वर्तमान में, लगभग 14 प्रकार की सामग्रियां हैं जिनका सामान्य रूप से 3D प्रिंटर पर उपयोग किया जा सकता है, और इस आधार पर 107 प्रकार की सामग्रियों को संयोजित और विकसित किया गया है। इनमें से अधिकतर सामग्री तार, पाउडर या चिपचिपा तरल पदार्थ हैं।
3डी प्रिंटिंग तकनीक दशकों से मौजूद है। 1980 के दशक में इसके व्यावसायीकरण के बाद से, इसका व्यापक रूप से मशीनिंग, मोटर वाहन निर्माण और अन्य उद्योगों में उपयोग किया गया है, और इसे निर्माण, चिकित्सा देखभाल, सांस्कृतिक रचनात्मकता और सांस्कृतिक अवशेष बहाली जैसे उद्योगों में भी धीरे-धीरे बढ़ावा दिया गया है।
वर्तमान में, 3 डी प्रिंटिंग सामग्री को ठीक करने और बनाने के लिए चार मुख्य तरीके हैं: हीटिंग, कूलिंग, पराबैंगनी विकिरण और लेजर सिंटरिंग। विभिन्न तकनीकों की लागत तुलना से, फ़्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग (FDM) निस्संदेह सबसे कम समग्र लागत है, इसलिए लोकप्रियता अपेक्षाकृत अधिक है। सामग्री के दृष्टिकोण से, सबसे आम फ्यूज तार हैं, और सामग्री मुख्य रूप से ABS, सिंथेटिक रबर, कास्ट वैक्स और पॉलिएस्टर थर्मोप्लास्टिक हैं। सबसे किफायती फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग (FDM) के अलावा, सेलेक्टिव लेजर सिंटरिंग (SLS) वर्तमान में सबसे सटीक 3D प्रिंटिंग तकनीक है, और इस तकनीक का उपयोग करके कई मेडिकल मॉडल और एविएशन मॉडल प्रिंट किए जाते हैं। हालांकि, वर्तमान व्यावहारिक अनुप्रयोगों से, 3 डी प्रिंटिंग के लिए उपलब्ध उपभोग्य वस्तुएं बहुत समृद्ध नहीं हैं। हालांकि बोन मील, हाइड्रोजेल, सेल्स और अन्य बायो-इंक की उपभोग्य सामग्रियों की 3डी प्रिंटिंग तकनीक को भी विकसित किया गया है और सफलतापूर्वक परीक्षण किया गया है, दूरी के बड़े-पैमाने पर उत्पादन अनुप्रयोगों में भी एक लंबा विकास समय है।
सामग्रियों की दृष्टि से, उन्हें उनके अंतर के अनुसार धात्विक सामग्री, जैविक सामग्री और गैर-धातु और गैर-जैविक सामग्री में विभाजित किया गया है।
1. मुख्य धातु सामग्री
1) टाइटेनियम मिश्र धातु मानव द्वारा खोजी गई सबसे महत्वपूर्ण संरचनात्मक धातुओं में से एक है। टाइटेनियम मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उनके अल्ट्रा - उच्च शक्ति, उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और उच्च तापमान प्रतिरोध के कारण विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। सामग्री की विशेषताओं के कारण, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में उच्च शक्ति और कम घनत्व, अच्छा उतराई प्रदर्शन, क्रूरता और अच्छा संक्षारण प्रतिरोध के फायदे हैं। दुनिया में टाइटेनियम मिश्र धातुओं का वार्षिक उत्पादन 40,000 टन से अधिक तक पहुंच गया है, और 30 से अधिक प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातुएं हैं। उनमें से, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले टाइटेनियम मिश्र TI6AI4V (TC4), TI5AI2.5Sn (TA7) और औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम (TA1/TA2/TA3) हैं।
मुख्य रूप से EOS कंपनी M सीरीज, 3D सिस्टम कंपनी SPRO सीरीज मेटल पाउडर sintering मोल्डिंग उपकरण में उपयोग किया जाता है। एयरोस्पेस, चिकित्सा प्रत्यारोपण, उच्च-अंत निर्माण, आदि में उपयोग किया जाता है।
