纖維素是一種天然聚合物、是植物細胞壁的主要成分，它作為一種生態友好、生物相容的3D列印材料正在被越來越多的人使用。現在，科學家們發明了一種列印纖維素含量比以往任何時候都要高的複雜物體的方法。

來自蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)研究機構和瑞士聯邦材料科學與技術實驗室(Empa)的研究人員聯合開發出這種新技術。

首先，研究人員用水和6-14%的纖維素顆粒和纖維製成了一種“列印墨水”。這些奈米級的纖維素顆粒懸浮在水上，這使得墨水能夠擁有凝膠般的粘稠度。然後利用一種被叫做“直接墨水書寫”的工藝讓材料從一個印表機噴嘴逐層噴出並形成一個三維物體。

該物品隨後被置於有機溶劑中，此時，纖維素顆粒會透過跟溶劑的反應聚集在一起，這能讓該物體收縮和緻密。然後，這個取出這個變得更小的物體從而讓還在其中的溶劑蒸發掉。

接下來，它被浸泡在一種含有光敏塑膠前體的溶液中，這種前體滲透到組成這個物體的纖維素“支架”中。當物品隨後暴露在紫外線下時前體就會變成固體塑膠。

根據ETH Zurich的說法，這使得最終的複合產品的纖維素含量達到27%，這是一個新的紀錄。根據使用的塑膠前體的型別，物件可以是硬的也可以是軟的，這取決於它們的預期應用。

截止到目前，這項技術已經被用於製造一些相對較小的、精緻的物體。一旦技術能夠得到進一步發展，該工藝將可以被用於生產軟骨替代植入物或定製產品包裝等產品。

相關研究報告已發表在《Advanced Functional Materials》上。

3D列印材料的特點就是改變傳統工業的加工方法，可快速實現複雜結構的成型。打破傳統加工方式，快速成型，對工藝和裝置是一個前所未有的創新，透過3D列印革命性成型方法，在複雜結構成型和快速加工成型領域，有很大前景。3D列印材料主要包括聚合物材料、金屬材料、陶瓷材料和複合材料等。

3D列印材料-聚合物材料

聚合物材料主要包括工程塑膠、生物塑膠、熱固性塑膠、光敏樹脂等，不同型別的材料效能差距較大。工程塑膠指被用做工業零件或外殼材料的工業用塑膠，是強度、耐衝擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優的塑膠，是應用相當廣泛的一類3D列印材料；生物塑膠主要有PLA、PETG、PHB等，具有良好的可生物降解性；熱固性樹脂具有強度高、耐火性特點，非常適合利用3D列印的粉末鐳射燒結成型工藝；光敏樹脂因具有較快的固化速度，表乾性能優異，成型後產品外觀平滑，是很多高精度製品列印的選擇。

3D列印材料-金屬材料

雖然目前大多數3D列印材料是塑膠，但是金屬良好的力學強度和導電性使得研究人員對金屬物品的列印也極為感興趣。主要的金屬材料有包括不鏽鋼和高溫合金的黑色金屬和鈦、鎂鋁合金、鎵等有色金屬。

3D列印材料-粉末類材料

既不是塑膠材料也不是金屬材料，但是憑藉著與3D列印技術極佳的適應性，粉末類材料依然成為3D列印的良好選擇。3D列印對粉末類材料要求較高，其成型粉末要求具備材料成型性好、成型強度高、粉末粒徑較小、不易團聚、滾動性好、密度和孔隙率適宜、乾燥硬化快等性質。

3D列印材料-陶瓷

矽酸鋁陶瓷粉末能夠用於3D列印陶瓷產品。3D列印的該陶瓷製品不透水、耐熱(可達600°C)、可回收、無毒，但其強度不高，可作為理想的炊具、餐具(杯、碗、盤子、蛋杯和杯墊)和燭臺、瓷磚、花瓶、藝術品等家居裝飾材料。

毫無疑問，作為3D列印的基礎，3D列印材料將成為未來3D列印的重要市場，會有越來越多具有優秀效能的材料被研發，推動3D列印產業的發展。另外，除了3D列印材料，掌握3D列印的核心技術、核心部件也是中國產3D列印產業發展的重要突破課題。也希望國內能有更多企業能投入更多精力研發3D打印核心技術，而不是完全依賴國外技術。

3D列印材料-聚合物材料

聚合物材料主要包括工程塑膠、生物塑膠、熱固性塑膠、光敏樹脂等，不同型別的材料效能差距較大。工程塑膠指被用做工業零件或外殼材料的工業用塑膠，是強度、耐衝擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優的塑膠，是應用相當廣泛的一類3D列印材料；生物塑膠主要有PLA、PETG、PHB等，具有良好的可生物降解性；熱固性樹脂具有強度高、耐火性特點，非常適合利用3D列印的粉末鐳射燒結成型工藝；光敏樹脂因具有較快的固化速度，表乾性能優異，成型後產品外觀平滑，是很多高精度製品列印的選擇。

