3d打印材料范文精选

材料是3D打印的“墨水”，其开发难度大、成本高，现在仍为构建3D打印生态圈的掣肘。相比于3D 打印机30%-50%的毛利率，3D 材料的毛利率高达60%-80%。

目前能够用于3D打印的材料大约有200余种，而传统减材制造、等材制造的材料有数万种。和传统制造业的基础材料相比，用于3D打印的原材料通常对于耐热性、灵活性、稳定性以及敏感性有更高的要求。

材料类型

3D打印行业对于打印材料种类的划分并没有统一的标准。按照材料的物理状态可以将打印材料分为液体材料、薄片材料、粉末材料、丝状材料等;按照材料对应的打印技术进行分类，则可以分为SLA材料、LOM料、SLS 材料、FDM材料等;按照材料的化学性能，可以分为工程塑料、光敏树脂、金属类材料、陶瓷类材料等。

工程塑料

工程塑料是3D打印最常见的材料，占到商用3D打印材料的90%以上。用于3D打印的工程塑料成本比传统工艺要贵得多，例如热塑性材料成本为$200/kg，而传统喷射铸造用材料成本仅为$2-3/kg。

工程塑料包括热塑性材料和热固性材料两类。这两类材料的最主要区别在于热塑性材料在高温下可以反复熔融，而热固性材料一旦定型后则不可以再次熔融。热塑性材料主要包括ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）工程塑料和聚碳酸酯（PC），而热固性材料的代表则是尼龙（PA）。

工程塑料主要应用于FDM设备，需要挤出成丝状。因此需要满足以下性能：料丝应具备一定的弯曲强度、压缩强度与拉伸强度，以保证在送料过程中不会发生断丝现象，满足一定的收缩率以防止零件变形，还应当具备足够的粘结强度，使得各层可以牢固结合在一起。

3D打印要实现真正的产业化推广，上游原材料是一个躲不过也绕不开的核心问题。

目前3D打印市场的火热，更多的是源于其概念和模式的新奇，而其实际产业应用和推广水平，并没有想象的那么乐观。

3D打印技术很早就在国内开始了研究和探讨，我国在国际范围内也属于起步较早的国家。

从实际制造以及尖端科研水平来看，中国3D打印并不比国外差，甚至在某些方面还处于国际学科前沿阵列之中。

但值得注意的是，国内在产业推广上还很薄弱。3D打印在国内虽有一些应用，但真正的工业应用还远不及国外广泛。

这种结果和国内外产学研模式紧密相关。

在国外，其先进技术的应用和推广更接近于一个倒逼的过程，具体科研项目的启动更多的是从需求起步。首先是制造企业或者具体应用出现技术需求，进而科研机构根据需求确定研究方向并进行攻关，研究成果一出来便可直接投入应用。

当然，国外科研人工成本远远高于国内，其单个科研项目40～60%的经费都用在人工方面，尤其是高校，不可能会有大量的科研人员从事产业方向不明确的研究。这就间接要求他们必须从一开始就从具体应用着手，并紧跟实际应用逐步完善和发展。

[摘 要]3D打印（3D Printing）技术作为快速成型领域的一种新兴技术，目前正成为一种迅猛发展的潮流。随着3D打印技术的不断进步和成熟，其在航空航天、生物医药、建筑等领域的应用也在逐步拓宽。而材料是 3D 打印技术发展的基础，材料的性能、种类等因素决定着 3D 打印产品的质量和功能，因此，如何破解材料对 3D 打印技术制约的瓶颈，以推动 3D 打印材料发展显得至关重要。

[关键词]3D打印技术；3D打印材料；发展趋势与现状

中图分类号：TP334.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0101-01

前言：3D打印，又称作增材制造，是快速成型技术的一种。3D打印技术将信息技术与工业制造相结合，以柔性化的生产方式来满足不断增强的个性化需求，实现了制造技术的革命性突破，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。其方便快捷、能够提高材料利用率等优势不断显现，与传统制造的结合也更加紧密，不断推动传统制造业的转型升级。材料是3D打印的物质基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈。目前，我国的3D打印技术在某些领域处于世界领先水平，但在产业化应用方面与国外的差距较大，除了产学研用相脱节等问题，上游原材料制约也是阻碍3D打印产业化发展的重要原因。文章综述了3D打印材料的发展现状，重点介绍了用于3D打印的几类主要材料，并指出了当前3D打印材料发展所面临的问题及其发展趋势。

