哪些材料& 形状不能被3D打印?

Roy Hill 11-06-2023
Roy Hill

3D打印是一项神奇的技术,在许多行业都有巨大的意义,主要是由于它能够打印出坚固的材料、非正统的形状。 有些技术甚至还不能毫无问题地生产出一些3D打印可以生产的形状。

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因此,这就提出了一个问题:哪些材料不能被3D打印?

木头、布、纸和石头等材料不能被3D打印,因为它们在被熔化和通过喷嘴挤出之前就会燃烧。

本文将通过回答一些关于3D打印的能力和限制的常见问题,在可以和不可以打印的材料以及形状方面。

    哪些材料不能进行3D打印?

    这里的主要答案是,你不能用不能融化的材料进行打印,变成可以挤出的半液体状态。 如果你看看FDM 3D打印机是如何工作的,它们从线轴上融化热塑性材料,公差严格到±0.05或更低。

    在高温下燃烧而非熔化的材料很难通过喷嘴挤出。

    只要你能满足半液体状态和公差,你就应该能够3D打印该材料。 许多材料不满足这些特性。

    另一方面,我们也可以在一个称为选择性激光烧结(SLS)的过程中使用金属粉末,该过程使用激光烧结粉末材料并结合在一起以创建一个固体模型。

    不能进行3D打印的材料有:

    • 真正的木材,尽管我们可以创建PLA和木纹的混合体
    • 布料/织物
    • 纸张
    • 岩石--尽管你可以熔化火山物质,如荒岩或流纹岩

    实际上,我想不出有多少材料是不能3D打印的,你真的可以让大多数材料以某种方式发挥作用!"!

    向这个问题的另一面看,可能会更容易一些,以获得更多关于3D打印领域内的材料知识。

    哪些材料可以进行3D打印?

    好了,你知道哪些材料不能被3D打印,但那些可以被3D打印的材料呢?

    • PLA
    • ABS
    • 金属(钛合金、不锈钢、钴铬合金、镍合金等)
    • 聚碳酸酯(非常坚固的长丝)
    • 食品
    • 混凝土(3D打印房屋)
    • TPU (柔性材料)
    • 石墨
    • 生物材料(活细胞)
    • 丙烯酸
    • 电子产品(线路板)
    • PETG
    • 陶瓷
    • 黄金(可能的,但这种方法将是相当低效的)
    • 银色
    • 尼龙
    • 玻璃
    • 窥视
    • 碳纤维
    • 木质填充聚乳酸(可以有大约30%的木质颗粒,70%的聚乳酸)。
    • 填充铜的PLA("80%的铜含量")。
    • HIPS和更多

    你会惊讶于3D打印在最近几年的发展,各种大学和工程师都在创造新的方法来3D打印不同类型的物体。

    甚至电子产品也可以3D打印,这是大多数人从未想过的可能。

    是的,也有实际的生物3D打印机,人们用它来打印活体细胞。 它们的价格可以从10000-200000美元不等,基本上使用细胞和生物相容性材料的增材制造来分层,可以模仿自然生命系统的活体结构。

    像金和银这样的东西可以在3D打印的帮助下制成3D物体,但实际上不是3D打印。 它是通过打印蜡型、铸造、熔化金或银,然后将这些熔化的金或银倒入铸件的过程制成的。

    下面是一段很酷的视频,展示了如何制作银色老虎戒指,从设计到最后的戒指。

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    这个过程确实很专业,需要适当的工具和设备来使其发挥作用,但最重要的是模型的细节,以及它是如何在3D打印的重要帮助下创建的。

    3D打印的定制化是该技术最好的部分,能够轻松地对自己的物品进行个性化定制。

    哪些形状不能被3D打印出来?

