Hozirgi vaqtda 3D-printerlarda odatda ishlatilishi mumkin bo'lgan taxminan 14 turdagi materiallar mavjud va shu asosda 107 turdagi materiallar birlashtirilgan va ishlab chiqilgan. Ushbu materiallarning aksariyati simlar, kukunlar yoki yopishqoq suyuqliklardir.
3D bosib chiqarish texnologiyasi o'nlab yillar davomida mavjud. 1980-yillarda tijoratlashtirilganidan beri u mashinasozlik, avtomobilsozlik va boshqa sohalarda keng qo'llanila boshlandi, shuningdek, qurilish, tibbiy yordam, madaniy ijod va madaniy yodgorliklarni tiklash kabi sohalarda asta-sekin targ'ib qilindi.
Hozirgi vaqtda 3D bosib chiqarish materiallarini davolash va shakllantirishning to'rtta asosiy usuli mavjud: isitish, sovutish, ultrabinafsha nurlanish va lazerli sinterlash. Turli texnologiyalarning narxini taqqoslashdan, Fused Deposition Modeling (FDM) shubhasiz, eng past umumiy xarajat hisoblanadi, shuning uchun mashhurlik nisbatan yuqori. Materiallar nuqtai nazaridan, eng keng tarqalganlari sug'urta simlari bo'lib, materiallar asosan ABS, sintetik kauchuk, quyma mum va polyester termoplastiklardir. Eng tejamkor eritilgan depozit modellashtirish (FDM) dan tashqari, Selektiv lazer sinterlash (SLS) hozirda eng aniq 3D bosib chiqarish texnologiyasi bo'lib, ko'plab tibbiy modellar va aviatsiya modellari ushbu texnologiya yordamida chop etiladi. Biroq, joriy amaliy ilovalardan 3D bosib chiqarish uchun mavjud bo'lgan sarf materiallari unchalik boy emas. Suyak ovqati, gidrogel, hujayralar va boshqa bio-siyohlarni sarf materiallari sifatida 3D bosib chiqarish texnologiyasi ham ishlab chiqilgan va muvaffaqiyatli sinovdan o'tgan bo'lsa-da, masofa Katta miqyosli ishlab chiqarish ilovalari ham uzoq rivojlanish muddatiga ega.
Materiallar nuqtai nazaridan ular farqiga ko'ra metall materiallar, biologik materiallar, metall bo'lmagan va biologik bo'lmagan materiallarga bo'linadi.
1. Asosiy metall materiallar
1) Titan qotishmasi odamlar tomonidan kashf etilgan eng muhim strukturaviy metallardan biridir. Titan qotishmalari o'zlarining ultra yuqori quvvati, mukammal korroziyaga chidamliligi va yuqori haroratga chidamliligi tufayli turli sohalarda keng qo'llaniladi. Materialning xususiyatlaridan kelib chiqqan holda, titanium qotishmalari yuqori quvvat va past zichlik, yaxshi tushirish ko'rsatkichlari, qattiqlik va yaxshi korroziyaga chidamlilik afzalliklariga ega. Dunyoda titanium qotishmalarining yillik ishlab chiqarish hajmi 40,{3}} tonnadan oshdi va titanium qotishmalarining 30 dan ortiq turlari mavjud. Ular orasida eng ko'p ishlatiladigan titanium qotishmalari TI6AI4V (TC4), TI5AI2.5Sn (TA7) va sanoat sof titanium (TA1/TA2/TA3) ).
Asosan EOS kompaniyasi M seriyali, 3D tizimlari kompaniyasi SPRO seriyali metall kukunli sinterlash kalıplama uskunalarida qo'llaniladi. Aerokosmik, tibbiy implant, yuqori darajadagi ishlab chiqarish va boshqalarda qo'llaniladi.