1.3D技术的概述和3D打印材料的介绍

1.1 3D技术的概述

3D打印技术最早起源于19纪末的美国，于20世纪80年代得到实现与发展。随着智能制造的进一步发展成熟，3D打印技术在打印材料、精度、速度等方面都有了较大幅度的提高，新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用于制造领域。与传统的去除材料加工技术不同，3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，又称为快速成型技术或增材制造技术。3D打印技术可以在很大程度上提高制作效率和精密程度，可使用的材料种类非常丰富，以生物细胞为材料可打印出器官、骨骼；以沙子为材料可打印建筑；以玻璃为材料可打印玻璃制品；以金属为材料可打印机械零件等。目前，3D打印技术主要应用于产品模型、模具制造、文化创意、航空航天、生物医疗、艺术创作以及个性化定制等领域，为创新开拓了广阔的空间。

1.2 3D打印材料的介绍

摘 要：3D打印技术是一种先进的快速成型制造技术，在近些年得到各个行业的大量关注与重视。基于国内外与3D打印技术相关的研究与应用，对3D打印技术进行介绍，了解3D打印技术所应用的材料，对比农作物秸秆和其他材料的优缺点，提出相应的建议。

关键词：农作物；秸秆材料；3D打印

中图分类号：X503.231 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170532081

前言

随着科技的发展，传统制造技术已难以满足人们使用需求，因此，寻找一种新的制造方法十分迫切，3D打印技术便在这样的背景下应运而生。近年来由于3D打印技术越来越受到人们的关注，在各大主流媒体频繁出现，成为当下与未来发展的新星。但因打印材料的紧缺与制备困难，打印成本昂贵，对3D打印技术的发展和深入市场化带来一定的制s。农作物秸秆作为一种可再生资源，应用在3D打印技术中具有重要的现实意义。

1 3D打印技术的概述

3D打印技术源自20世纪90年代，是一种快速成型制造技术，因其制造特点独特，又称“增材制造技术”，工作原理为层层堆叠与逐层打印，是一种跨学科的交叉技术。3D打印技术是基于传统二维打印技术基础上的大胆创新，把二维打印延伸至三维领域，把喷墨式打印的平面图案、文字等通过原材料逐层堆叠而成的三维立体实物，不但拓展出非主流化设计潮流，还彰显出新时代个性化创新活力与创造潜力。

3D打印技术所需的成本较高，不仅因为3D打印机本身机器的价格高，更重要的是3D打印所使用的材料价格高，精密度越高与速度越快的3D打印，其对于材料的要求越高。而材料作为3D打印技术成型工艺与成型件性能及设备结构的核心，根据化学成分可分成金属、陶瓷、聚合物及复合材料等，这些材料的价格较高，且数量有限，还要满足刚度、强度、耐湿潮及热稳定性要求和方便后续工艺处理。可见，3D打印因受到材料紧缺与材料价格问题的制约，难以快速形成市场化，对3D打印材料与其制备方法的深入研发带来一定影响。

摘要：人类科技的发展不断推陈出新，特别是3D打印材料的出现让生活更加丰富多彩，3D打印技术代表了制造业发展的新趋势，它将和其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命。但就服装设计生产而言，3D打印技术发展前景广阔，但并非是能够完全的取代手工制造技术。3D打印技术不断的发展，应用在设计领域越来越多，尤其在服装领域的涉及面也越来越广泛。3D打印的材料如何应用在服装中，怎样才能实现其最大的作用，以及如何才能与人体服装结构进行巧妙的结合，使得这种新型的3D打印材质与服装结构版型优化设计，更加符合穿着性。最终实现服装新型材料与服装创意设计的完美结合，为今后服装设计开拓了更加广阔的设计空间与丰富的艺术形式。

