3D-tulostuksen prototyypeissä käytetään erilaisia materiaaleja. 3D-tulostus on riittävän joustavaa, jotta valmistajat voivat määrittää tuotteen muodon, rakenteen ja lujuuden. Perinteiseen tuotantotapaan verrattuna tuotantovaiheet ovat lyhentyneet. Lisäksi nämä tuotteet voidaan valmistaa erilaisista 3D-tulostuksen prototyyppimateriaaleista.
1. Muovimateriaalit
Kaikista 3D-tulostusprototyyppien raaka-aineista nykyään muovi on yleisin. Kiinteyden, joustavuuden, sileyden ja kirkkaiden värivaihtoehtojen ansiosta muovin viehätys on helppo ymmärtää.
Muovituotteet valmistetaan usein FDM-tulostimilla, joissa termoplastiset filamentit sulatetaan ja muotoillaan kerros kerrokselta. Tässä prosessissa käytetty muovityyppi on yleensä valmistettu jostakin seuraavista materiaaleista:
◆ Polymaitohappo (PLA): PLA on yksi ympäristöystävällisimmistä vaihtoehdoista 3D-tulostimille, se on johdettu luonnontuotteista, kuten sokeriruo'osta ja maissitärkkelyksestä, joten se on biohajoavaa. Kovista ja pehmeistä hapoista valmistettuja muoveja on sekä pehmeissä että kovissa muodoissa, ja niiden odotetaan hallitsevan 3D-tulostusteollisuutta tulevina vuosina. Jäykkä PLA on vahvempi materiaali ja siksi ihanteellinen laajemmalle tuotevalikoimalle.
◆ Akryylinitriilibutadieenistyreeni (ABS): Vahvuudestaan ja turvallisuudestaan arvostettu ABS on suosittu valinta kodin 3D-tulostimiin. Materiaali, joka tunnetaan myös nimellä "Lego-muovi", koostuu pastan kaltaisista filamenteista, jotka antavat ABS:lle sen kiinteyttä ja joustavuutta.
◆ Polykarbonaatti (PC): Polykarbonaattia ei käytetä yleisesti verrattuna yllä mainittuihin muovityyppeihin, se toimii vain 3D-tulostimissa, joissa on korkeissa lämpötiloissa toimiva suutin. Polykarbonaattia käytetään muun muassa edullisien-muovikiinnittimien ja -alustojen valmistukseen.
2. Metallimateriaali
3D-tulostusteollisuudessa toiseksi suosituin materiaali on metalli, jota käytetään prosessissa, jota kutsutaan suoraksi metallilasersintraukseksi tai DMLS/SLM:ksi. DMLS-tulostimet houkuttelevat myös korujen valmistajia, joiden 3D-tulostus voidaan tehdä nopeammin ja suurempina määrinä – kaikki ilman pitkää ja yksityiskohtaista työtä.
Metallin 3D-tulostus on myös avannut oven koneenrakentajille, jotta he voivat lopulta käyttää DMLS:ää tuotantoon sellaisilla nopeuksilla ja määrillä, jotka eivät ole saavutettavissa nykyisillä kokoonpanolaitteilla. Tämän kehityksen kannattajat väittävät, että 3D-tulostus antaa koneenrakentajille mahdollisuuden tuottaa metalliosia, jotka ovat vahvempia kuin perinteiset jalostetuista metalleista valmistetut osat.
DMLS-teknologiaan soveltuvien metallien valikoima on yhtä monipuolinen kuin eri 3D-tulostimien muovityypit:
◆Rostumaton teräs: Ihanteellinen tulostusvälineiden, keittoastioiden ja muiden esineiden, jotka voivat joutua kosketuksiin veden kanssa.
◆Pronssi: Voidaan käyttää maljakoiden ja muiden kalusteiden valmistukseen.
◆Kulta: Ihanteellinen painetuille sormuksille, korvakoruille, rannekoruille ja kaulakoruille.
◆Alumiini: Erinomainen ohuille metalliesineille.
◆Titanium: Tukeva, ensimmäinen valinta tukeviin kalusteisiin.
3. Jauhemateriaali
Nykypäivän edistyneemmät 3D-tulostimet käyttävät jauhemaisia materiaaleja tuotteiden rakentamiseen. Tulostimen sisällä jauhe sulatetaan ja levitetään kerroksittain, kunnes haluttu paksuus, rakenne ja kuvio saavutetaan. Nämä jauheet voivat olla peräisin useista eri lähteistä ja materiaaleista, mutta yleisimmät ovat:
◆ Polyamidi (nylon): Polyamidi tarjoaa lujuudellaan ja joustavuudellaan a
3D-tulostettujen prototyyppituotteiden korkeat yksityiskohdat. Materiaali soveltuu erityisen hyvin käytettäväksi 3D-tulostusosissa ja prototyyppien lukitusosissa.
◆ Alumiinijauhe: Koostuu polyamidin ja harmaan alumiinin seoksesta,
alumiinijauhetta voidaan käyttää joissakin vahvimmista 3D-tulostetuista prototyypeistä. Rakeisesta ja hiekkaisesta ulkonäöstään tunnettua jauhetta voidaan käyttää teollisissa malleissa ja prototyypeissä.
◆ Jauhemuodossa materiaalit, kuten teräs, kupari ja muut metallit ovat
helpompi kuljettaa ja muotoilla haluttuun muotoon. Kuten 3D-tulostetuissa prototyypeissä käytetyt erilaiset muovit, metallijauhe on kuumennettava siihen pisteeseen, että se voidaan levittää kerros kerrokselta täyden muodon muodostamiseksi.
4. Hartsimateriaali
Hartsit valmistetaan nestemäisistä polymeereistä, jotka saavuttavat lopullisen tilansa UV-valolle altistuessaan. Hartsia löytyy yleensä mustana, valkoisena ja kirkkaana, mutta joitain printtejä valmistetaan myös oranssina, punaisena, sinisenä ja vihreänä. Materiaali on jaettu kolmeen luokkaan:
◆ High Detail Resin: Käytetään yleensä pienissä malleissa, jotka vaativat monimutkaista
yksityiskohdat. Esimerkiksi neljän{0}}tuumaiset hahmot, joissa on monimutkaisia vaatekaappi- ja kasvoyksityiskohtia, painetaan usein tähän hartsiin.
◆ Maalattavat hartsit: Joskus sileäpintaisessa 3D-tulostuksessa käytettyjä hartseja tunnetaan esteettisestä vetovoimastaan.
◆ Kirkas hartsi: Tämä on vahvin hartsiluokka, joten se sopii parhaiten useille 3D-tulostetuille tuotteille. Yleensä käytetään malleissa, joiden on oltava tukehtuvia ja läpinäkyviä.