9種你需要知道的適用于桌面級(jí)3D打印的光敏樹脂

   在桌面級(jí)塑料產(chǎn)品的3D打印中，無疑熔融擠出成型（FDM）的打印結(jié)果在抗老化、抗化學(xué)腐蝕等方面的性能很棒。但當(dāng)關(guān)注打印的高速度和表面細(xì)節(jié)的時(shí)候，低成本的光固化（SLA）和數(shù)字光處理（DLP）3D打印技術(shù)可能是更適合的。

幸運(yùn)的是，越來越多的負(fù)擔(dān)得起的SLA和DLP 3D打印機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)后，也催生了樹脂材料技術(shù)的進(jìn)化，除了像DSM這樣的材料“大咖”，材料的研發(fā)順應(yīng)市場(chǎng)的需求向不同的性能表現(xiàn)發(fā)生分化，也使著光敏樹脂固化領(lǐng)域方面更具備與注塑產(chǎn)品PK的潛能了。本期，3D科學(xué)谷與谷友一起來看9種市場(chǎng)需求最廣的光敏樹脂材料。

與時(shí)俱進(jìn)的樹脂

   通用樹脂

   最開始的時(shí)候，雖然3D打印樹脂設(shè)備的廠商都出售他們的專有材料，然而，配合著市場(chǎng)的需求，出現(xiàn)了大批的樹脂廠商，包括MadeSolid，MakerJuice和Spot-A，PhotoCentric 3D材料。

在開始時(shí)，桌面樹脂的顏色和性能都很受局限，那時(shí)候大概只有黃色和透明色的材料。近幾年的發(fā)展，顏色已經(jīng)擴(kuò)展到橘色、綠色、紅色、黃色、藍(lán)色、白色、灰色、黑色和棕色等顏色。

    硬性樹脂

    通常用于臺(tái)式3D打印的光敏樹脂有點(diǎn)脆弱，容易折斷和開裂。為了解決這些問題，許多公司已經(jīng)開始生產(chǎn)更強(qiáng)硬、更耐用的樹脂。下面這種3D打印的半球型關(guān)節(jié)顯示了Formlabs Durable樹脂的耐用性，該樹脂可以對(duì)標(biāo)ABS塑料注塑件的性能。另外Formlabs 新推出的Tough Resin 3D打印樹脂材料，該材料在強(qiáng)度和伸長率之間取得了一種平衡，使3D打印的原型產(chǎn)品擁有更好的抗沖擊性和強(qiáng)度，例如制造一些需要精密組合部件的零部件原型，或者卡扣接頭的原型。

當(dāng)然，F(xiàn)ormlabs不是唯一生產(chǎn)這種較強(qiáng)機(jī)械性能材料的公司。包括Carbon、塑成科技，以及之前提到的MadeSolid、MakerJuice也提供這種堅(jiān)韌的樹脂。

   熔模鑄造樹脂

   傳統(tǒng)制造工藝具有復(fù)雜漫長的制作流程，并且受模具限制使得首飾的設(shè)計(jì)自由度低，尤其是與3D打印蠟?zāi)Ｏ啾?，還多了對(duì)蠟?zāi)５哪＞咧谱鞴ば颉Ｏ啾扰c傳統(tǒng)飾品的制造工藝來說，3D打印熔模鑄造蠟?zāi)？梢钥s短了工藝鏈，并且提升了設(shè)計(jì)自由度。

好的樹脂的膨脹系數(shù)不能高，并且在燃燒的過程中，所有的聚合物都需要燒掉，只留下完美的最終產(chǎn)品形狀。否則，任何塑料殘留物都會(huì)導(dǎo)致鑄件的缺陷和變形。在這方面，設(shè)備廠商SprintRay以及專門的材料廠商Fun To Do都提供此類的樹脂，國內(nèi)塑成科技也推出了用于熔模鑄造的樹脂材料CA。

   柔性樹脂

   柔性樹脂制造商包括Formlabs、FSL3D、Spot-A、Carbon、塑成科技等，這些樹脂的性能表現(xiàn)是一種中等硬度、耐磨、可反復(fù)拉伸的材料。這種材料被用作鉸鏈和摩擦裝置需要反復(fù)拉伸的零部件中。

   彈性樹脂

   彈性樹脂是在高強(qiáng)度擠壓和反復(fù)拉伸下表現(xiàn)出優(yōu)秀彈性的材料，F(xiàn)ormlabs的Flexible樹脂是非常柔軟的橡膠類材料在打印比較薄的層厚時(shí)會(huì)很柔軟，比較厚的層厚時(shí)會(huì)變得非常有彈性和耐沖擊。它的應(yīng)用的可能性是無止境的。這種新材料將應(yīng)用于制造完美的鉸鏈、減震、接觸面，和其他工程應(yīng)用，適合那些有趣的創(chuàng)意和設(shè)計(jì)的人群。