关键词：3D打印技术；新型材料；服装设计；人体服装结构；数字化

近年来，随着3D打印技术的飞速发展，3D打印从平面设计不断的演变发展到三维设计，而3D打印也逐渐改变着我们的生活方式。3D打印又称增材制造，增材制造与减材制造是制造领域的两种方法。传统的制造方式一般采用减材制造，例如利用切割机床等刀具切掉不需要的部分，保留所需的形状，而增材制造是通过逐层叠加增加材料制造物品的搭积木式的技术，利用由点到线、由线到面、由面到体的增材方式堆积而成，类似我们建筑中的盖房子，打印式的搭积木，与孩子们玩的搭积木过程类似，层层的堆积上去而逐渐成型的过程。只不过3D打印是用碰头喷射打印出来的世界万物，其打印材质上也种类很多，可以根据不同的设计领域，开发出新型的材质。增材制造显然更加节约材料，而且增材制造可以将材料先变为粉末再进行制造，或者使用液体材料。

目前，3D打印正在逐渐改变着我们的生活方式，走进我们的生活中。医疗中打印的人体器官细胞组织、生活中家居事物、食物、生活工具、时尚设计领域等都有涉及，但目前应用在服装领域的材质也非常有限，基于3D打印材料的局限性特点，在设计创意性服装的同时还要考虑新型材质与服装版型的结构结合。在整个发展中世界，3D打印技术的不断发展，科学技术在一个国家的综合领域占有日益重要的地位，其中美国政府将人工智能，3D打印，机器人等项目，以重振美国制造业作为中国的三大支柱，政府还加强了支持3D打印等企业，积极发展生产方法的3D打印技术及相关领域，使得“中国制造”转型“中国智造”。英国的The Economist 杂志在2012年4月的封面上，以第三次工业革命为标题，介绍了3D打印等数字化生产技术，3D打印技术在设计领域已经应用了近十年的时间，最初应用于开模制造前的模型打样；3D打印引发了多个领域的革命，制造方式、材料创新、生物技术工程以及医疗领域、设计领域、知识产权等方面的巨大革命。3D打印，因为高弹性，所以3D打印技术和更高的自由模具材料的特性成为了设计师创作的重要工具。英国“经济学家”杂志的封面故事将导致3D打印技术为核心的“第三次工业革命”，引起了业界的关注。

3D打印可以说是上个世纪的思想，上世纪的技术，而在这个当今的世纪产生了空前的市场。3D打印可以说是上个世纪的观念，上世纪的技术，在本世纪产生今天的前所未有的市场。同时辐射到服装行业在最近的2014年纽约3D打印展，汇聚了最前沿的创作技巧，艺术和科技工作的完美融合，它已成为世界顶级时装设计师穿戴式3D打印设计艺术家新潮。其中，3D打印艺术和雕塑在芝加哥的长期支持者，代表了艺术家Joshua Harker3D打印作品镂空雕刻系列，还推出了2014年纽约3D打印展。甚至在服装配饰品领域也涉及到，如鞋子包都可以进行3D打印，自3D打印技术出来，越来越多的鞋企认识到其中的便利和高科技性。3D打印技术正在帮助提升了设计和产品性能。但是，现在人们都打印到3D的结合，并在巴黎和纽约走秀活动，时尚已经不仅仅满足于鞋，在2013年，3D印花连衣裙闯入人们的视线。

2010年，阿姆斯特丹时装周首次发表在3D打印模式创建的“水晶”的主题时装，从那时起，3D打印技术开始真正进入时装设计界，思维的趋势的一部分。2011年了全球第一款3D打印的比基尼，穿着尼龙网礼服打扮以“缪斯女神”之称的蒂塔・万提斯出席在曼哈顿，这身礼服的设计灵感来自著名的斐波那契数列，由Michael Schmidt和Francis Bitonti设计收藏的私人走秀活动。但3D打印服装的设计可以改进，比如如何调整型的服装版，以满足身体曲线，如何做出紧致修身并设计一个灵活的电网应用等。Bitonti很久以前的3D打印技术与时尚相结合的思想。他利用塞万提斯的大小，提供给设计一个三维模型，根据施密特的草图，用最高端的设计软件Maya中画一幅画，然后用犀牛软件2633单独环或线路连接，EOS P350激光从手工缝线部分拼接而成，“这件衣服，如果制作手工，昂贵的。”他说。但是，现在手工制作在时装设计界应需求非常大。3D打印技术对服装的市场潜力，这是一个工艺和时尚的设计的需求将结合的机会，一旦我们制造的机器，以满足服装生产的要求有很大的影响，人们只需要站在房间的3D扫描，一件衣服制作，而3D打印的时代已经到来。

