V současné době existuje asi 14 druhů materiálů, které lze běžně používat na 3D tiskárnách, a na tomto základě bylo zkombinováno a vyvinuto 107 druhů materiálů. Většina z těchto materiálů jsou dráty, prášky nebo viskózní kapaliny.
Technologie 3D tisku existuje již desítky let. Od své komercializace v 80. letech 20. století se široce používá v obrábění, automobilové výrobě a dalších průmyslových odvětvích a postupně se prosazuje také v odvětvích, jako je stavebnictví, lékařská péče, kulturní kreativita a restaurování kulturních památek.
V současné době existují čtyři hlavní způsoby vytvrzování a tvarování materiálů pro 3D tisk: zahřívání, chlazení, ultrafialové záření a laserové slinování. Z cenového srovnání různých technologií má Fused Deposition Modeling (FDM) nepochybně nejnižší celkovou cenu, takže popularita je poměrně vysoká. Z hlediska materiálů jsou nejrozšířenější tavné dráty a materiály jsou především ABS, syntetická pryž, litý vosk a polyesterové termoplasty. Kromě nejekonomičtějšího Fused Deposition Modeling (FDM) je v současnosti nejpřesnější technologií 3D tisku selektivní laserové slinování (SLS) a touto technologií se tiskne mnoho lékařských a leteckých modelů. Ze současných praktických aplikací však není spotřební materiál dostupný pro 3D tisk příliš bohatý. Přestože technologie 3D tisku kostní moučky, hydrogelu, buněk a dalších bio-inkoustů jako spotřebního materiálu byla také vyvinuta a úspěšně testována, aplikace pro velkosériovou-výrobu na dálku mají také dlouhou dobu vývoje.
Z hlediska materiálů se podle rozdílů dělí na kovové materiály, biologické materiály a ne-kovové a ne{1}}biologické materiály.
1. Hlavní kovové materiály
1) Titanová slitina je jedním z nejdůležitějších konstrukčních kovů objevených lidmi. Titanové slitiny jsou široce používány v různých oblastech díky své ultra-vysoké pevnosti, vynikající odolnosti proti korozi a vysoké teplotě. Díky vlastnostem materiálu mají slitiny titanu výhody vysoké pevnosti a nízké hustoty, dobré vykládací vlastnosti, houževnatost a dobrou odolnost proti korozi. Roční produkce titanových slitin ve světě dosáhla více než 40,000 tun a existuje více než 30 druhů titanových slitin. Mezi nejpoužívanější slitiny titanu patří TI6AI4V (TC4), TI5AI2.5Sn (TA7) a průmyslově čistý titan (TA1/TA2/TA3) ).
Používá se hlavně v EOS společnosti M série, 3D systémy společnosti SPRO série kovových práškových slinovacích lisovacích zařízení. Používá se v letectví, lékařských implantátech, špičkové{1}}výrobě atd.
2) Železný a ocelový prášek označuje především agregát železných částic o průměru menším než 0,5 mm, barva je černá, a hlavní surovinu práškové metalurgie. Z hlediska materiálových vlastností je zcela čisté kovové železo stříbrné-bílé. Důvod, proč je železný prášek černý, je způsoben absorpcí světla. Ocelový prášek má vysokou pevnost, vysokou hladkost povrchu, silnou odolnost proti korozi a nízkou flexibilitu.
Používá se hlavně v EOS společnosti M série, 3D systémy společnosti SPRO série kovových práškových slinovacích lisovacích zařízení. Pro průmyslovou výrobu, návrh modelů, konstrukci atd.
3) Použití prášku z hliníkové slitiny v oblasti 3D tisku je velmi podobné jako u titanového prášku a železného prášku a používá se hlavně v zařízeních pro selektivní laserové sintrování (SLS).
4) Mezi další kovové materiály pro 3D tisk patří zlato a stříbro, slitina wolframu, slitina mědi atd.
2. Biomateriálové materiály
1) Technologie biomateriálu 3D tisku vyvinula velmi široké vyhlídky v biomedicínských oborech, jako je regenerativní medicína, tkáňové inženýrství, vývoj léků a lékařské pomůcky. Mezi hlavní používané materiály patří živé buňky, biomedicínské polymerní materiály a anorganické materiály. , hydrogelové materiály, polyetheretherketon (PEEK).
