3D打印凭借其独特的制造技术，让我们得以生产前所未有的各类物品，并为企业减少成本、缩短工时以及去除复杂工艺，3D打印技术真正的优势在于其打印材料，可以很好地模仿塑料与金属材料的机械或者热能属性，然而这也是当前制约3D打印发展的一大技术原因。这里简要介绍当前3D打印材料的发展现状以及存在的问题。
由于3D打印制造技术完全改变了传统制造工业的方式和原理，是对传统制造模式的一种颠覆，因此，3D打印材料成为限制3D打印发展的主要瓶颈，同时也是3D打印突破创新的关键点和难点所在，只有进行更多新材料的开发才能拓展3D打印技术的应用领域。目前，3D打印材料主要包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料等。3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。下面我们将从聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料分别进行分析。
第一部分：聚合物材料
1、工程塑料
工程塑料，指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，具有强度高、耐冲击性、耐热性、硬度高以及抗老化性等优点，正常变形温度可以超过90℃，可进行机械加工、喷漆以及电镀。工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料，常见的有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚酰胺（PA）、 聚碳酸酯（PC）、聚苯砜(PPSF)、聚醚醚酮（PEEK）等。
（1）ABS材料
ABS材料具有良好的热熔性和冲击强度，是熔融沉积成型3D打印工艺的首选工程塑料，目前主要是将ABS预制成丝、粉末化后使用，应用范围几乎涵盖所有日用品、工程用品和部分机械用品。ABS材料的颜色种类很多，如象牙白、白色、黑色、深灰色、红色、蓝色、玫瑰红色等，在汽车、家电、电子消费品领域有广泛的应用。
ABS材料
使用ABS耗材打印的齿轮
近年来，ABS不但在应用领域逐步扩大范围，性能也在不断提升，借助ABS强大的粘结性、强度，通过对ABS的改性，使其作为3D打印材料在适用范围上进一步扩大。2014年，国际空间站用ABS塑料3D打印机为其打印零部件，世界上最大的3D打印机材料公司Stratasys公司研发的最新ABS材料ABS-M30，专为3D打印制造设计，机械性能比传统的ABS材料提高了67%，从而扩大了ABS的应用范围。
（2）PC材料
高透明PC材料阳光板
PC（聚碳酸酯）材料算得上是一种真正的热塑性材料，具有高强度、耐高温、抗冲击、抗弯曲等特点，强度比ABS材料还要高60%，可以作为最终零部件使用甚至超强工程制品的应用。德国拜耳公司开发的PC2605可用于防弹玻璃、树脂镜片、车头灯罩、宇航员头盔面罩、智能手机的机身、机械齿轮等异型构件的3D打印制造。
医疗级PC料制作成的注射器
PC工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。
（3）PA材料
银禧科技PA粉末及其复合材料
PA材料虽然强度高，但也具备一定的柔韧性，因此，可以直接利用3D打印制造设备零件。利用3D打印制造的PA碳纤维复合塑料树脂零件，具有很高的韧度，可用于机械工具代替金属工具。全球著名PA工程塑料的专家索尔维公司，基于PA的工程塑料进行3D打印样件，用于发动机周边零件、门把手套件、刹车踏板等。用PA材料代替传统的金属材料，最终解决了汽车轻量化问题。
PA材料的钓鱼线
PA材料广泛应用于制造燃料滤网、燃料过滤器、罐、捕集器、储油槽、发动机汽缸盖罩、散热器水缸、平衡旋转轴齿轮。也可用在汽车的电器配件、接线柱以及用于制作一次性打火机体、碱性干电池衬垫，摩托车驾驶员的头盔，办公机器外壳等。另外，它还可用作驱动、控制部件等。
（4）PPSF材料
PPSF材料是所有热塑性材料里面强度最高，耐热性最好，抗腐蚀性最高的材料。广泛用于航空航天，交通工具及医疗行业。通常作为最终零部件使用。
PPSF材料制作的眼镜
PPSF具有最高的耐热性、强韧性以及耐化学品性，在各种快速成型工程塑料之中性能最佳，通过碳纤维、石墨的复合处理，PPSF材料能够表现出极高的强度，可用于3D打印制造该承受负荷的制品，成为替代金属、陶瓷的首选材料。
（5）PEEK材料
PEEK（聚醚醚酮）是一种具有耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料，可制造加工成各种机械零部件，如汽车齿轮、油筛、换档启动盘；飞机发动机零部件、自动洗衣机转轮、医疗器械零部件等。
PEEK材料适合制造人体植入物
PEEK具有优异的耐磨性、生物相容性、化学稳定性以及杨氏模量最接近人骨等优点，是理想的人工骨替换材料，适合长期植入人体。基于熔融沉积成型原理的3D打印技术安全方便、无需使用激光器、后处理简单，通过与PEEK材料结合制造仿生人工骨。
（6）EP材料
使用EP材料打印的鞋子
EP（Elasto Plastic）即弹性塑料，是Shapeways公司最新研制的一种3D打印原材料，它能避免用ABS打印的穿戴物品或者可变形类产品存在的脆弱性问题。EP材料非常柔软，在进行塑形时，跟ABS一样采用“逐层烧结”原理，但打印的产品弹性却相当好，变形后也容易复原。这种材料可用于制作像3D打印鞋、手机壳和3D打印衣物等产品。
（7）Ender材料
Ender材料