3D打印服装目前是最广阔的一个市场，包括配饰配件。可以根据个人的喜好风格进行自我设计，甚至不用等到未来，现在就可以实现。3D打印对时尚界的影响，不仅在过去难以解释织物的三维形状得到实践。更重要的是，在制作3D打印3D扫描使用时，尼龙材料是“适合”削减了新的定义，完全服帖的身型是可以定制的。“剪裁合体”传统的方式出现，也许使更多的一些时装秀将通过计算机绘图来代替。

3D打印技术制造，可显著降低生产成本，提高使用的原材料和能源效率，减少对环境的影响，让消费者也可以针对根据自己的需要，既不是纸也不是我们需要用墨，而是通过电子制图，远程数据传输，激光扫描，材料熔化等一系列技术的，具体的熔化金属粉末或者记忆材料，并按照说明电子模型图层重新走到一起，并最终使电子模型转化成实物。它的优点是显著节省工业样品生产时间，并能“打印”样式复杂的产品。因此，不少专家认为，这种技术代表制造业的新趋势。不同于或形状制作的文章刀模传统的3D打印机制造机器。从物理上看由层形成的散装固体材料，扩大数码概念的范围。对于要求具有精确的内部凹陷或互锁部分的形状设计，3D打印机是首选的加工设备，它可以将这样的设计在实体世界中实现。下面是来自各个行业、具有不同背景和专业技术水平的人用类似的方式描述，3D打印帮助他们减少主要成本、时间和复杂。3D打印技术的主要优势有：制造复杂的项目物品，而不增加成本，产品多样化，而不增加成本，没有装配，零时间递送，无限的设计空间，零技能制造，不需要大的空间，便携制造，副产品废弃物少，无限组合的材料，精确复制减少废物等主要优点。

13D打印技术简介

3D打印技术不同于传统的打印技术，在该技术中往往以数字模型文件作为它的基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过喷嘴将材料挤出，经过逐层打印的方式来构造物体。之所以称其为3D打印，是因为其参照了打印机的技术原理，加工过程与传统的喷墨打印十分相似。与传统打印不同的是，传统打印机用打印油墨实现打印，而3D打印用的是真正的各种原材料。3D打印最早于20世纪90年代中期出现，但由于技术和成本的影响，这一技术并没有取得长足的进步和发展。随着科技水平的不断提高，时代变迁和发展，边缘技术的完善，3D技术取得了明显的进步，从新世纪伊始，我国3D打印的专利数量快速增长，表明我国的3D打印技术正处于极具前景的快速发展时期。目前，我国的3D打印技术虽然学术水平较高，但存在应用较少的问题，原材料的制约是限制3D打印产业化发展的一重要原因。

2适用于3D打印的建筑材料

建筑业发展至今，所应用到的建筑材料有成千上万种，但是适用于3D打印技术的建筑材料却屈指可数。目前3D打印建筑所采用的材料还不成熟，结合国内外现状，荷兰通过实验研究发现，塑料和树脂类材料可以应用于3D打印机上；美国则在选用3D打印材料上，将目光投向了树脂砂浆类，粘土类和混凝土类等材料，通过一定的技术处理也成功的应用在了3D打印机上。我国最典型的应用是在上海，选择建筑废料作为材料，通过一系列技术加工，粉碎磨细，加纤维、水泥及有机粘合剂等，做成“油墨”，从而应用于3D打印机上。

