你对可用材料了解得越多，就越容易得到你想要的最终构建结果。
由Leslie Langnau，管理编辑
的关键一枝独秀3 d打印技术/添加剂制造（3DP / AM）行业将是材料。然而，对于许多用户来说，各种可用材料不足或可用的选择不适合在其他品牌的AM机器上使用。用户继续质疑一些材料的高成本。
持续，从Strattasys，是一种适用于柔性活铰链，卡扣配件和移动部件的高抗冲击材料。
创造AM材料的挑战
在开发用户想要的材料方面存在着一些具体的挑战。问题很自然地出现了——这些挑战是什么?
一些供应商把这个问题反过来问用户，他们是否真的需要在传统制造过程中使用的材料?
ExOne业务和流程开发经理Tom Pasterik说，“工程师们已经被限制了几十年，他们仍然对AM的自由感到舒适，包括材料。例如，我们用渗入青铜的420不锈钢为石油和天然气工业打印了一个部件。这种零件可以使用600小时，而传统加工材料的零件只能使用200小时。我们所看到的材料所面临的挑战更多的是学习如何跳出固有思维模式。”
没有ted Fred Fisher, Director of Materials and Applications Product Management, Stratasys Ltd., “It’s more about closing the gap of knowledge with the idiosyncrasies between AM and traditional manufacturing, improving the knowledge about the uniqueness of the materials so that engineers can make informed decisions about their designs and when to use AM in their application space.”
3D系统全球材料销售和营销副总裁Steve Hanna补充说:“AM有很多材料，工程师永远不会把它们当作普通‘工具箱’的一部分。”具有传统背景的工程师会选择DuraForm®HST吗?不可能。但这是即使是关键任务部件的前进方向，重量是一个因素，但强度仍然是一个问题。”
答案的另一部分是化学
注意到费舍尔，“几个AM进程改变的材料的特性。这是更令人兴奋的发现在过去的三到五年的发展出来的一个。具有稠合的沉积材料，我们是一种裂化热塑性家族的半结晶的一面。在一些情况下，材料是唯一地优于传统的制造工艺中使用的材料。例如，先前被焊接相加构建份一起去除对象的薄弱环节之一。
“此外，我们可以开发仿效或更接近满足注塑性能的材料特性。但是，这种发展绝对是金属一侧的真实。“
安迪说雪，EOS北美地区总监，“激光与金属烧结实现，因为材料是多长时间坐在AM过程中的一些独特的结果，如退火。钛，例如，在激光烧结可导致与循环时间和疲劳试验的一部分，它优于一些伪造的“。
材料的另一个问题是需要有关材料特性的良好文件。制定此类信息的过程是劳动密集型，通常主要为那些具有体积使用的材料进行。
“从金属的角度来看，”Snow说，“最大的挑战是开发能够产生优异力学性能和具有精确几何形状的全密度部件的建造参数。”
高级激光材料有限责任公司(EOS北美公司的一部分)总裁Donnie Vanneli指出:“对于聚合物，我们从来没有得到完全致密的部分，因为我们没有足够的压力，所以我们总是试图模拟工程师们希望的一系列性能。我们可能不会使用相同的材料来获得这些特性，而在金属方面，你通常会得到相似的。至于塑料，它对材料如何熔化和重新固化更加敏感，所以要找到工程师们习惯喊出来的材料，比如尼龙6或尼龙6,6或聚丙烯，就更具有挑战性。”
“我们有一个应用合作伙伴关系，我们试图教用户如何设计零件，以适应材料的优势，”Vanneli继续说，“就像薄壁。在航空航天领域，工程师们正在建造薄壁管道。你无法在注塑成型中得到同样的厚度，因为塑料不能正常流动。但我们教授如何为激光烧结设计，以解决一些设计挑战。”
知识在这里是权力;您对特定AM设备和材料的了解越多，您可以利用两者的效率越好。
但你可能会问，为什么不3DP / AM公司做更多的材料，研究新的材料？大多数情况下，这是一个自定义的基础上进行，因为劳动力和参与测试开发一般市场上使用的材料是广泛的，而且需要大量的财政资源。
3DP材料可以重复使用吗?
用户的另一个常见问题是关于构建中所消耗的材料的数量。这些材料是否可以重复使用，以帮助降低每个部件的成本?
