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石膏材料:打開全彩色3D打印的大門

時間:2017-04-08 08:34 來源:baidu百家 作者:中國3D打印網 閱讀:
     今天的主題是石膏材料在3D打印領域的應用。我國天然石膏礦產資源儲量豐富,總儲量近600億噸,位居世界第一,也是化學石膏的制造大國,但是在3D打印領域的石膏材料主要依賴進口。隨著我國經濟的飛速發展和近年來對環境保護的重視,我認為3D打印石膏材料的國產化已成為刻不容緩的事情。
       石膏的化學本質是硫酸鈣。石膏的縱斷面具纖維狀紋理,并由絹絲樣光澤,無嗅,味淡。水泥中加入一定量的石膏,可以提高水泥的強度,在建筑行業中的應用十分廣泛。石膏在建筑業中可以制作輕質石膏砌塊、石膏板、粉刷石膏以及應用在陶瓷上。
石膏具有微膨脹性,表面光滑飽滿,顏色潔白,質地細膩,具有良好的裝飾性,從而是用來制作雕塑的絕佳材料。與其他3D打印材料相比,石膏具有以下優勢:
1. 精細的顆粒粉末,顆粒直徑易于調整;
2. 價格相對較低,性價比高;
3. 安全環保,無毒無害;
4. 材料本身為白色,打印模型可實現彩色,支持全彩色打印。
5. 唯一支持全彩色打印的材料。
以上優勢使得石膏材料在3D打印中得以廣泛應用。
用于3D打印的石膏材料(圖片來源:南極熊)
    石膏在醫學方面也大有作為。石膏內服經胃酸作用后,能增加血清內鈣離子濃度,可以緩解肌肉痙攣。石膏研末外用,還有清熱、收斂、生肌的作用,這些醫學用途使得石膏在醫療領域中有很大的用途,可以用來3D打印骨骼、牙齒等。石膏材料也可以與其他3D打印材料混搭,制成更優質的復合材料。
      下圖為ZCorp公司于2005年推出的世界第一臺彩色3D打印機Spectrum Z510,主要適用于石膏粉末以及塑料粉末等,打印技術為我們之前講過的3DP(粘合劑噴射成型),即利用粘合劑將石膏粉末粘結在一起,逐層堆積成三維實體。其特點是成型速度快,可以打印全彩色模型、大型建筑物以及沙盤模型,可用于建筑、藝術、裝飾等模型及構件制作。Spectrum Z250的問世,標志著3D打印從單色還是邁向多色時代。
彩色3D打印機Spectrum Z250
石膏材料由于具有成型速度快、實現全彩打印等特點,可用于建筑、藝術、裝飾等模型的制作。
利用石膏材料3D打印的建筑模型(圖片來源:ZCorp)
利用石膏材料3D打印的全彩模型(圖片來源:ZCorp)
      石膏在醫療骨折方面的應用也是很廣泛的。利用3D打印制作的石膏支架,可以通過三維掃描針對每個病人進行個性化設計,并可依據受傷的嚴重程度設計。這種新型石膏保護架的優點在于輕便耐用,且可以清洗,有助于皮膚呼吸。除此之外,石膏具有良好的生物相容性,可以用作骨修復材料,也是最早應用于組織修復的材料。
利用石膏材料打印的修復支架

(責任編輯:admin)

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