2.1GRG材料

所谓GRG材料，这里指的是通过采用GRG专用石膏，也就是人们常说的超细结晶石膏为基料，将具有专用连续刚性的增强玻璃纤维和它混合制成的产品材料，这种材料目前主要专注于制作异形产品。具有不变形、质量轻、强度高、会呼吸、防火、环保、声学效果好、加工周期短等特点。一般应用于剧院、报告厅、会展中心、体育场等工程项目，上海世博中心2600人大会堂就是通过这种GRG产品建造的。

2.2混凝土类材料

通过将国内外现状作对比，发现混凝土类材料无论是在传统建筑生产还是新型3D技术领域里，都是主要使用材料之一。由于混凝土类材料具有较高的可塑性，在打印过程中无需支模，其工作过程是在电脑控制下将配置好的混凝土通过喷头挤出进行打印得到混凝土构件。目前，混凝土类材料结合“轮廓工艺”，在3D打印建筑领域得到较多的应用。此外，随着材料科学和现代电子信息技术的迅速发展，3D打印建筑材料的智能化开发也成为业界关注的焦点。这种材料融入了信息科学的内容，把感知、寻优和控制驱动等技术进行融合渗透，使得3D打印技术在建筑领域做到材料结构与智能一体化，同时具备多种完善的仿生功能，从而使打印建筑物达到适应环境、调节环境、材料和结构健康状况的自诊断和自修复等智能化。

摘 要：引领产业发展前沿的3D打印技术吸引了人们的眼球，但3D打印耗材成为制约3D打印技术广泛应用的关键因素。在以新材料、新技术、新装备和新产品为重点的今天，3D打印塑料耗材被明确为重点发展的产品，该文从温度、打印性能、强度、气味、适用场景和不适用场景等方面详细阐述了最常见的两种基于FDM桌面打印机材料――ABS丝材和PLA丝材的优缺点，力争在新一轮科技革命和产业变革中取得新的突破，这为3D打印塑料耗材的进一步研究奠定了强有力的基础。

关键词：PDM桌面打印机 3D打印材料 ABS丝材 PLA丝材

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（b）-0001-02

“中国制造2025”使3D打印技术成为产业发展的前沿，极受大众欢迎和关注。3D打印技术最突出的优点是无需传统加工机床或加工模具，据CAD图形可直接制作形状非常复杂的工件，通常只需切削法30%～50%的工时和20%～35%的成本，极大地缩短了产品的研制周期，提高了生产率，并降低了生产成本，被誉为制造业的一场革命并获得了广泛应用。

但是，3D打印技术至今未实现产业化，也没走进广大老百姓的日常生活，原因很简单，首先是3D打印机本身的机器价格很高，其次是3D打印机打印所需的原材料的价格也很高，而且，精密度越高、速度越快对材料的要求就越高。因此，3D打印迟迟难以市场化。

1 基于PDM的桌面级3D打印技术

经过近20年的努力，实现3D打印技术工艺的关键设备已有5种商品化的定型产品，分别是SLA（光固化/立体光刻）、SLS（选择性激光烧结）、LOM（分层实体制造）、3DP（三维印刷）和PDM（熔融沉积成形）。

国内3D打印机在工艺上采用最多的是制造和材料成本最低的FDM熔融沉积成形技术，该技术以一种丝材作为成形材料的快速成形工艺，丝材通过送丝机构送至喷头，在喷头内受热熔融并挤出，喷头根据层片形状进行扫描填充，挤出的材料固化在底板或者上一层层片上，如此反复直至所有层片加工完毕。

摘 要：文章针对光固化3D喷墨打印技术所用造型材料和支撑材料专利进行分析梳理，对该领域技术起源、技术发展和演变进行简述，对其中以Stratasys和3D Systems为代表公司的重点专利进行分析说明，并基于分析情况对于上述材料未来发展方向提出见解。