2) Temir va po'lat kukuni, asosan, diametri 0.5 mm dan kam bo'lgan temir zarralari yig'indisiga tegishli, rangi qora va kukunli metallurgiyaning asosiy xom ashyosi. Moddiy xossalari bo'yicha butunlay sof metall temir kumush-oq rangga ega. Temir kukunining qora bo'lishining sababi yorug'likning yutilishi bilan bog'liq. Chelik kukuni yuqori quvvatga, yuqori sirt silliqligiga, kuchli korroziyaga chidamliligiga va past moslashuvchanlikka ega.
Asosan EOS kompaniyasi M seriyali, 3D tizimlari kompaniyasi SPRO seriyali metall kukunli sinterlash kalıplama uskunalarida qo'llaniladi. Sanoat ishlab chiqarish, namunaviy loyihalash, qurilish va boshqalar uchun.
3) 3D bosib chiqarish sohasida alyuminiy qotishma kukunidan foydalanish titanium kukuni va temir kukuniga juda o'xshaydi va asosan Selektiv Lazer Sinterlash (SLS) uskunalarida qo'llaniladi.
4) Boshqa 3D bosib chiqarish metall materiallariga oltin va kumush, volfram qotishmasi, mis qotishmasi va boshqalar kiradi.
2. Biomateriallar materiallari
1) Biomaterial 3D bosib chiqarish texnologiyasi regenerativ tibbiyot, to'qimalar muhandisligi, dori vositalarini ishlab chiqish va tibbiy yordam kabi biomedikal sohalarda juda keng istiqbollarni ishlab chiqdi. Amaldagi asosiy materiallarga tirik hujayralar, biomedikal polimer materiallar va noorganik materiallar kiradi. , gidrojel materiallari, polieteterketon (PEEK).
2) PEEK - yuqori haroratga chidamlilik, o'z-o'zidan moylash, kimyoviy barqarorlik, radiatsiya qarshiligi va elektr xususiyatlari, shuningdek, mashinasozlik va aerokosmik ishlab chiqarishda qo'llanilishi mumkin bo'lgan mukammal mexanik xususiyatlarga ega bo'lgan mukammal ishlashga ega muhandislik plastmassasi. Biomeditsina sohasida PEEK mukammal biologik muvofiqlikka ega. Metall materiallardan yasalgan implantlar bilan solishtirganda, uning elastik moduli inson suyagiga yaqinroq bo'lib, bu metall va inson suyagi elastik moduli orasidagi bo'shliqni sezilarli darajada kamaytiradi. PEEK implantlarining mexanik xususiyatlari inson tanasining normal fiziologik ehtiyojlarini qondirishi mumkin, shuning uchun PEEK yaxshi ortopedik implant materialidir. Metall implantlar bilan solishtirganda, PEEK elastik moduli kortikal suyakka yaqin. Ikkinchidan, PEEK rentgen, KT yoki MRI tekshiruvini artefaktlarsiz o'tkazishi mumkin, shuning uchun suyak o'sishi va tiklanish jarayonini kuzatish osonroq.
3. Metall va biomateriallardan tashqari, boshqa bosma materiallarga plastmassalar, fotosensitiv qatronlar, mumlar, gips, neylon, keramika kiradi.
1) Plastik materiallar, shuningdek, uning shakli va uslubini erkin o'zgartirishi mumkin bo'lgan qatronlar deb ataladi va ulardan foydalanish juda qulay. Sanoat sohasida PP / HDPE / LDPE / PVC / PS eng yaxshi beshta umumiy maqsadli plastmassa sifatida tanilgan. Ammo 3D bosib chiqarishda eng ko'p ishlatiladigan materiallar ABS va PLA hisoblanadi. Ular asosan mashinasozlik, model dizayni, ta'lim va tibbiy yordam, kiyim-kechak texnologiyasi va boshqalarda qo'llaniladi.
