3D打印耗材類型和價格

3D打印耗材類型和價格
 “3D打(da)印”是增材制造(zao)(zao)的(de)通俗叫法，學術(shu)名稱為快速成(cheng)型(xing)(Rapid Prototyping，RP)技(ji)術(shu)，是一種不(bu)再需(xu)要傳統的(de)刀具(ju)、夾具(ju)和(he)機床就可以打(da)造(zao)(zao)出任意形狀，根據零件或物體的(de)三(san)維數字模型(xing)通過成(cheng)型(xing)設備(bei)以材料累加的(de)方式制成(cheng)實物模型(xing)的(de)技(ji)術(shu)。它可以自(zi)動、快速、直(zhi)接和(he)精確地(di)將計算機中的(de)設計轉化為模型(xing)，甚至直(zhi)接制造(zao)(zao)零件或模具(ju)，從而有效地(di)縮短產品研發周期(qi)、提高產品質量并縮減生產成(cheng)本。

近年(nian)增材(cai)制造行(xing)業(ye)開始趨于(yu)成熟，3D的(de)(de)(de)迭代速度逐漸(jian)加(jia)快，多種3D打(da)印(yin)(yin)機技術的(de)(de)(de)設備價(jia)格(ge)已經非(fei)常實惠，包括過去動輒百萬的(de)(de)(de)金屬3D打(da)印(yin)(yin)機，如今亦有普(pu)通(tong)企業(ye)可以(yi)承受的(de)(de)(de)桌面(mian)級3D打(da)印(yin)(yin)機產品。而作為(wei)3D打(da)印(yin)(yin)的(de)(de)(de)另一個重(zhong)要(yao)組成，耗材(cai)的(de)(de)(de)豐富性和成本，對于(yu)行(xing)業(ye)的(de)(de)(de)發展同樣重(zhong)要(yao)，甚至在一定程度上看，3D打(da)印(yin)(yin)機就是為(wei)材(cai)料服務的(de)(de)(de)。

       目前應(ying)(ying)用(yong)最(zui)(zui)廣泛的3D打(da)印機(ji)技術(shu)原理(li)有三種：熔融堆積（FDM），立體光刻（SLA），以及選(xuan)擇(ze)性(xing)激光燒結（SLS）。這些(xie)成(cheng)型(xing)技術(shu)的原理(li)差異較(jiao)大(da)，因(yin)此(ci)使用(yong)的耗材(cai)需(xu)要具有不同的形式，各類技術(shu)旗下的一些(xie)子類也會有一些(xie)差異。雖然不存(cun)在通用(yong)的某種耗材(cai)，但(dan)現在3D打(da)印機(ji)材(cai)料和(he)技術(shu)的可選(xuan)擇(ze)性(xing)已經大(da)大(da)提(ti)高，最(zui)(zui)基本的3D打(da)印機(ji)耗材(cai)有兩類：聚合物和(he)金屬。在本文中，我們(men)將(jiang)概括目前主流(liu)、已經大(da)范圍應(ying)(ying)用(yong)的3D打(da)印機(ji)材(cai)料種類及其(qi)價格區間。

3D打印機材料

      一、熱塑性聚合物(wu)

從購物袋(dai)到工業零件，聚合物幾乎(hu)無處不(bu)(bu)在(zai)。在(zai)3D打印中，熱塑(su)性(xing)(xing)(xing)塑(su)料(liao)可(ke)分為兩類：熱塑(su)性(xing)(xing)(xing)塑(su)料(liao)和熱固性(xing)(xing)(xing)塑(su)料(liao)，形態主(zhu)要有(you)長絲(si)、粉末(mo)、液體(ti)。熱固性(xing)(xing)(xing)塑(su)料(liao)加(jia)熱不(bu)(bu)會融化(hua)，熱塑(su)性(xing)(xing)(xing)塑(su)料(liao)可(ke)以多次加(jia)熱重(zhong)復融化(hua)和固化(hua)的(de)過程，以細絲(si)或粉末(mo)形式(shi)出(chu)現(xian)的(de)塑(su)料(liao)耗材都是(shi)熱塑(su)性(xing)(xing)(xing)的(de)。

1、FDM3D打印機:長絲耗材

      最成熟也是目前應用最廣泛的FDM3D打印機使用的是絲狀耗材，類型有許多種，理論上所有的熱塑性塑料都可以用于熱熔堆積。目前主流的有PLA、ABS、TPU、PETG等，顏色非常豐富，甚至可以按色卡定制，另外還有一些含有諸如碳纖維、木粉、金屬粉末、蠟、熒光(guang)劑、導電物的(de)(de)(de)基于PLA的(de)(de)(de)混合(he)耗(hao)材，此外一(yi)些(xie)使(shi)用(yong)專業FDM3D打印(yin)機的(de)(de)(de)人員也會使(shi)用(yong)一(yi)些(xie)高性能的(de)(de)(de)長絲(si)。