关键词：3D打印；增材制造；光固化；喷墨；材料喷射

中图分类号：T-18 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0014-02

增材制造（Additive Manufacturing），或称“3D打印”，在近十年得到了快速发展和应用，目前已经形成了多种建造三维原型工艺技术[1]。增材制造技术标准ASTM F2792-12中将增材制造技术划分为七大类：粘合剂喷射、直接能量沉积、材料挤出、材料喷射、粉末床熔融、层压和槽光聚合。其中，材料喷射技术被定义为，通过选择性沉积造型材料微滴实现的增材制造工艺。较为成熟的材料喷射打印系统为喷墨式3D打印机，其以按需喷墨方式（drop-on-demand）打印多材料制品[2]。3D喷墨打印主要可以采用热致相变材料和光固化材料两类材料作为造型材料进行打印。热致相变材料，如蜡，其加热后相变为液态可以喷墨沉积，而在冷却后相变为固态而成型，先于光固化材料用于3D喷墨打印，然而其存在机械性能差的缺陷。光固化材料，通过将可光固化液态组合物喷墨沉积后光照固化实现快速成型，其打印精度和材料表面平滑度，制品色彩丰富度优势突出[3]。另外，在构建凹槽等特殊三维结构时，3D喷墨打印中除构建原型的造型材料外一般还需要支撑材料支撑成型体。在光固化3D喷墨打印中一般使用水溶性聚合物或蜡作为支撑材料，其可分别通过水洗和热熔除去[4]。本文试通过对光固化3D喷墨打印用材料相关专利分析，对该材料专利技术发展和演变过程进行梳理，对重点专利进行解析说明。

经分析认为，最早采用材料喷射机理可见于美国德州仪器公司的专利US5260009，其中已经提出了材料喷射打印的基本工艺：a、选择沉积第一材料（即造型材料）并固化构建原型首层；b、进一步沉积第二材料（即支撑材料）使其包覆a固化材料；c、对b步沉积层平整化；d、在平整化层上选择沉积第一材料构建原型下一层；e、重复b-d步骤；f、选择移去第二材料；同时也提出了除去支撑材料的两种基本方式--即采用融化或者溶剂洗涤，以及蜡作为造型材料的选择。

美国Solidscape公司（当时称为“Sanders Prototype”公司，2011年被美国Stratasys收购）在其专利US5506607中对上述方案进行了改进，通过带有控制器的装载设备使喷墨头等打印部件在三维方向精确移动，并于1994年推出采用蜡材料喷墨沉积的3D打印机。随后，美国3D Systems公司也加入蜡材料喷墨打印机的研发，在其专利US6133355中提出了采用含有低收缩聚合物、石蜡、微晶蜡、强化聚合物和增塑剂构成3D喷墨打印材料，由此减少制备过程中材料由于收缩、固化等因素而导致的变形问题，同时，该公司也在1996年和1999年分别推出了沉积蜡材料喷墨打印设备Actua 2100和Thermjet。上述时期（1990-1999年）仅仅是3D喷墨打印的研究开端，其使用材料基本还局限于蜡或含蜡材料，不过研究者已经意识到对于该材料存在的机械性能不佳问题：如3D Systems公司在上述专利提出进一步加入活性成分以在成型后固化加强。延续上述思路，美国温太克公司在其专利US6476122提出的选择性沉积材料中加入了可光固化组分，并指出后固化后提高了机械性能。需要注意的是，虽然上述探索采用了光固化组分，但其仅作为助剂辅助增强，主材料依然是蜡材料。

进入2000年，以色列Object Geometries公司（该公司已与Stratasys公司合并）推出采用光固化材料的喷墨打印机PolyJet，其采用紫外可固化聚合物喷墨沉积后光固化实现每层打印，即其固化并不依赖蜡的相变而依靠光固化反应。其专利US6569373提出了基本的光固化喷墨组合物框架：造型材料包括反应性组分、光引发剂、表面活性剂和稳定剂；支撑材料包括非反应性和低毒化合物、表面活性剂和稳定剂，并且在室温下具有50cps以上粘度而在喷墨温度下具有20cps以下粘度，同时能够在水/碱液/酸液中溶胀除去，此外还提出了在支撑材料中添加如碳酸氢钠等可产气组分，以在溶胀时产生气体加速支撑材料除去。几乎与此同时，3D Systems公司也开始了光固化材料喷墨打印探索，但其采用不同思路构建材料组合物――即，未摒弃蜡材料，而是将蜡材料作为光固化材料中相变助剂使用，如其专利US6841589中采用氨基甲酸酯蜡配合紫外可固化丙烯酸酯树脂等组分作为紫外可固化喷墨材料，其中氨基甲酸酯蜡起到使材料在喷墨后相变为非流动态的作用，由此使得打印面平整；并在随后另一项专利US7176253中提出采用具有50-65℃熔点和45-55℃凝固点的脂肪醇和松香酯作为相变支撑材料，其可通过热流体（油、水）除去。

