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3D打印耗材類(lèi)型和價(jià)格

3D打印耗材類(lèi)型和價(jià)格
 “3D打印”是增材制造的通俗叫法,學(xué)術(shù)名稱(chēng)為快速成型(Rapid Prototyping,RP)技術(shù),是一種不再需要傳統的刀具、夾具和機床就可以打造出任意形狀,根據零件或物體的三維數字模型通過(guò)成型設備以材料累加的方式制成實(shí)物模型的技術(shù)。它可以自動(dòng)、快速、直接和精確地將計算機中的設計轉化為模型,甚至直接制造零件或模具,從而有效地縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量并縮減生產(chǎn)成本。

近年增材制造行業(yè)開(kāi)始趨于成熟,3D的迭代速度逐漸加快,多種3D打印機技術(shù)的設備價(jià)格已經(jīng)非常實(shí)惠,包括過(guò)去動(dòng)輒百萬(wàn)的金屬3D打印機,如今亦有普通企業(yè)可以承受的桌面級3D打印機產(chǎn)品。而作為3D打印的另一個(gè)重要組成,耗材的豐富性和成本,對于行業(yè)的發(fā)展同樣重要,甚至在一定程度上看,3D打印機就是為材料服務(wù)的。

       目前應用最廣泛的3D打印機技術(shù)原理有三種:熔融堆積(FDM),立體光刻(SLA),以及選擇性激光燒結(SLS)。這些成型技術(shù)的原理差異較大,因此使用的耗材需要具有不同的形式,各類(lèi)技術(shù)旗下的一些子類(lèi)也會(huì )有一些差異。雖然不存在通用的某種耗材,但現在3D打印機材料和技術(shù)的可選擇性已經(jīng)大大提高,最基本的3D打印機耗材有兩類(lèi):聚合物和金屬。在本文中,我們將概括目前主流、已經(jīng)大范圍應用的3D打印機材料種類(lèi)及其價(jià)格區間。

3D打印機材料

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      一、熱塑性聚合物

從購物袋到工業(yè)零件,聚合物幾乎無(wú)處不在。在3D打印中,熱塑性塑料可分為兩類(lèi):熱塑性塑料和熱固性塑料,形態(tài)主要有長(cháng)絲、粉末、液體。熱固性塑料加熱不會(huì )融化,熱塑性塑料可以多次加熱重復融化和固化的過(guò)程,以細絲或粉末形式出現的塑料耗材都是熱塑性的。

1、FDM3D打印機:長(cháng)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(lèi)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、熒光劑、導電物的基于PLA的混合耗材,此外一些使用專(zhuān)業(yè)FDM3D打印機的人員也會(huì )使用一些高性能的長(cháng)絲。

      由于種類(lèi)繁多,因此FDM3D打印機的成本問(wèn)題很難回答,另外定價(jià)在很大程度上取決于材料的質(zhì)量,同一類(lèi)耗材市場(chǎng)價(jià)格差異也非常大。普通個(gè)人或企業(yè)應用的長(cháng)絲耗材一般在50~400元/千克左右,一般來(lái)說(shuō),普通PLA是最便宜的,其次是ABS,其他的價(jià)格仍然較貴,一些特種或高端耗材的價(jià)格甚至超過(guò)2000元/kg。

2、SLS3D打印機:粉末耗材

       SLS3D打印機使用粉末形式的聚合物,最常用的材料是聚酰胺,俗稱(chēng)尼龍(PA)。用于SLS的標準粉末是改性尼龍PA12,通常為白色,每公斤價(jià)格在150~500元左右,與長(cháng)絲一樣,這是普通粉末的大概價(jià)格,SLS粉末也有更昂貴的,滿(mǎn)足更高的高表面質(zhì)量或性能。

不同的SLS3D打印機制造商的粉末耗材標準一般不同,另外就是您可能已經(jīng)注意到,SLS的3D打印機普通耗材成本高于FDM,這是FDM仍然是最受歡迎3D打印機的主要原因之一。

3D打印機耗材
二、熱固性聚合物:光敏樹(shù)脂

      SLA是第一個(gè)3D打印技術(shù),這意味著(zhù)SLA3D打印機使用的耗材在數十年前就已經(jīng)開(kāi)始應用。SLA使用的是光敏樹(shù)脂是液態(tài)的,最基本的組成通常由環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸或甲基丙烯酸等熱固性樹(shù)脂,再光源照射和混合的光引發(fā)劑催化下固化。光敏樹(shù)脂的種類(lèi)和顏色不是很多,粗了普通的樹(shù)脂另有一些工業(yè)用途特種樹(shù)脂,例如失蠟鑄造用樹(shù)脂蠟、牙科專(zhuān)用樹(shù)脂、耐熱或柔性樹(shù)脂。

       跟SLS粉末耗材一樣,光敏樹(shù)脂在不同的制造商和不同的技術(shù)子類(lèi)下的通用性方面,有時(shí)也會(huì )有點(diǎn)困難,平均的成本約為每升300元,入門(mén)級的光敏樹(shù)脂會(huì )低于這個(gè)平均價(jià)格,也有一些具有更佳表面質(zhì)量或特殊性質(zhì)的,例如牙科、鑄造用樹(shù)脂,有些可能要高達每升2000元。

3D打印機材料        

三、金屬粉末

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       金屬3D打印機使用的是粉末燒結技術(shù),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(guò)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(zhì)可以是多種不同的金屬及合金材質(zhì),比如常見(jiàn)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(chǎn)成本一直居高不下,常見(jiàn)的金屬3D打印機粉末耗材價(jià)格在1500~3500元/kg。

 

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