Ender材料是Stratasys公司推出一款全新的3D打印材料，它是一种先进的防聚丙烯材料，可满足各种不同领域的应用需求。Endur材料具有高强度、柔韧度好和耐高温性能，用其打印的产品表面质量佳，且尺寸稳定性好，不易收缩。Endur具有出色的仿聚丙烯性能，能够用于打印运动部件、咬合啮合部件以及小型盒子和容器。
由于3D打印制造技术完全改变了传统制造工业的方式和原理，是对传统制造模式的一种颠覆，因此，3D打印材料成为限制3D打印发展的主要瓶颈，同时也是3D打印突破创新的关键点和难点所在，只有进行更多新材料的开发才能拓展3D打印技术的应用领域。目前，3D打印材料主要包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料等。3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。下面我们将从聚合物材料、金属材料、陶瓷材料和复合材料分别进行分析。
第一部分：聚合物材料
1、工程塑料
工程塑料，指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，具有强度高、耐冲击性、耐热性、硬度高以及抗老化性等优点，正常变形温度可以超过90℃，可进行机械加工、喷漆以及电镀。工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料，常见的有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚酰胺（PA）、 聚碳酸酯（PC）、聚苯砜(PPSF)、聚醚醚酮（PEEK）等。
（1）ABS材料
ABS材料具有良好的热熔性和冲击强度，是熔融沉积成型3D打印工艺的首选工程塑料，目前主要是将ABS预制成丝、粉末化后使用，应用范围几乎涵盖所有日用品、工程用品和部分机械用品。ABS材料的颜色种类很多，如象牙白、白色、黑色、深灰色、红色、蓝色、玫瑰红色等，在汽车、家电、电子消费品领域有广泛的应用。
ABS材料
使用ABS耗材打印的齿轮
近年来，ABS不但在应用领域逐步扩大范围，性能也在不断提升，借助ABS强大的粘结性、强度，通过对ABS的改性，使其作为3D打印材料在适用范围上进一步扩大。2014年，国际空间站用ABS塑料3D打印机为其打印零部件，世界上最大的3D打印机材料公司Stratasys公司研发的最新ABS材料ABS-M30，专为3D打印制造设计，机械性能比传统的ABS材料提高了67%，从而扩大了ABS的应用范围。
（2）PC材料
高透明PC材料阳光板
PC（聚碳酸酯）材料算得上是一种真正的热塑性材料，具有高强度、耐高温、抗冲击、抗弯曲等特点，强度比ABS材料还要高60%，可以作为最终零部件使用甚至超强工程制品的应用。德国拜耳公司开发的PC2605可用于防弹玻璃、树脂镜片、车头灯罩、宇航员头盔面罩、智能手机的机身、机械齿轮等异型构件的3D打印制造。
医疗级PC料制作成的注射器
PC工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。
（3）PA材料
银禧科技PA粉末及其复合材料
PA材料虽然强度高，但也具备一定的柔韧性，因此，可以直接利用3D打印制造设备零件。利用3D打印制造的PA碳纤维复合塑料树脂零件，具有很高的韧度，可用于机械工具代替金属工具。全球著名PA工程塑料的专家索尔维公司，基于PA的工程塑料进行3D打印样件，用于发动机周边零件、门把手套件、刹车踏板等。用PA材料代替传统的金属材料，最终解决了汽车轻量化问题。
PA材料的钓鱼线
PA材料广泛应用于制造燃料滤网、燃料过滤器、罐、捕集器、储油槽、发动机汽缸盖罩、散热器水缸、平衡旋转轴齿轮。也可用在汽车的电器配件、接线柱以及用于制作一次性打火机体、碱性干电池衬垫，摩托车驾驶员的头盔，办公机器外壳等。另外，它还可用作驱动、控制部件等。
（4）PPSF材料
PPSF材料是所有热塑性材料里面强度最高，耐热性最好，抗腐蚀性最高的材料。广泛用于航空航天，交通工具及医疗行业。通常作为最终零部件使用。
PPSF材料制作的眼镜
PPSF具有最高的耐热性、强韧性以及耐化学品性，在各种快速成型工程塑料之中性能最佳，通过碳纤维、石墨的复合处理，PPSF材料能够表现出极高的强度，可用于3D打印制造该承受负荷的制品，成为替代金属、陶瓷的首选材料。
（5）PEEK材料
PEEK（聚醚醚酮）是一种具有耐高温、自润滑、易加工和高机械强度等优异性能的特种工程塑料，可制造加工成各种机械零部件，如汽车齿轮、油筛、换档启动盘；飞机发动机零部件、自动洗衣机转轮、医疗器械零部件等。
PEEK材料适合制造人体植入物
PEEK具有优异的耐磨性、生物相容性、化学稳定性以及杨氏模量最接近人骨等优点，是理想的人工骨替换材料，适合长期植入人体。基于熔融沉积成型原理的3D打印技术安全方便、无需使用激光器、后处理简单，通过与PEEK材料结合制造仿生人工骨。
（6）EP材料
使用EP材料打印的鞋子
EP（Elasto Plastic）即弹性塑料，是Shapeways公司最新研制的一种3D打印原材料，它能避免用ABS打印的穿戴物品或者可变形类产品存在的脆弱性问题。EP材料非常柔软，在进行塑形时，跟ABS一样采用“逐层烧结”原理，但打印的产品弹性却相当好，变形后也容易复原。这种材料可用于制作像3D打印鞋、手机壳和3D打印衣物等产品。
（7）Ender材料
Ender材料
Ender材料是Stratasys公司推出一款全新的3D打印材料，它是一种先进的防聚丙烯材料，可满足各种不同领域的应用需求。Endur材料具有高强度、柔韧度好和耐高温性能，用其打印的产品表面质量佳，且尺寸稳定性好，不易收缩。Endur具有出色的仿聚丙烯性能，能够用于打印运动部件、咬合啮合部件以及小型盒子和容器。
