便。

③后置处理

对于产品的后处理，在颜色方面，有上漆(着色)、浸染、电镀等方式。由于国内染色工艺不成熟，成本高，电镀操作复杂，成本相对较高，因此为了方便，喷涂(着色)是目前最方便的。当然，对于pla塑料和abs塑料，有很多颜色选择，几乎所有颜色都可以选择，而且相对简单。

对于PLA塑料的外观纹理和支撑处理，PLA材料的三维模型是硬的和耐热的。如果研磨更加粗糙和粗糙，则目前没有良好的外观纹理和支撑处理。对于abs塑料，虽然可以抛光，但使用一定比例的碱溶液可以使其表面光洁，表面处理效果会更好。

④应用方向

除上述3个因素外，基于制作打印模型的目的，应用方向大致可分为两类：外观验证和结构验证。

外观验证模型：由工程师设计的手工模型，用于验证产品或直接使用且要求高外观的模型的外观。外观验证模型是可见的和可触摸的。它可以以对象的形式反映设计者的创造性思维，并避免"画一幅好照片是不好的。"的缺点。在新产品开发和产品外观评价过程中，外观验证模型的建立是必不可少的。

基于外观验证模型的要求，优选光敏树脂型3D打印(包括ABS树脂和透明PC材料)。

结构验证模型：在产品设计过程中，从设计到批量生产，一般都需要制作模具。模具制造成本很高，大型模具的价值高达几十万甚至数百万。如果在开模过程中发现结构不合理或出现其他问题，则损失是可想而知的。因此，建立结构验证模型可以避免这种损失，降低开模风险。

根据结构验证模型的要求，如果精度要求和表面质量要求不高，建议选用具有良好力学性能和低价格的材料，如PLA、ABS等材料。

此外，还有一些特殊要求。例如，如果对导电性有要求，需要金属材料，或者要反向制作漂亮的首饰，建议使用蓝色蜡。

最受欢迎的材料主要应用方向

当然，经过明确合理的材料划分，以及清晰的性能意识，作为3D打印行业的实践者，我们需要对材料的应用方向有一个大致的认识。

据小编介绍，目前市场上最常用的3D打印材料包括塑料(abs、pla、尼龙、光聚合物等)和金属(钢、银、金、钛、铝等)。在这两大类中，可以根据市场应用和市场需求重新划分。

(1)市场应用最广的

从目前的市场形态来看，塑料材料是消费品生产的主流。简单点说就是，在我们日常生活中看到的

3D打印产品，其生产材料不外乎是ABS、PLA、尼龙和光聚合物这四种。

(2)市场需求最广的

如果市场需要和未来发展最长远的观点，由产品制造的金属材料市场是非常紧迫的。特别是在航空航天、国防、汽车、医疗等行业的应用中，具有很大的发展空间。

与传统的制造技术相比，3D打印不需要预先制造模具，在制造过程中不需要去除大量的材料，也不需要通过复杂的锻造过程获得最终产品。因此，在生产中可以实现结构优化、材料节约和节能。三维打印技术适用于新产品开发、快速单件和小批量零件制造、复杂形状零件制造、模具设计和制造以及难加工材料制造、形状设计检验、装配检验和快速逆向工程。因此，3D打印行业越来越受到国内外的重视，并将成为下一个具有广阔发展前景的朝阳产业。