2) लौह और इस्पात पाउडर मुख्य रूप से 0.5 मिमी से कम व्यास वाले लौह कणों के समुच्चय को संदर्भित करता है, रंग काला है, और पाउडर धातु विज्ञान का मुख्य कच्चा माल है। भौतिक गुणों के संदर्भ में, पूरी तरह से शुद्ध धात्विक लोहा चांदी है-सफेद। लौह चूर्ण के काले होने का कारण प्रकाश का अवशोषण है। स्टील पाउडर में उच्च शक्ति, उच्च सतह चिकनाई, मजबूत संक्षारण प्रतिरोध और कम लचीलापन होता है।
मुख्य रूप से EOS कंपनी M सीरीज, 3D सिस्टम कंपनी SPRO सीरीज मेटल पाउडर sintering मोल्डिंग उपकरण में उपयोग किया जाता है। औद्योगिक निर्माण, मॉडल डिजाइन, निर्माण आदि के लिए।
3) 3डी प्रिंटिंग के क्षेत्र में एल्यूमीनियम मिश्र धातु पाउडर का उपयोग टाइटेनियम पाउडर और लौह पाउडर के समान है, और मुख्य रूप से चुनिंदा लेजर सिंटरिंग (एसएलएस) उपकरण में उपयोग किया जाता है।
4) अन्य 3 डी प्रिंटिंग धातु सामग्री में सोना और चांदी, टंगस्टन मिश्र धातु, तांबा मिश्र धातु आदि शामिल हैं।
2. बायोमटेरियल्स सामग्री
1) बायोमटेरियल 3डी प्रिंटिंग तकनीक ने बायोमेडिकल क्षेत्रों जैसे पुनर्योजी चिकित्सा, ऊतक इंजीनियरिंग, दवा विकास और चिकित्सा सहायता में बहुत व्यापक संभावनाएं विकसित की हैं। उपयोग की जाने वाली मुख्य सामग्रियों में जीवित कोशिकाएं, जैव चिकित्सा बहुलक सामग्री और अकार्बनिक सामग्री शामिल हैं। , हाइड्रोजेल सामग्री, पॉलीएथेरेथेरकेटोन (पीईईके)।
2) PEEK एक इंजीनियरिंग प्लास्टिक है जिसमें उत्कृष्ट प्रदर्शन, उच्च तापमान प्रतिरोध, स्वयं - स्नेहन, रासायनिक स्थिरता, विकिरण प्रतिरोध और विद्युत गुणों के साथ-साथ उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं, जिनका उपयोग मशीनरी निर्माण और एयरोस्पेस निर्माण में किया जा सकता है। . बायोमेडिसिन के क्षेत्र में, PEEK की उत्कृष्ट जैव-रासायनिकता है। धातु सामग्री से बने प्रत्यारोपण की तुलना में, इसका लोचदार मापांक मानव हड्डी के करीब है, जो धातु और मानव हड्डी के लोचदार मापांक के बीच की खाई को बहुत कम करता है। PEEK प्रत्यारोपण के यांत्रिक गुण मानव शरीर की सामान्य शारीरिक आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं, इसलिए PEEK एक अच्छा आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण सामग्री है। धातु प्रत्यारोपण की तुलना में, PEEK का लोचदार मापांक कॉर्टिकल हड्डी के करीब होता है। दूसरे, PEEK कलाकृतियों के बिना X-रे, CT या MRI स्कैन संचारित कर सकता है, इसलिए हड्डी के विकास और उपचार प्रक्रिया की निगरानी करना आसान है।
3. धातुओं और बायोमैटिरियल्स के अलावा, अन्य प्रिंटिंग सामग्री में प्लास्टिक, फोटोसेंसिटिव रेजिन, वैक्स, प्लास्टर, नायलॉन, सिरेमिक शामिल हैं।
1) प्लास्टिक सामग्री को राल भी कहा जाता है, जो स्वतंत्र रूप से अपने रूप और शैली को बदल सकती है, और उपयोग करने के लिए बहुत सुविधाजनक है। औद्योगिक क्षेत्र में, पीपी/एचडीपीई/एलडीपीई/पीवीसी/पीएस को शीर्ष पांच सामान्य -उद्देश्य प्लास्टिक के रूप में जाना जाता है। लेकिन 3D प्रिंटिंग में, सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री ABS और PLA हैं। वे मुख्य रूप से मशीनरी निर्माण, मॉडल डिजाइन, शिक्षा और चिकित्सा देखभाल, कपड़ों की तकनीक आदि में उपयोग किए जाते हैं।
