Jakie jest pięć kategorii materiałów eksploatacyjnych do druku 3D i ich charakterystyka?

Technologia druku 3D opiera się na trójwymiarowych komputerowych modelach projektowych. Dzięki programowemu, dyskretnemu i sterowanemu numerycznie systemowi formowania, specjalne materiały, takie jak proszek metalowy, proszek ceramiczny, tworzywo sztuczne i tkanka komórkowa, są układane w stos i łączone warstwa po warstwie za pomocą wiązek laserowych i dysz termotopliwych, a następnie nakładane na siebie w celu wytworzenia produktów fizycznych. Materiały eksploatacyjne do druku 3D dzielą się głównie na pięć kategorii:
Pierwsza kategoria: światłoczułe materiały żywiczne, w tym głównie żywica akrylowa, żywica epoksydowa, żywica poliestrowa i inne fotoutwardzalne materiały żywiczne. Materiał ten można polimeryzować i zestalać w świetle ultrafioletowym, zwykle w stanie ciekłym. Jest powszechnie używany do produkcji różnych próbek do weryfikacji wizualnej.
Klasa II: Inżynieria tworzyw sztucznych, w tym głównie materiałów ABS, materiałów poliwęglanowych i materiałów poliamidowych. Materiały ABS posiadają zarówno „wytrzymałość, twardość i sztywność”. Dlatego jest szeroko stosowany w przemyśle wytwórczym i chemicznym, takim jak maszynowy, elektryczny, tekstylny, samochodowy, lotniczy i morski.
Materiały poliwęglanowe mają doskonałą odporność na uderzenia, odporność na odkształcenia termiczne, dobrą ognioodporność i wysoką twardość. Nadają się do różnych elementów samochodów i lekkich ciężarówek, głównie w systemach oświetleniowych, tablicach rozdzielczych, panelach grzewczych, odmrażaczach i zderzakach.
Trzecia kategoria: materiały metalowe, w tym głównie materiały z metali szlachetnych, takie jak materiały ze stopów tytanu i materiały ze stali nierdzewnej. Materiały ze stopu tytanu mają wysoką wytrzymałość i odporność na ciepło. W porównaniu z innymi metalami stopy tytanu mają również zalety, takie jak dobra odporność na korozję, działanie w niskich temperaturach i wysoka aktywność chemiczna, i są szeroko stosowane w produkcji elementów sprężarek silników lotniczych, rakiet, pocisków i elementów konstrukcyjnych samolotów o dużej prędkości.
Materiały ze stali nierdzewnej mają zalety łatwego spawania, odporności na korozję, silnego polerowania i odporności na ciepło i są szeroko stosowane w budownictwie, przetwórstwie spożywczym, cateringu, browarnictwie, inżynierii chemicznej, sprzęcie medycznym i niektórych skomplikowanych kształtach drukowania 3D.
Czwarta kategoria: materiały ceramiczne, w tym głównie naturalne materiały krzemianowe, takie jak glina i kaolin, a także materiały syntetyczne o wysokiej czystości, takie jak tlenkowe materiały ceramiczne, azotkowe materiały ceramiczne i węgliki ceramiczne. Ze względu na wysoką lub wręcz zerową temperaturę topnienia większości materiałów ceramicznych, wykorzystanie energii zewnętrznej do bezpośredniego formowania jest trudne. Większość materiałów ceramicznych wymaga ponownego przetworzenia po uformowaniu w celu uzyskania produktów, co ogranicza promocję przemysłu druku 3D dla materiałów ceramicznych.
Jednak materiały ceramiczne mają wiele zalet, których nie mają materiały polimerowe i metalowe, takie jak wysoka twardość, odporność na wysoką temperaturę i stabilne właściwości fizyczne i chemiczne. Mają szerokie perspektywy zastosowania w branżach takich jak lotnictwo, elektronika, motoryzacja, energia i biomedycyna.
Kategoria 5: Biomateriały, w tym głównie biomedyczne materiały metalowe, biomedyczne materiały polimerowe, biomedyczne materiały ceramiczne i materiały pochodzenia biologicznego. Materiały pochodzenia biologicznego to materiały biomedyczne utworzone ze specjalnie przetworzonych naturalnych tkanek biologicznych, znane również jako biologiczne materiały regeneracyjne.