3D打印技術的興起和發展離不開3D打印材料的發展。3D打印有多種技術種類，如SLS、SLA和FDM等。每種打印技術的打印材料都是不一樣的，如SLM常用的打印材料是金屬粉末，而SLA通常用光敏樹脂，FDM采用的材料比較廣泛，如ABS塑料、PLA塑料等。

根據3D打印的原理，在理論上，隻要使用與模型相同的材質，就能打印出和模型幾平模一樣的東西。因此，對3D打印來說，耗材是打印是否成功的重要因素。例如，隻有使用餅幹相同的面粉作材料，打印出來的餅幹才是可以吃的；使用塑料、大理石粉等材料打印的來的隻能是餅幹的模型。其實，3D打印技術本身并不複雜，但尋找可用的耗材卻是難點。普道打印機的耗材是墨水和紙張，但3D打印機的耗材必須經過特殊處理，對材料的固化反應速些也要求很高。

根據業内領先的廠商的報告，目前3D打印的材料已經超過了200種。從直接數字制造角度來看，200多種材料還是非常有限的，因為現實中産品非常多，生産材料及其組合也是紛繁複雜的。目前，比較普及的3D打印耗材包括PLA塑料、ABS塑料、尼龍鋁粉材料、人造橡膠、鑄造蠟和聚酯熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉未、石膏粉末等。其中ABS塑料是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。人造橡膠、金屬粉末等也都具有熱塑性，這是對3D打印耗材的一個基本要求，一些汽車的零部件就是用這樣的耗材打印出來的。

1.常見3D打印材料介紹

(1)ABS塑料類

ABS是FDM最常用的打印材料，目前有多種顔色可以選擇，是消費級3D打印機用戶最喜愛的打印材料，如打印“樂高”類型的很多玩具，制作很多創意家居飾件等。ABS材料通常是細絲盤裝，通過3D打印噴嘴加熱熔解打印。由于噴嘴噴出之後需要立即凝固，噴嘴加熱的溫度控制在ABS材料熱熔點高出1～2℃，不同的ABS由于熔點不同，對于不能調節溫度的噴嘴是不能通配的。這也是最好在原廠商購買打印材料的原因。

(2)PLA塑料類

PLA塑料熔絲也是一種非常常用的打印材料。尤其是對于消費級3D打印機來說，PLA可以降解，是一種環保的材料。PLA一般情況下不需要加熱床，這一點不像ABS，所以PLA容易使用，而且更加适合低端的3D打印機。PLA有多重顔色可以選擇，而且還有半透明的紅、藍、綠以及全透明的材料。PLA的通用性也有待提高。

（3）亞克力類材料

亞克力源自英文acrylic，意指由有機化合物甲基丙烯酸甲酯單體(Methyl Methacrylate，MMA)所制成的PMMA闆，其透明與透光度如同玻璃一般。将所有由透明塑料(如PS、PC等)或由劣質回收MMA所制成的闆材統稱為有機玻璃。亞克力(有機玻璃)材料表面光潔度好，可以打印出透明和半透明的産品。目前，利用亞克力材質，可以打印出牙齒模型用于牙齒矯正的治療。

(4)尼龍鋁粉材料(Alumide)

尼龍鋁粉就是在尼龍的粉末中摻雜一部分鋁粉，通過SLS技術進行打印，使打印出的成品具有金屬的光澤。當鋁粉含量從0增大到50%時，所制成品的熱變形溫度、拉伸強度、彎曲強度、彎曲模量及硬度比單純尼龍燒結件分别提高了87℃、10.4%、62.1%、122.3%及70.4%。此外，燒結件的拉伸強度、斷裂伸長率、沖擊強度也随着鋁粉平均粒徑的減小而增大。這種材料經常用于裝飾品和首飾的創意産品的打印中。

(5)陶瓷粉末(Ceramic)

陶瓷粉末采用SLS進行燒結。上釉陶瓷産品可以用來盛食物，很多人用陶瓷來打印個性化的杯子。當然3D打印并不能完成陶瓷的高溫燒制，需要在打印完成之後進行高溫燒制。

(6)樹脂材料(Resin)

