"Für eine kluge Frau ist es schwer, ohne Reis zu kochen." Materialien sind die materielle Basis des 3D-Drucks und einer der Engpässe, die die Entwicklung des 3D-Drucks einschränken. Die im 3D-Druck verwendeten Materialien umfassen hauptsächlich technische Kunststoffe, Gummi, lichtempfindliches Harz, Gips, Metall und Keramik usw. Im Bereich der biologischen Anwendungen gibt es künstliches Knochenmehl, zellbiologische Rohstoffe usw. Diese Materialien werden alle entwickelt für 3D-Druckgeräte und -verfahren und kommen in verschiedenen Formen wie Pulver, Filament, Schicht, Flüssigkeit usw. vor. Beispielsweise haben die Partikel von pulverförmigen 3D-Druckmaterialien eine Kugelform mit einem Radius von weniger als 100 Mikrometern.
Im Folgenden werden einige häufig verwendete 3D-Druckmaterialien (hauptsächlich von Medtec) kurz vorgestellt, und detailliertere Informationen können aus dem Internet abgerufen werden.
Technische Kunststoffe beziehen sich auf Industriekunststoffe, die als Industrieteile oder Gehäusematerialien verwendet werden. Sie sind Kunststoffe mit ausgezeichneter Festigkeit, Schlagzähigkeit, Hitzebeständigkeit, Härte und Alterungsbeständigkeit. Technische Kunststoffe sind derzeit die am weitesten verbreitete Art von 3D-Druckmaterialien. Üblicherweise werden ABS-, PC- und Nylonmaterialien verwendet. ABS-Material ist ein thermoplastischer technischer Kunststoff, der häufig im Rapid-Prototyping-Prozess FDM (Fused Deposition Modeling) verwendet wird. Es hat die Vorteile hoher Festigkeit, guter Zähigkeit und Schlagfestigkeit.
Lichtempfindliches Harz, nämlich UV-Harz, besteht aus Polymermonomeren und Prepolymeren, denen ein Licht (Ultraviolettlicht)-Initiator (oder Photosensibilisator genannt) zugesetzt wird. Unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht einer bestimmten Wellenlänge (250-300 nm) kann die Polymerisationsreaktion sofort zum Abschluss der Aushärtung führen. Das lichtempfindliche Harz ist im Allgemeinen flüssig und kann verwendet werden, um hochfeste, hochtemperaturbeständige und wasserdichte Materialien herzustellen. Gegenwärtig wird die 3D-Drucktechnologie für lichtempfindliche Materialien hauptsächlich von der US-amerikanischen 3Dsystem-Firma und der israelischen Objektfirma erforscht. Gängige lichtempfindliche Harze sind somos NEXT-Material, Harz somos11122-Material, somos19120-Material und Epoxidharz.
Gummimaterialien haben die Eigenschaften von mehreren Ebenen elastischer Materialien. Die Härte, Bruchdehnung, Reißfestigkeit und Zugfestigkeit dieser Materialien machen sie sehr geeignet für Anwendungen, die rutschfeste oder weiche Oberflächen erfordern. 3D-gedruckte Gummiprodukte umfassen hauptsächlich Unterhaltungselektronik, medizinische Geräte, Fahrzeuginnenausstattung, Reifen und Dichtungen.
Metallmaterialien: Im Bereich der Landesverteidigung messen Industrieländer in Europa und den Vereinigten Staaten der Entwicklung der 3D-Drucktechnologie große Bedeutung bei und haben stark in die Forschung investiert. Der 3D-Druck von Metallteilen steht seit jeher im Fokus von Forschung und Anwendung. Das im 3D-Druck verwendete Metallpulver erfordert im Allgemeinen eine hohe Reinheit, eine gute Rundheit, eine enge Partikelgrößenverteilung und einen niedrigen Sauerstoffgehalt. Derzeit umfassen die im 3D-Druck verwendeten Metallpulvermaterialien hauptsächlich Titanlegierungen, Kobalt-Chrom-Legierungen, Edelstahl und Aluminiumlegierungen.
Keramische Materialien haben hervorragende Eigenschaften wie hohe Festigkeit, hohe Härte, hohe Temperaturbeständigkeit, geringe Dichte, gute chemische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit. Sie werden häufig in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der biologischen Industrie und anderen Industrien eingesetzt. Aufgrund der harten und spröden Eigenschaften keramischer Materialien ist es jedoch besonders schwierig zu formen.