余思泓 湖南省长沙麓山国际实验学校

1 高分子丝材的应用研究

高分子丝材主要被应用在FDM机型3D打印机中，是当前十分常见的3D打印材料，其在实际应用中用丝状塑料作为基础的打印耗材，通过电力加热来将丝材熔化，并以计算机设备进行控制，把熔化后的材料附着在打印工作台之上，并在逐层的材料堆积的过程中使其成为三维立体产品。打印材料研究与发展对于3D打印技术的实现与成品质量有着直接性的影响。高分子丝材本身就具有较强的机械强度、收缩率较低且材料熔点合适等优点，同时该材料在实际应用过程中还能保证其环保性，因此该材料在当前可获得广泛性的应用。

而将该材料细分，在当前主要包括的材料种类涵盖了ABS树脂材料、PLA树脂材料、PC树脂材料等多种材料类型。其中，PC树脂材料是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂材料，具有优异的电绝缘性、延伸性、尺寸稳定性及耐化学腐蚀性，较高的强度、耐热性和耐寒性。同时，PC树脂具有以下优点：具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广;高度透明性及自由染色性;成形收缩率低、尺寸安定性良好；耐疲劳性差;耐候性佳;电气特性优;无味无臭对人体无害符合卫生安全。该材料所制成的打印材料在实际应用中相比ABS材料具有更高的强度性能。但是该材料在实际应用中也存在着颜色种类少、材料加热后可能会产生一定的有害物质等缺陷。因此在利用该材料进行打印时应当将打印设备的喷嘴温度控制在255度到280度之间，而工作台的温度则应当控制在120到150度之间。

2 光敏树脂材料的应用研究

光敏树脂材料也被称作UV材料，其能够在紫外光的照射下出现相应的聚合反应，最终实现固化。该材料在当前也是3D打印技术实现的重要材料类型，具有十分重要的应用优势。在立体光固化3D打印技术当中，打印设备需利用激光、数码光等多种形式的光束对光敏树脂材料进行照射，并在逐层扫描的过程中使其发生凝固，最终堆积成与设计相符的三维实体。该材料在3D打印中的应用具有表面精度较高、细节塑造能力强等多种优势，通常将其运用在精密度要求较高的模具制造工作当中。但是该材料本身的性能将对产品制造的精度、制造性能等造成较为严重的影响，因此在之后的光敏树脂材料制造与研究过程中应当将提升材料性能作为研究重点。

光敏树脂材料在我国的应用与研究时间较短，但是却已经取得了十分喜人的成绩。低翘曲混杂型光敏树脂材料在实际应用过程中具有十分重要的应用优势，能有效的降低零件成品变形的问题发生率，具有自由基与阳离子聚合体的应用优势。同时，该材料在3D打印中的使用精度已经突破0.2%，进一步推动了光固化3D打印技术在工业产品模型打印中的应用。

3 粉末材料的应用研究

SLS技术也是当前重要的快速成形技术的一种，其是建立在凭借激光作为主要的热源形式实现的粉末材料烧结的基础之上的。该技术应用过程中可将所有能够在受热后出现粘结状态的粉末作为基础材料，当前常用于3D打印中的这类型基础材料包括高分子粉末、陶瓷粉末以及金属粉末等。其中，高分子粉末用量最大、应用范围最广、成型方式最多的材料为高分子材料，主要包括高分子丝材、光敏树脂及高分子粉末3种形式。材料的研究与发展在一定程度上决定了3D打印技术能否得到进一步的推广和应用，而作为适用于FDM的高分子丝材，应具备高机械强度、低收缩率，适宜的熔融温度、无毒环保等基本条件。但是，在SLS技术缺陷的限制下，要保证3D打印成品的强度与精度得到保证，则应当不断的实现高分子粉末材料性能的优化研究，降低粉末粘结温度，降低材料收缩率并不断的提升材料强度。

聚苯乙烯、尼龙等都是当前常见的高分子粉末材料，在3D打印中的应用较为普遍，但是研究工作依旧在进行。研究人员在尼龙粉末材料中加入碳纤维，制成高分子复合粉末材料，实现了尼龙分子材料的实际抗弯强度和抗弯模量。而选择性激光烧结聚丙烯粉末材料在实际应用过程具有十分重要的烧结性能优势，利用该材料制造而成的产品在力学性能、制造精度等方面都存在着十分明显的优势，该材料在当前已被用于汽车模型打印、机械模型打印等工作中。

4 结束语

3D打印技术在当前已经被广泛应用与多个行业当中，但是针对该技术的不同应用原理而言，其所适用的打印材料也存在着一定的差异。根据打印技术原理以及所适用材料的不同，3D打印技术可分为激光熔覆成型技术（LCF）、 融沉积快速成型技术（FDM）、选择性激光烧结技术（SLS） 、立体光固化技术（SLA） 、三维印刷成型（3DP）等。它们在实际应用中发挥着重要作用。研究人员在利用以上材料实现3D打印的同时还应当不断的进行材料创新研究，进一步实现该技术的应用推广。

[1]邹芸鹂.“随物赋形聚万象”—3D打印技术在室内设计中的创新应用研究[D].湖南师范大学,2016.