樹脂通常是指受熱後有軟化或熔融範圍，軟化時在外力作用下有流動傾向，常溫下是固态、半固态，有時也可以是液态的有機聚合物。一般不溶于水，能溶于有機溶劑。樹脂按來源可分為天然樹脂和合成樹脂；按其加工行為又有熱塑性樹脂和熱固性樹脂之分。樹脂是SLA光固化成型的重要原料，其變化種類很多，有透明的、半固體狀的，可以制作中間設計過程模型。由于其成型精度比FDM高，因此可以作為生物模型或醫用模型。

(7)不鏽鋼材料(Stainless Steel)

不鏽鋼以其漂亮的外觀、耐腐蝕的特性、不易損壞的優點，越來越受到人們的喜愛。鍋碗瓢盆、城市雕塑、建築、裝修居室等使用不鏽鋼的越來越多。不鏽鋼堅硬，而且有很強的牢固度。不鏽鋼粉末采用SLM技術進行3D燒結，可以選用銀色、古銅色及白色。不鏽鋼可以制作模型、現代藝術品以及很多功能性和裝飾性的用品。不鏽鋼3D打印技術最成熟的是東莞大唐盛世-金屬3D打印工廠了，多年來一直專注于金屬3D打印材料的應用。

(8)彩色打印材料

彩色打印有兩種情況，一種是兩種或多種顔色的相同或不同的材料從各自的噴嘴中擠出，最常用的是消費級的FDM雙噴嘴的打印機，通過兩種或多種材料的組合來形成有限的色彩組合。另外一種是采用噴墨打印機的原理，通過不同的染色劑的組合，和粘結劑混合注入打印材料粉末中進行凝固，理論上這種技術可以打印出“真彩”的3D物品。打印材料通常選擇樹脂、聚丙乙烯或ABS。

2.特殊3D打印材料介紹

随着技術的發展和應用範圍的擴大，出現了一些特殊的3D打印材料。

(1)人造骨粉

如果人體的骨頭不幸受傷，那麼傳統的骨頭移植手術會使用病患者其他部位的骨頭或是利用陶瓷來代替。最近，加拿大有一所大學正在研發“骨骼打印機”，利用3D打印技術，将人造骨粉轉變成精密的骨骼組織。骨骼打印機使用的材料是一種類似于水泥的人造粉未薄膜，也叫“人造骨粉”。打印機會在用骨粉制作的薄膜上噴灑一種酸性藥劑，使薄膜變得堅硬。這個過程會一再重複，形成一層又一層的粉質薄膜。最後，精密的“骨骼組織”就被創造出來。

(2)巧克力等食品級原料

巧克力、可可粉、砂糖甚至肉制品都可以作為3D打印材質來“打印”美味食品。3D食物打印機是一種可以把食物“打印”出來的機器。它使用的不是墨盒，而是把食物的材料和配料預先放入容器内，再輸入食譜，按下程序開關，餘下的烹制程序會由它去做，輸出來的不是一張又一張的文件，而是真正可以吃下肚的食物。

由國外一家“科學實驗室”制作完成的砂糖3D打印機CandyFab 4000 通過噴射加熱過的砂糖，可以做出美味又好看的甜品。還用改進的3D打印技術打印出的鮮肉讓人又驚又喜。打印肉關鍵在于原材料的調配，“3D肉”利用實驗室培養出來的細胞介質生成的類似鮮肉的替代物質，用水基溶膠為粘合劑，再配合特殊的糖分子結構制成。這可以說是目前“最美味可口”的3D打印材質了。

(3)生物細胞

作為一種生物制造技術，細胞的3D打印是其中的技術基石。通過3D打印技術将細胞作為材料層層打印在生物支架(基質)材料上，通過準确定位，形成具備生物特性的組織。

如果細胞打印進展順利，那麼人類的健康問題将得到極大的改善。這些具備生物特性的組織不僅可以作為很好的醫學研究工具，還可以根據病體的需要進行器官移植和修複，用來進行藥物篩選的試驗，制作藥物研發領域的藥物篩選模型，彌補現階段蛋白篩選直接到動物體篩選的技術缺失，提高藥物篩選率，大大縮短新藥的研發時間。這項技術一旦成熟那麼離3D打印克隆人就不遠了。

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