3D列印材料-金屬材料

雖然目前大多數3D列印材料是塑膠，但是金屬良好的力學強度和導電性使得研究人員對金屬物品的列印也極為感興趣。主要的金屬材料有包括不鏽鋼和高溫合金的黑色金屬和鈦、鎂鋁合金、鎵等有色金屬。

3D列印材料-粉末類材料

既不是塑膠材料也不是金屬材料，但是憑藉著與3D列印技術極佳的適應性，粉末類材料依然成為3D列印的良好選擇。3D列印對粉末類材料要求較高，其成型粉末要求具備材料成型性好、成型強度高、粉末粒徑較小、不易團聚、滾動性好、密度和孔隙率適宜、乾燥硬化快等性質。

3D列印材料-陶瓷

矽酸鋁陶瓷粉末能夠用於3D列印陶瓷產品。3D列印的該陶瓷製品不透水、耐熱(可達600°C)、可回收、無毒，但其強度不高，可作為理想的炊具、餐具(杯、碗、盤子、蛋杯和杯墊)和燭臺、瓷磚、花瓶、藝術品等家居裝飾材料。

毫無疑問，作為3D列印的基礎，3D列印材料將成為未來3D列印的重要市場，會有越來越多具有優秀效能的材料被研發，推動3D列印產業的發展。另外，除了3D列印材料，掌握3D列印的核心技術、核心部件也是中國產3D列印產業發展的重要突破課題。也希望國內能有更多企業能投入更多精力研發3D打印核心技術，而不是完全依賴國外技術。

要了解3D列印材料的特點，那我們就先來了解一下什麼是3D列印？

3D列印（3DP）即快速成型技術的一種，又稱增材製造 ，它是一種以數字模型檔案為基礎，運用粉末狀金屬或塑膠等可粘合材料，透過逐層列印的方式來構造物體的技術。（來自百度百科）

根據上面的解釋，我們可以知道，3D列印其實是增材製造，需要材料有很強的可塑性和粘性，在材料堆積過程中能夠快速成型，並具有一定的強度。

目前市場上的3D列印材料也比較豐富，品類繁多，我分幾類給大家介紹一下：

1.光敏樹脂（SLA）

性質引數：誤差範圍±0.1mm(L≤100mm)或±0.1%×L（L＞100mm），推薦最小細節0.5mm，推薦最小壁厚1mm。

適用範圍：廣泛用於工業，汽車，醫療，消費電子等工業領域驗證設計。

材料特點：表面很光滑，精度高，韌性好，易上色處理。

桌面級PLA

性質引數：逐層列印厚度0.2mm，誤差範圍+/-0.2mm，推薦最小細節0.8mm，推薦最小壁厚1mm

適用範圍：適用於列印相對簡單，規則模型，檢測工業設計等。

材料特點：PLA 塑膠是一種新型的生物降解材料，價格低，強度高耐用，環保材料，是價效比較高的一種材料。

尼龍（SLS）

性質引數：逐層厚度0.1mm，，誤差範圍+/-0.10mm，推薦最小細節0.8mm，推薦最小壁厚1mm。

適用範圍：強度高韌性不需要支撐結構好適用比較全面，多用途，看可以列印功能性以及各種複雜的設計

材料特點：尼龍材料強度高，同時有良好的柔韌性和很好的耐熱性，外觀效果為顆粒磨砂感。

紅蠟

性質引數：逐層厚度0.025mm；誤差範圍+/-0.025mm。推薦最小細節0.5mm，，推薦最小壁厚0.5 mm。

適用範圍：適合對精度要求高的小尺寸模型，首飾製造最佳選擇。用於快速鑄造， 珠寶首飾、微型醫療器械，小高精雕像等等。

材料特點：材料高精度和高表現力等優點,使用該材料列印的模型效果圖案精細、表面質量光滑。

金屬

性質引數：壁厚≥0.7mm 孔徑直徑≥0.5mm，精度0.025mm

適用範圍：模具鋼，不鏽鋼，鋁合金，鈦合金，鈷鉻合金等金屬粉末燒結系統製造模具

材料特點：金屬鐳射燒結（SLM）技術快速成型，具有結構均勻，無孔的特點，可以實現非常複雜的結構和熱流道設計。

批次復膜

性質引數：誤差範圍+/-0.2mm，推薦最小細節0.8mm，推薦最小壁厚0.8mm。

適用範圍：批次工業成品，文創批次成品，高精度手辦等。

材料特點：生產週期短，適用材料廣泛使用材料有ABS，pc，pp，pvc，pmma，pa，ptfe等等。

全綵列印

性質引數：誤差範圍+/-0.1mm，精度0.1mm，推薦最小壁厚3mm。

適用範圍：對顏色要求高的物品，如3D人像。對強度要求不高的物品。

材料特點：基於石膏粉末製作，質感類岩石，有一定強度，易碎，適合3d人像、工業模型展示等應用。