使用剩余的金属材料更容易。在FDM方面，从技术上讲，一些材料可以重复使用，但存在可预测性和清洁度的问题。暴露在温度下会改变塑料的性能，降低材料的可预测性。杂质的意外引入也会影响建筑材料的性能。
说Vanneli，“这取决于在聚合物上。你可以去从比例为2/1需要2千克材料的每1 kg你用它来建立一个部分，或1.1公斤的物质为用于建立约10％的损失部分，每1公斤。研究探索如何使这些材料的可重用性，因为它可以减少浪费。但研究还在探索如何提高可重复使用的材料的一致性，因为高分子材料年龄受热粉末床内。如果材料是高温时间长下，它积聚的分子量，因此它不流动以及激光下。如果老化可以减少，那么粉的质量是从一个构建到下一个，更一致，所述结果更好的零件质量。”
Hanna补充说:“选择性激光烧结(SLS)和直接金属印刷(DMP)的材料回收率约为65%。这意味着未使用的粉末会被筛选，任何熔化的东西都会被移除，然后重新安装，以便下一次打印。立体平版印刷过程中基本上没有浪费树脂;只是少量的支持材料丢失了。但目前零件不能轻易回收成新的建筑材料。但在某些情况下，它们可以被回收用于其他用途。”
斯诺说，在金属方面，粉末金属的材料浪费约为5%到10%，这是由于某些部件几何形状所需的支撑结构。任何未烧结的金属粉末都可以重复使用，没有任何问题。金属可以熔化和重新凝固。
关于回收或重用一些粉末材料的一个问题是填海和清洁中所涉及的成本。目前，卷不够高，以证明更好的过程的发展。
为什么材料是特定于机器或品牌的?
两个短的答案在这里：这取决于AM过程为一些过程处理得很好，你是否可以使用“非正品”品牌，这取决于该材料将如何影响机器运行和可靠性。
指出的费舍尔，制造商互相定制系统和材料;专注于机械性能，美学，尺寸稳定性，产量以及系统可靠性。有些系统可以使用未指定的其他材料与系统一起使用，但将有权衡，特别是在可靠性和输出质量方面。
AM制造商认为，这一设备的专业用户需要的工具是他们可以依赖和依赖的。当设备不能正常工作时，工程师往往不使用它。为了解决这个问题，他们根据设备定制材料，以增加操作时间和效率。
Snow说:“我们工艺中的金属材料需要一定的尺寸分布和形状，使材料在整个建造平台上均匀流动。但我们有几个客户使用第三方供应商。我们的客户可以自由开发自己的材料。我们的微型激光焊接工艺的经验法则是，任何‘可焊接’的材料都是我们激光烧结工艺的候选材料。”
帕斯特里克补充道:“我们的机器使用具有特定网格公差的球形粉末，尺寸为30和60 μ m。我们可以改变这一点。我们用过不规则的粉末。我们只是调整机器。但我们的机器可以打印一系列材料，只要它们符合我们的网格和/或微米尺寸。”
对于塑料，Vanneli说，“这些问题涉及控制颗粒大小、形状、分布、分子量、熔点、材料在机器中想要如何再固化、对激光的响应程度、它可能有什么样的挥发性、排气问题，以及材料在高温下一段时间内分子会发生怎样的变化。这些因素都很难控制，每一个都可能意味着材料无法运行。第三方塑料面很硬。有一小部分材料能表现出熔化和再结晶的行为，有合适的粘度在机器中工作，还能清除任何可能发生反应的挥发物和残留单体。
“激光烧结工艺是在塑料上很辛苦。大多数塑料被设计为注射成型，这是发生在几分之一秒的处理。随着激光烧结你是住在靠近塑料的熔点小时，也许天。因此，塑料不喜欢这一点，这是一个稳定的问题。只要用户使用专为这种工艺的材料，会被罚款。但是，其它塑料不面向这一曝光，并可能表现出的问题。”
虽然您想要确保您使用用于您的AM流程的材料，但您也可以使用AM制造商开发自定义材料。大多数人正在与大学和其他材料合作，可以与您一起使用，以制定特定于您的应用需求的东西。
制造商在使用3DP/AM材料时，最常见的建议是停止为工艺设计零件，因为这是传统制造工艺所要求的。相反，设计解决问题的部分。供应商和服务机构可以确保该部件的建造。
这里看看最近的材料介绍。
3 d系统:
3D Systems ProJet 5500x是一个多喷打印机，与材料一起工作，以创建部件，如这种多材料轮胎和车轮。
•VisiJet M5-X是一个坚固的硬质材料与附带在明亮的白色高清晰度的应用为PROJET 5000打印分辨率混合ABS /聚丙烯样性质比得上注射成型。应用包括包装产品，例如瓶子，家用塑料，管道，阀门和其它部件这种需要的刚度。