    实际上,你很难找到哪些形状不能被3D打印,因为有许多3D打印技术可以克服限制。

    我想,通过查看Thingiverse上的数学标签,你会发现几个惊人的复杂形状和模型。

    由SteedMaker在Thingiverse上创建的 "拼图结 "怎么样。

    或者Trefoil Knot,由Thingiverse上的shockwave3d创造。

    FDM难以打印的形状,通常可以用SLA打印(用激光束固化树脂)完成,反之亦然。

    普通的3D打印机在打印时可能会出现问题:

    • 与床面很少接触的形状,如球体
    • 具有非常精细的、像羽毛一样的边缘的模型
    • 具有大悬臂的3D打印件或在半空中打印
    • 非常大的物体
    • 具有薄壁的形状

    这些麻烦很多都可以用各种辅助打印方法来克服,比如用支撑结构来做悬空,改变方向使薄的部分不是打印的基础,用筏子和帽檐作为坚实的基础,甚至把模型分成几块。

    形状与床的接触很少

    那些底座小、与床面接触少的形状不能像其他形状的3D打印那样直接进行3D打印。 原因很简单,即使在打印完成之前,物体也会从床上弹出。

    这就是为什么你不能轻易地创建一个球体对象,因为与表面的接触太少,而体量太大,在这个过程中会自己移除。

    然而,你可以通过使用筏子来进行这样的打印。 筏子是一个网状的长丝,放在构建平台上,模型的第一层就在上面打印。

    细致的、像羽毛一样的边缘

    由于方向、XYZ精度和一般的挤压方法,3D打印非常薄的特征,如羽毛或刀刃,几乎不可能用3D打印。

    这只能在几微米的极其精确的机器上完成,即使如此,它也无法真正得到你可能想要的那么薄的边缘。 该技术首先必须提高其分辨率,通过你想要打印的理想的薄度。

    大面积悬空的印刷品或在半空中的印刷品

    有大的悬空部分的物体在打印时很有挑战性,有时甚至不可能。

    这个问题很简单:如果正在打印的形状离前一层挂得太远,而它们的尺寸又很大,那么在该层能够正确成形之前,它们就会断掉。

    大多数人认为你不能在什么都没有的情况下打印,因为需要有某种基础,但是当你真正拨动你的3D打印机和设置时,一种叫做桥接的现象在这里真的可以派上用场。

    Cura有一些帮助,可以通过 "启用桥梁设置 "选项改善我们的悬空。

    通过正确的设置,再加上Petsfang Duct,桥接可以得到显著改善,你可以在下面的视频中看到。

    他设法相对成功地3D打印了一个300毫米长的悬空。这非常令人印象深刻!他将打印速度改为100毫米/秒,填充物为70毫米/秒,但只是因为打印需要很长的时间,所以甚至更好的结果是非常可能的。

    幸运的是,我们还可以在这些大的悬垂物下面生产支撑塔,把它们撑起来,让它们保持形状。

    非常大的3D打印作品

    大多数FDM 3D打印机的范围在100×100×100毫米左右到400×400×400毫米之间,因此找到一台能够一次性打印大型物体的3D打印机是很困难的。

    我能找到的最大的FDM 3D打印机是Modix Big-180X,它有1800 x 600 x 600毫米的巨大构建体积,重量为160公斤

    这不是一台你可以期望获得的机器,所以在这期间,我们必须坚持使用我们的小型机器。

    并非所有的都是坏事,因为我们有能力将模型分成更小的部分,分别打印这些部分,然后用超级胶水或环氧树脂等粘合剂物质将它们组合在一起。

    Roy Hill

    Roy Hill is a passionate 3D printing enthusiast and technology guru with a wealth of knowledge on all things related to 3D printing. With over 10 years of experience in the field, Roy has mastered the art of 3D designing and printing, and has become an expert in the latest 3D printing trends and technologies.Roy holds a degree in mechanical engineering from the University of California, Los Angeles (UCLA), and has worked for several reputable companies in the field of 3D printing, including MakerBot and Formlabs. He has also collaborated with various businesses and individuals to create custom 3D printed products that have revolutionized their industries.Aside from his passion for 3D printing, Roy is an avid traveler and an outdoor enthusiast. He enjoys spending time in nature, hiking, and camping with his family. In his spare time, he also mentors young engineers and shares his wealth of knowledge on 3D printing through various platforms, including his popular blog, 3D Printerly 3D Printing.