三的部落 3D部落

目前可用于3D打印的材料，常见的有树脂、合金（如镍基铬、钴、铝、钛等）、聚合物、陶瓷、塑料等。而如今，100%有机硅已被用于建模或小批量生产，令许多行业获益匪浅。

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什么是有机硅

有机硅学名聚硅氧烷，是一类其主链由硅氧原子交替而成的聚合物的总称。在这类材料中，硅橡胶是重要的成员，它由液体硅橡胶或固体硅橡胶通过多种交联反应而制成。硅橡胶的主要成分是有机硅聚合物、交联剂、补强填料和催化剂，这些材料与高粘度混合物发生交联反应后便形成橡胶。其中不使用任何有机物或共聚物，并且成品为真实的橡胶（100%有机硅），而非“类橡胶”材料。此外，这种交联反应是一种铂催化硅氢加成反应，没有副产物或残留物。

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材料特性

1、通常情况下，硅橡胶具有生物相容性，并符合食品应用要求。因其本身具有稳定性，所以无需任何添加剂和稳定剂；

2、与PVC 材料相比，有机硅材料不需要添加增塑剂就可以达到很柔软的效果；

3、与乳胶材料相比，有机硅材料没有致敏的风险；

4、与热塑性弹性体材料相比，有机硅材料具有更可靠的耐温、耐压变性能；

5、有机硅材料本身具有固、液两大形态，适用于多种成型工艺；

6、有机硅还具有如下特性：柔韧性和弹性、耐候性、应用温度范围广、抗辐射性、生物惰性。

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工艺原理

基于“按需喷墨”打印原理。打印头将有机硅微液滴（体素）逐滴沉积在工作平台上，然后液滴相互融合，然后将它们短暂地置于紫外线辐射下，让其永久地结合在一起。固化之后会形成一层均质层，接着再把下一层打印在均质层上。

通过使用支撑材料来生产飞檐或孔洞等复杂结构，便能逐层打印出三维物体。打印完成后，将物体从工作平台上移除，并用水将支撑材料冲洗掉即可。随后将物体二次硫化，以便去除挥发物，并实现最终的机械性能。

聚合物的粘度较高，这意味着每层厚度通常为 0.4 毫米。因此，打印出来的物体由四个不同的表面组成：工作平台上的底面、由最后一层形成的顶面、层状结构的侧壁以及与支撑材料相接触的表面。为了实现不同的粗糙度，需使用两种支撑材料。从原则上来说，打印完成后，可以在部件表面覆膜，以提升其外观。

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应用

广泛应用于汽车、航空航天、医疗、设备行业以及机械工程等众多关键行业。

解剖模型：有机硅弹性体具有出色的柔韧性与弹性，并且易于切割和缝合，尤其适用于复制血管、心脏、肌肉或皮肤等柔软的组织。

在牙科领域：有机硅的特性与牙龈相似。它们不可渗透并且通过了医学分类IIa 测试，它们具有不同的硬度和颜色，因此3D 打印部件的外形和触感都很逼真。

生物模型：3D 打印的生物模型可用于创建具有复杂内部结构的有机结构，并且应用范围广泛。有机硅弹性好、可变形且易于切割和缝合是一大优势。

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有机硅3D打印优势

1、有机硅3D打印无需使用任何工具或模具，便可直接将数字模型转换为实物，从而降低生产成本，尤其是用于建模或小批量生产；

2、有机硅3D打印的另一个优势在于节省生产时间：可以大幅缩短工艺周期，同时可在产品开发期间快速改进产品；

3、每一个3D打印部件都能进行个性化定制，从而满足口腔或牙齿护理等行业的需求，便于制作模拟人体组织的解剖模型；

4、有机硅3D打印还可对结构复杂的功能性部件和原型件进行功能整合。

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发展前景

有机硅3D打印是一种新兴的技术，但是已经开始逐步有应用落地，未来在工业领域应用范围会越来越广。利用3D打印对复杂形状不敏感、无需开模等优势，越来越多的创新设计正在涌现，生产效率也得到有效提升。全世界不仅在探索3D打印在原型打印、小批量及零部件打印方面的潜能，而且越来越多利用真正的3D 结构的优势实现创新设计，例如：解剖模型、晶格结构的使用，以及机器人抓手等。因此，有机硅3D 打印有巨大的发展空间。

但是，由于市场对3D打印的认知不足和资格审查流程标准不明确，市场上出现了一些低性能产品，损害了有机硅的声誉。因此，专业组织、行业协会等机构应积极解决有机硅3D 打印的标准制定问题。制造商应与客户紧密合作，利用有机硅3D打印技术使生产变得更加灵活，能够对不同需求快速做出响应。

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