如前所述，Object Geometries/Stratasys和3D Systems在研究初期已经呈现出两种不同的研发思路：前者倾向采用组分调节造型材料粘度同时采用水溶性支撑材料，后者倾向利用蜡材料控制造型材料流动性同时采用相变支撑材料。按照上述两种思路，以上述两公司继续分别对其材料进行了优化。

摘要： 3D打印技术是快速原型制造技术的一种，也被称为增材制造技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术，其中金属3D打印被认为是将来制造业的主导方向.金属粉末材料是金属打印的物质基础，同时也是3D打印技术发展的突破点.综述了3D打印金属粉体材料的研究现状，重点介绍了钛合金、铝合金、不锈钢、高温合金和镁合金等5种金属粉体材料在3D打印技术中的应用，并对金属粉体材料的运用进行总结和展望.

关键词： 3D打印； 增材制造； 金属粉体材料

中图分类号： TP 334.8文献标志码： A

Research Progress of Metal Materials for 3D Printing

ZHENG Zeng1，2， WANG Lianfeng1，3， YAN Biao1，2

（1.School of Materials Science and Engineering， Tongji University， Shanghai 201804， China；

2.Shanghai Key Lab of D & A for MetalFunctional Materials， Shanghai 201804， China；

3.Shanghai Aerospace Equipment Manufacturer， Shanghai 200245， China）

摘要文章主要对硫酸钙（石膏）、ABS树脂和光敏树脂这三种常见的3D打印材料的优劣势进行了对比分析，也单独例举了硫酸钙（石膏）在3D打印材料中的应用现状。由于硫酸钙（石膏）有性价比高、安全环保、无毒无害等诸多优势，专家推荐3D打印技术还不是非常成熟的时期尽量选择石膏作为3D打印材料。

关键词硫酸钙；石膏；材料；3D打印

中图分类号：TB3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0085-02

13D打印机

也许我们提到“3D打印”觉得是个新鲜事，但事实上它已经有将近20年的发展历史了。目前在汽车制造行业应用3D打印日益广泛，同时建筑、医疗、文化创意及文物修复等行业也已经开始引入3D打印这一新技术。

恩里科・迪尼[1]（Enrico Dini）发明设计的一种神奇的打印机，它不仅可以“打印”出一幢完整的建筑，甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需物品的形状，这就是3D打印机（3D Printers）。普通打印机和3D打印机最大的差别就在于耗材不同，墨水和纸张是普通打印机的耗材，而3D打印机主要是由石膏粉末、树脂或工程塑料组成的，常用材料还有金属粉、陶瓷粉、尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料等，这些成型材料都是经过特殊处理的，但是不同技术与材料各自的成型速度和模型强度以及分辨率、模型可测试性、细节精度都有很大区别，用户需按实际用途来选择。

2石膏简介

石膏的化学本质是硫酸钙，通常所说的石膏是指生石膏，化学本质是二水硫酸钙（CaSO4・2H2O）。当其再干燥条件下128℃是会失去部分结晶水变为β-半水石膏，其化学本质是β-半水硫酸钙（β-CaSO4・1/2H2O），如果其在饱和蒸汽压在时会失去部分结晶水变为α-半水石膏，其化学本质是α-半水硫酸钙（α-CaSO4・1/2H2O），这两个半水石膏化学式相同，结构不同。它们继续脱去结晶水形成无水石膏，化学本质是无水硫酸钙（CaSO4）。