2) प्रकाश संवेदनशील राल को आमतौर पर यूवी-उपचार योग्य छाया रहित गोंद, या यूवी राल (गोंद) के रूप में जाना जाता है। प्रकाश संवेदनशील रेजिन आमतौर पर एक तरल अवस्था में संग्रहीत होते हैं, और अक्सर उच्च -ताकत, उच्च - तापमान, जलरोधक और अन्य सामग्री बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। SLA 3D प्रिंटिंग तकनीक के आगमन के साथ, इस सामग्री का उपयोग 3D प्रिंटिंग के क्षेत्र में किया जाने लगा। पारंपरिक प्रकाश संवेदनशील रेजिन का उपयोग गहने, मॉडल डिजाइन, मशीनरी निर्माण आदि में किया जाता है, और उच्च -प्रदर्शन प्रकाश संवेदनशील रेजिन का उपयोग उपभोक्ता वस्तुओं और औद्योगिक अंत उत्पादों के बड़े पैमाने पर निर्माण-में किया जाता है।
3) मोम का हिमांक 38-90 डिग्री पर अपेक्षाकृत अधिक होता है। सबसे आम पेशेवर मोम 3D प्रिंटर अमेरिकी 3D सिस्टम कंपनी की PROJET 3500 श्रृंखला है। 3डी प्रिंटिंग मोम एक विशेष औद्योगिक मोम है। अंतिम मुद्रण प्रभाव बहुत नाजुक होता है, वस्तु की सतह चिकनी और बनावट से भरी होती है, जिसमें अच्छे विवरण और उत्कृष्ट सटीकता होती है। डिग्री, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। मुख्य रूप से गहने की ढलाई, सूक्ष्म चिकित्सा उपकरणों, चिकित्सा प्रत्यारोपण, मूर्तियों आदि में उपयोग किया जाता है।
4) जिप्सम सामग्री पांच प्रमुख जेल सामग्रियों में से एक है, और 3 डी प्रिंटिंग उपकरण के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला जिप्सम आमतौर पर सफेद पाउडर होता है। जिप्सम पाउडर का उपयोग मुख्य रूप से थ्री डायमेंशनल प्रिंटिंग (3DP) प्रिंटर के रूप में किया जाता है। बाइंडर के नोजल को एक ही समय में रंगीन स्याही कारतूस के साथ जोड़ा जा सकता है, और छपाई के दौरान रंग को बाइंडर में एकीकृत किया जाता है, ताकि मॉडल को रंग दिया जा सके, जिससे यह प्रक्रिया वर्तमान बन जाए सबसे परिपक्व पूर्ण- रंग 3 डी प्रिंटिंग तकनीक। मुख्य रूप से मॉडल डिजाइन, मशीनरी निर्माण, शिक्षा और चिकित्सा देखभाल आदि के लिए उपयोग किया जाता है।
5) नायलॉन सामग्री को प्रतिरोधी पहिया (पीए) के रूप में भी जाना जाता है। नायलॉन सामग्री आमतौर पर सफेद, बहुत महीन पाउडर वस्तुएं होती हैं। नायलॉन 3 डी प्रिंटिंग उत्पादों में उच्च शक्ति, उच्च परिशुद्धता, अच्छी क्रूरता आदि की विशेषताएं हैं, और कुछ दबाव का सामना कर सकते हैं। आमतौर पर जटिल मॉडल, वैचारिक मॉडल, छोटे मॉडल, प्रकाश व्यवस्था और कार्यात्मक उत्पादन में उपयोग किया जाता है।
6) सिरेमिक सामग्री में उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रदर्शन, उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, कम घनत्व और अच्छी रासायनिक स्थिरता होती है, जिससे उन्हें एयरोस्पेस, ऑटोमोबाइल, जीव विज्ञान और अन्य उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सिरेमिक सामग्री के विभिन्न रूपों के अनुसार, बनाने के लिए विभिन्न 3 डी प्रिंटिंग तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है। सामान्य तकनीकें इस प्रकार हैं:
ए फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग (एफडीएम), जो मुख्य रूप से चीनी मिट्टी के पेस्ट को देखने और उपयोग करने के लिए चीनी मिट्टी के बरतन बनाने के लिए उपयोग करता है।
बी स्टीरियो लिथोग्राफी अपीयरेंस (SLA), फोटोसेंसिटिव रेजिन के साथ मिश्रित सिरेमिक घोल का उपयोग करते हुए, मुख्य रूप से दंत उत्पादों, प्रत्यारोपण, गहने, आदि में उपयोग किया जाता है।
C. चयनात्मक लेजर सिंटरिंग (SLS), सिरेमिक पाउडर सामग्री का उपयोग करते हुए, इसकी अपेक्षाकृत कम परिशुद्धता और पाउडर के लिए उच्च आवश्यकताओं के कारण, इस तकनीक का अधिक उपयोग नहीं किया जाता है।