2) PEEK je technický plast s vynikajícím výkonem, odolností vůči vysokým teplotám, samomazáním, chemickou stabilitou, odolností vůči záření a elektrickými vlastnostmi, stejně jako vynikajícími mechanickými vlastnostmi, které lze použít ve strojírenství a leteckém průmyslu. . V oblasti biomedicíny má PEEK vynikající biokompatibilitu. Ve srovnání s implantáty vyrobenými z kovových materiálů je jeho modul pružnosti blíže modulu pružnosti lidské kosti, což výrazně snižuje mezeru mezi modulem pružnosti kovu a lidské kosti. Mechanické vlastnosti implantátů PEEK mohou splňovat běžné fyziologické potřeby lidského těla, takže PEEK je dobrý materiál pro ortopedické implantáty. Ve srovnání s kovovými implantáty je modul pružnosti PEEK blízký modulu kortikální kosti. Za druhé, PEEK může přenášet rentgenové, CT nebo MRI skenování bez artefaktů, takže je snazší sledovat růst kostí a proces hojení.
3. Mezi další tiskové materiály patří kromě kovů a biomateriálů plasty, fotocitlivé pryskyřice, vosky, sádra, nylon, keramika.
1) Plastové materiály se také nazývají pryskyřice, které mohou volně měnit svůj tvar a styl a jsou velmi vhodné k použití. V průmyslové oblasti jsou PP/HDPE/LDPE/PVC/PS známé jako pět nejpoužívanějších plastů-pro všeobecné použití. Ale ve 3D tisku jsou nejčastěji používané materiály ABS a PLA. Používají se především ve strojírenství, modelářství, vzdělávání a lékařské péči, oděvní technice atd.
2) Fotocitlivá pryskyřice je běžně známá jako UV-vytvrditelné lepidlo bez stínu nebo UV pryskyřice (lepidlo). Fotosenzitivní pryskyřice jsou obecně skladovány v kapalném stavu a často se používají k výrobě vysoce-pevných, vysoce-teplotních, voděodolných a dalších materiálů. S nástupem technologie 3D tisku SLA se tento materiál začal používat i v oblasti 3D tisku. Tradiční fotosenzitivní pryskyřice se používají při výrobě šperků, modelářství, výrobě strojů atd.
3) Bod tuhnutí vosku je relativně vysoký, 38-90 stupňů. Nejrozšířenější profesionální voskovou 3D tiskárnou je řada PROJET 3500 americké společnosti 3D systems. Vosk pro 3D tisk je speciální průmyslový vosk. Výsledný tiskový efekt je velmi jemný, povrch předmětu je hladký a plný textury, s dobrými detaily a vynikající přesností. stupně, jak je znázorněno na obr Používá se hlavně při odlévání šperků, mikro lékařských přístrojích, lékařských implantátech, figurkách atd.
4) Sádrový materiál je jedním z pěti hlavních gelových materiálů a sádra používaná pro zařízení pro 3D tisk je obvykle bílý prášek. Sádrový prášek se používá hlavně jako tiskárna pro trojrozměrný tisk (3DP). Trysku pořadače lze současně přidat s barevnými inkoustovými kazetami a barva je integrována do pořadače během tisku, aby obarvila model, díky čemuž se tento proces stane aktuálním Nejvyzrálejším plným- technologie barevného 3D tisku. Používá se hlavně pro návrh modelů, výrobu strojů, vzdělávání a lékařskou péči atd.
5) Nylonové materiály jsou také známé jako odolné kolo (PA). Nylonové materiály jsou obvykle bílé, velmi jemné práškové předměty. Nylonové 3D tiskové produkty se vyznačují vysokou pevností, vysokou přesností, dobrou houževnatostí atd. a vydrží určitý tlak. Běžně se používá ve složitých modelech, koncepčních modelech, malých modelech, osvětlení a funkční výrobě.
6) Keramické materiály mají vynikající výkon při vysokých teplotách, vysokou pevnost, vysokou tvrdost, nízkou hustotu a dobrou chemickou stabilitu, díky čemuž jsou široce používány v leteckém, automobilovém, biologickém a dalších průmyslových odvětvích. Podle různých forem keramických materiálů lze k formování použít různé technologie 3D tisku. Běžné techniky jsou následující:
A. Fused Deposition Modeling (FDM), který používá hlavně keramickou pastu k výrobě porcelánu pro prohlížení a použití.
B. Stereo litografie Vzhled (SLA), s použitím keramické kaše smíchané s fotocitlivou pryskyřicí, používaná hlavně v dentálních produktech, implantátech, špercích atd.
C. Selektivní laserové sintrování (SLS), využívající keramické práškové materiály, vzhledem k relativně nízké přesnosti a vysokým požadavkům na prášek se tato technologie příliš nepoužívá.