3D打印耗材類型和價格

3D打印耗材類型和價格
 “3D打印”是增材制造的通俗叫法，學(xué)術(shù)名稱為快速成型(Rapid Prototyping，RP)技術(shù)，是一種不再需要傳統(tǒng)的刀具、夾具和機床就可以打造出任意形狀，根據(jù)零件或物體的三維數(shù)字模型通過成型設(shè)備以材料累加的方式制成實物模型的技術(shù)。它可以自動、快速、直接和精確地將計算機中的設(shè)計轉(zhuǎn)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(shè)備價格已經(jīng)非常實惠，包括過去動輒百萬的金屬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(yīng)用廣泛的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(jié)（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，各類技術(shù)旗下的一些子類也會有一些差異。雖然不存在通用的某種耗材，但現(xiàn)在3D打印機材料和技術(shù)的可選擇性已經(jīng)大大提高，基本的3D打印機耗材有兩類：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(yīng)用的3D打印機材料種類及其價格區(qū)間。

3D打印機材料

      一、熱塑性聚合物

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

1、FDM3D打印機:長絲耗材

      成熟也是目前應(yīng)用廣泛的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、熒光劑、導(dǎo)電物的基于PLA的混合耗材，此外一些使用專業(yè)FDM3D打印機的人員也會使用一些高性能的長絲。

      由于種類繁多，因此FDM3D打印機的成本問題很難回答，另外定價在很大程度上取決于材料的質(zhì)量，同一類耗材市場價格差異也非常大。普通個人或企業(yè)應(yīng)用的長絲耗材一般在50~400元/千克左右，一般來說，普通PLA是便宜的，其次是ABS，其他的價格仍然較貴，一些特種或高端耗材的價格甚至超過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，常用的材料是聚酰胺，俗稱尼龍（PA）。用于SLS的標準粉末是改性尼龍PA12，通常為白色，每公斤價格在150~500元左右，與長絲一樣，這是普通粉末的大概價格，SLS粉末也有更昂貴的，滿足更高的高表面質(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：光敏樹脂

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

       跟SLS粉末耗材一樣，光敏樹脂在不同的制造商和不同的技術(shù)子類下的通用性方面，有時也會有點困難，平均的成本約為每升300元，入門級的光敏樹脂會低于這個平均價格，也有一些具有更佳表面質(zhì)量或特殊性質(zhì)的，例如牙科、鑄造用樹脂，有些可能要高達每升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(jié)技術(shù)，主流的有直接金屬激光燒結(jié)（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(zhì)可以是多種不同的金屬及合金材質(zhì)，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(chǎn)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。