2) Fotosensitiv qatronlar odatda UV-davolay oladigan soyasiz elim yoki UV qatroni (elim) sifatida tanilgan. Fotosensitiv qatronlar odatda suyuq holatda saqlanadi va ko'pincha yuqori quvvatli, yuqori haroratli, suv o'tkazmaydigan va boshqa materiallarni tayyorlash uchun ishlatiladi. SLA 3D bosib chiqarish texnologiyasi paydo bo'lishi bilan ushbu material 3D bosib chiqarish sohasida qo'llanila boshlandi. An'anaviy fotosensitiv qatronlar zargarlik buyumlari, model dizayni, mashinasozlik va boshqalarda qo'llaniladi va yuqori samarali fotosensitiv qatronlar iste'mol tovarlari va sanoat yakuniy mahsulotlarini keng miqyosda ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
3) Mumning muzlash nuqtasi nisbatan yuqori, 38-90 daraja. Eng keng tarqalgan professional mum 3D printeri Amerika 3D tizimlari kompaniyasining PROJET 3500 seriyasidir. 3D bosib chiqarish mumi - bu maxsus sanoat mumi. Yakuniy bosib chiqarish effekti juda nozik, ob'ektning yuzasi silliq va to'qimalarga to'la, yaxshi tafsilotlar va ajoyib aniqlik bilan. daraja, shaklda ko'rsatilganidek. Asosan zargarlik buyumlarini quyish, mikro tibbiy asboblar, tibbiy implantlar, haykalchalar va boshqalarda qo'llaniladi.
4) Gips materiali beshta asosiy jel materiallaridan biridir va 3D bosib chiqarish uskunasi uchun ishlatiladigan gips odatda oq kukun hisoblanadi. Gips kukuni asosan uch o'lchamli chop etish (3DP) printeri sifatida ishlatiladi. Bog'lovchining ko'krak qafasi bir vaqtning o'zida rangli siyoh kartridjlari bilan qo'shilishi mumkin va rang bosib chiqarish jarayonida bog'lovchiga birlashtirilib, modelni ranglashtirib, bu jarayonni hozirgi holatga keltiradi. Eng etuk to'liq rangli 3D bosib chiqarish texnologiyasi . Asosan model dizayni, mashinasozlik ishlab chiqarish, ta'lim va tibbiy yordam va boshqalar uchun ishlatiladi.
5) Neylon materiallar, shuningdek, chidamli g'ildirak (PA) sifatida ham tanilgan. Neylon materiallari odatda oq, juda nozik kukunli narsalardir. Neylon 3D bosib chiqarish mahsulotlari yuqori quvvat, yuqori aniqlik, yaxshi qattiqlik va hokazo xususiyatlarga ega va ma'lum bosimga bardosh bera oladi. Odatda murakkab modellar, kontseptual modellar, kichik modellar, yorug'lik va funktsional ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
6) Seramika materiallari mukammal yuqori harorat ko'rsatkichlari, yuqori quvvat, yuqori qattiqlik, past zichlik va yaxshi kimyoviy barqarorlikka ega, bu ularni aerokosmik, avtomobil, biologiya va boshqa sohalarda keng qo'llash imkonini beradi. Keramika materiallarining turli shakllariga ko'ra, shakllantirish uchun turli xil 3D bosib chiqarish texnologiyalaridan foydalanish mumkin. Umumiy texnikalar quyidagilar:
A. Ko'rish va ishlatish uchun chinni tayyorlash uchun asosan keramik pastadan foydalanadigan Fused Deposition Modeling (FDM).
B. Fotosensitiv qatronlar bilan aralashtirilgan seramika shlamidan foydalangan holda, asosan stomatologik mahsulotlar, implantlar, zargarlik buyumlari va boshqalarda ishlatiladigan Stereo litografiya Ko'rinishi (SLA).
C. Selektiv lazerli sinterlash (SLS), keramik kukunli materiallardan foydalangan holda, nisbatan past aniqlik va kukun uchun yuqori talablar tufayli, bu texnologiya juda ko'p qo'llanilmaydi.