    國內(nèi)塑成科技也推出了彈性聚氨酯樹脂ZZ，材料被用于減震器材、墊圈、密封類期間中。

    高溫樹脂

   無疑，高溫樹脂是眾多樹脂廠商緊盯的一個(gè)研發(fā)方向，因?yàn)槲覀冎缹?duì)于液態(tài)樹脂固化領(lǐng)域來說，長久以來困擾樹脂走向消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)應(yīng)用的是這些塑料的老化問題。之前3D科學(xué)谷還分享了Carbon的氰酸酯（Cyanate Ester）樹脂產(chǎn)品耐高溫測(cè)試視頻。氰酸酯樹脂是一種具有熱變形溫度高達(dá)219°C的高性能材料。在高溫下保持良好的強(qiáng)度、剛度和長期的熱穩(wěn)定性，適用于汽車和航空工業(yè)的模具和機(jī)械零件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的高溫環(huán)境應(yīng)用，以及電子和其他發(fā)熱工業(yè)部件
   當(dāng)前，耐高溫樹脂材料挑戰(zhàn)的熱變形溫度（HDT）達(dá)到了289°C（552°F）。而在耐高溫樹脂這一領(lǐng)域，Carbon并不孤單，F(xiàn)ormlabs也推出了最新的耐高溫材料。

   生物相容性樹脂

   桌面3D打印機(jī)制造商Formlabs在具有生物相容性的樹脂領(lǐng)域獨(dú)樹一幟。Formlabs的牙科SG材料符合EN-ISO 10993-1:2009 /AC：2010和USP VI級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人體環(huán)境安全友好。該樹脂的半透明性可以用作外科材料和導(dǎo)頻鉆導(dǎo)板。雖然它是針對(duì)牙科行業(yè)，但這種樹脂也可以適用于其他領(lǐng)域，尤其是整個(gè)醫(yī)療行業(yè)。

    陶瓷樹脂

    談到陶瓷樹脂，3D科學(xué)谷之前介紹過美國加州高溫陶瓷 3D 打印技術(shù)，研究人員通過紫外線光固化快速成形陶瓷的preceramic monomers—”先驅(qū)體轉(zhuǎn)化聚合物”，通過這些聚合物制造的陶瓷均勻收縮，幾乎沒有孔隙度，這種樹脂在3D打印后經(jīng)過過火可以生成致密的陶瓷部件。使用這種技術(shù)3D打印的超強(qiáng)陶瓷材料能夠承受超過1700攝氏度高溫。

    而我們通常所提起的陶瓷樹脂與加州的這種技術(shù)是區(qū)別開來的。市面上的陶瓷光固化技術(shù)是將陶瓷粉末加入可光固化的溶液中，通過高速攪拌使陶瓷粉末在溶液中分散均勻，制備高固相含量、低粘度的陶瓷漿料，然后使陶瓷漿料在光固化成型機(jī)上直接逐層固化，累加得到陶瓷零件素坯，最后通過干燥、脫脂和燒結(jié)等制備工藝得到陶瓷零件。

    Tethon3D是專注于陶瓷3D打印的公司，他們的樹脂名為Porcelite，是陶瓷與聚合物復(fù)合材料結(jié)合而成的陶瓷顆粒。這種樹脂并不容易打印，但是一旦使用者熟悉了如何駕馭這種復(fù)合材料的打印技術(shù)，就可以創(chuàng)作很漂亮的產(chǎn)品。

    國內(nèi)在這個(gè)領(lǐng)域并不落后，2016年4月，浙江迅實(shí)科技有限公司就自主研發(fā)的陶瓷3D打印機(jī)。只需花費(fèi)2個(gè)多小時(shí)可以打印出第一個(gè)有40%陶瓷固含量的硬幣大小的陶瓷齒輪工件。隨后，迅實(shí)科技成功突破陶瓷燒結(jié)等多項(xiàng)技術(shù)，且不斷提高陶瓷固含量，獲得了廣州工業(yè)大學(xué)陶瓷3D打印專家、國家千人計(jì)劃入選者伍尙華教授及南加州大學(xué)陳勇教授的高度贊揚(yáng)，并由此展開了陶瓷3D打印耗材的產(chǎn)學(xué)研合作。

    日光樹脂

    Daylight日光樹脂是一種很有趣的樹脂，跟在紫外線下發(fā)生固化的樹脂不同，他們?cè)谄胀ㄈ展庀戮涂梢怨袒?，這樣不再依賴UV光源，一個(gè)液晶屏就可以用來固化此類樹脂，并可能降低DLP 3D打印成本。