      由(you)于種類(lei)繁多，因此FDM3D打印(yin)機(ji)的(de)(de)成本問題(ti)很難回答，另外定(ding)價(jia)在(zai)很大程度上取決于材料的(de)(de)質量(liang)，同(tong)一(yi)(yi)(yi)類(lei)耗材市場價(jia)格差異也非常大。普通個人或企業應用的(de)(de)長絲耗材一(yi)(yi)(yi)般在(zai)50~400元/千克左(zuo)右，一(yi)(yi)(yi)般來說，普通PLA是最便宜的(de)(de)，其次(ci)是ABS，其他的(de)(de)價(jia)格仍(reng)然較貴(gui)，一(yi)(yi)(yi)些(xie)特種或高(gao)端耗材的(de)(de)價(jia)格甚至超過2000元/kg。

2、SLS3D打印機：粉末耗(hao)材

 ;      SLS3D打(da)印機使(shi)用(yong)(yong)粉(fen)末形式的(de)聚(ju)合物，最常用(yong)(yong)的(de)材(cai)料是(shi)(shi)聚(ju)酰胺，俗稱尼龍（PA）。用(yong)(yong)于SLS的(de)標準粉(fen)末是(shi)(shi)改(gai)性尼龍PA12，通常為白色(se)，每公斤價格在(zai)150~500元左右，與長絲一(yi)樣(yang)，這是(shi)(shi)普通粉(fen)末的(de)大概價格，SLS粉(fen)末也有更昂貴(gui)的(de)，滿足(zu)更高的(de)高表面質量或性能。

不(bu)同的(de)SLS3D打印(yin)機制(zhi)造商(shang)的(de)粉末耗材(cai)標準一般不(bu)同，另外就(jiu)是(shi)(shi)您(nin)可能已經注意(yi)到，SLS的(de)3D打印(yin)機普通耗材(cai)成本(ben)高于FDM，這是(shi)(shi)FDM仍然(ran)是(shi)(shi)最受(shou)歡迎3D打印(yin)機的(de)主要(yao)原因之一。

3D打印機耗材
二、熱固性聚(ju)合物：光敏樹脂

      SLA是(shi)第一個3D打印技術(shu)，這意味著SLA3D打印機使(shi)用(yong)的(de)(de)耗材在數十年(nian)前就已(yi)經開始應用(yong)。SLA使(shi)用(yong)的(de)(de)是(shi)光(guang)敏(min)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)是(shi)液態的(de)(de)，最基(ji)本的(de)(de)組(zu)成通常(chang)由環氧(yang)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)、丙烯酸或甲(jia)基(ji)丙烯酸等熱(re)固性樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)，再光(guang)源(yuan)照(zhao)射和混合的(de)(de)光(guang)引發(fa)劑(ji)催化下固化。光(guang)敏(min)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)的(de)(de)種類和顏(yan)色(se)不是(shi)很多，粗了(le)普通的(de)(de)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)另(ling)有一些工業用(yong)途特種樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)，例(li)如失蠟(la)鑄造用(yong)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)蠟(la)、牙科專用(yong)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)、耐(nai)熱(re)或柔性樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)。

       跟SLS粉末耗(hao)材一(yi)樣，光敏樹(shu)脂(zhi)在(zai)不(bu)同的(de)(de)制(zhi)造商(shang)和不(bu)同的(de)(de)技術子類(lei)下的(de)(de)通用(yong)性方面(mian)，有(you)時也(ye)會有(you)點困(kun)難，平均的(de)(de)成本約為每升(sheng)300元，入門級(ji)的(de)(de)光敏樹(shu)脂(zhi)會低于這個平均價格，也(ye)有(you)一(yi)些具有(you)更佳表面(mian)質量或(huo)特殊性質的(de)(de)，例如牙科、鑄(zhu)造用(yong)樹(shu)脂(zhi)，有(you)些可(ke)能要高達(da)每升(sheng)2000元。

3D打印機材料        

三、金屬粉末

       金屬3D打印機使用的是粉末燒結技術，主流的有直接金屬激光燒結（DMLS）和選擇性激光熔化（SLM），兩者都是通過高能激光加熱金屬粉使之融合在一起成型的，金屬粉末基質可以是多種不同的金屬及合金材質，比如常見的銅、鋁、不銹鋼、鈦、鎳合金等等，他們必須足夠微細，直徑通常在30微米以下，并且形狀要接近球體，制作出這樣的粉末具有一定難度，因此3D打印金屬粉末的生產成本一直居高不下，常見的金屬3D打印機粉末耗材價格在1500~3500元/kg。