•Visijet M5 Black是一种强大的柔性聚丙烯的材料，可打印具有复杂功能细节的高清零件。该材料的灵活性允许轻松的搭扣配件，而午夜黑色拟合电子，塑料汽车部件和别致的黑色电器。
•对于project 4500 3D打印机，visjet C4 Spectrum材料适用于坚固的半刚性部件，这是令人印象深刻的，来自逐层的粉末打印机流程。此外，这些材料有类似潘通的颜色，具有“卓越的表面光洁度”。由于粉末床印刷方法，不需要支撑材料。
DSM:
SOMOS表演是一种复合材料，适用于需要热稳定性和快速变化的零件。
荷兰皇家帝斯曼，全球生命科学和材料科学专业公司，最近推出SOMOS执行。需要热稳定性，准确性，该复合材料适合部分可以左右迅速转向，如航空航天和汽车行业的发展。它允许被设计为与强度达到每模具多个部分比在注塑行业中使用的传统材料立体光刻工具。它可用于355纳米和用于3D印刷365纳米基于光聚合物的机器。
EOS:
EOS最新推出的产品是钛Ti64ELI和不锈钢316L。
内置于EOS钛TI64中的零件具有与ASTM F136对应的化学成分和机械性能。由它制成的零件具有高细节分辨率。该合金可以在eosint M 280系统上加工并耐腐蚀。由于其生物相容性和高等级的纯度，它适用于医疗植入物的添加剂制造。
EOS不锈钢316L耐腐蚀，提供高延展性。其化学成分符合ASTM F138。
EOS不锈钢316L用于EOSINT m280金属激光烧结系统。该材料具有良好的耐蚀性和高延展性;其化学成分符合ASTM F138(“用于外科植入物的锻造18Cr-14Ni-2.5Mo不锈钢棒和线的标准规范UNS S31673”)。在医疗应用中，这种合金适用于外科器械、内窥镜手术、骨科和植入物。
ExOne:
Exone提供了多种金属和金属合金，包括：316不锈钢用青铜渗透，420个不锈钢渗透用青铜（退火和非退火），青铜，铁渗透，用青铜渗透，并粘合钨。
另外的材料系统正在开发中，对于特定的材料有合作机会。金属的3D打印过程包括打印、固化、脱粉、烧结、渗透和退火。
Stratasys Ltd：
Stratasys的三喷射技术将液滴与几乎无限的刚性、柔性和透明颜色组合在一起。
Objet500 Connex3彩色多材料3D打印机使用三喷射技术，将三种基本材料的液滴结合在一起，生产出几乎无限组合的刚性、柔性、透明彩色材料和彩色数字材料的零件，所有这些都在一次打印运行中。三色材料是VeroCyan, VeroMagenta和VeroYellow，组合起来可以产生数百种鲜艳的颜色。
随着Objet500的推出，新的类似橡胶的Tango颜色也变得可用，从不透明到各种shore值的透明颜色，以满足汽车、消费品、体育用品和时尚等市场的需求。
VeroGlaze (MED620)牙科材料适用于Objet EdenV和OrthoDesk 3D打印机。这是为牙科模型和提供精确的A2牙齿颜色阴影，生产自然看起来牙科模型与精细的细节和分辨率。这些材料结合了精确的细节可视化和高尺寸稳定性，打印超细16- μ m层。
在最近推出的材料的Endur，与所有的Objet EdenV，Objet公司Connex公司，Objet500 Connex3，和Objet公司30Pro 3D打印机使用模拟聚丙烯材料。坚固耐用，提供的Endur高耐冲击性和断裂伸长率，从而在艰难的部分。该材料具有的热挠曲温度高达129°F / 54℃（HDT @ 0.45MPA每ASTM d-648-06）与它的材料类良好的尺寸稳定性。它适用于柔性活动铰链，活动部件，组装的部件，并且卡扣配合部件，如那些用于盖子和包装盒的应用程序。它是明亮的白色，并表现出良好的表面，光滑的外观和感觉可用。
3D系统
www.3Dsystems.com
DSM.
www.dsm.com
EOS
www.eos.info
ExOne
www.exone.com
Stratasys公司有限公司
www.stratasys.com
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