3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)材料加工技術(shù)相比有許多突出的優(yōu)勢，吸引了國內(nèi)外工業(yè)界、投資界、學(xué)術(shù)界、新聞媒體和社會(huì)公眾的熱切關(guān)注。目前制約３Ｄ打印技術(shù)發(fā)展的因素主要有兩個(gè)：打印工藝和打印材料。高分子聚合物在3D打印材料中占據(jù)主要地位。當(dāng)前3D打印常用的高分子材料（熱塑性高分子和光敏樹脂）和與之相適應(yīng)的打印工藝，并對它們的特性和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了評述，看一下了這些3D打印材料和工藝的開發(fā)面臨的問題和挑戰(zhàn)。

3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的材料加工技術(shù)相比，3D打印技術(shù)有許多突出的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在：

１）可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造，3D印借助建模軟件將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)字化，然后驅(qū)動(dòng)機(jī)器設(shè)備加工制造成器件，由于數(shù)字化文件可借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞，從而可以實(shí)現(xiàn)異地分散化制造的生產(chǎn)模式；

２）3D打印技術(shù)可以使三維結(jié)構(gòu)的物體先分解成二維層狀結(jié)構(gòu)，逐層累加形成三維物品，因此，原理上3D打印技術(shù)可以制造出任何復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，從根本上解決了傳統(tǒng)制造受制于模具的缺陷；

３）3D打印可以利用“從下而上”的堆積方式，對于實(shí)現(xiàn)非勻致材料、功能梯度的器件更有優(yōu)勢；

４）3D打印技術(shù)有利于小規(guī)模生產(chǎn)和個(gè)性化訂制，屬于腦力密集型行業(yè)，對生產(chǎn)場地要求低，環(huán)保且低能耗；

５）3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)“設(shè)計(jì)即生產(chǎn)”，可以更快捷回應(yīng)市場需求。

因此，近年來3D打印技術(shù)獲得了迅猛發(fā)展，已經(jīng)在工業(yè)造型、機(jī)械制造、軍事、建筑、影視、家電輕工、醫(yī)學(xué)、考古、文化藝術(shù)、雕刻、首飾等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)吸引了國內(nèi)外工業(yè)界、投資界、學(xué)術(shù)界、新聞媒體和社會(huì)公眾的熱切關(guān)注。我國政府部門也開始關(guān)注并制訂3D打印技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃，如工信部、發(fā)改委、財(cái)政部于2015年２月印發(fā)《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015－2016年）》，對３Ｄ打印的發(fā)展做出了政策上的推動(dòng)。可見，3D打印技術(shù)必將成為下一個(gè)具有廣闊前景的朝陽產(chǎn)業(yè)。

３Ｄ打印技術(shù)內(nèi)容涵蓋廣闊，涉及的技術(shù)包括ＣＡＤ建模、３Ｄ測量、接口和切片軟件、數(shù)控程序、打印工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)、３Ｄ打印材料等。其中，現(xiàn)階段制約３Ｄ打印技術(shù)發(fā)展的因素主要有兩個(gè)：打印工藝（技術(shù)方法）和打印材料。同時(shí)，打印工藝和打印材料之間存在密不可分的關(guān)系，特定的打印工藝只能適合于打印特定的打印材料，而特定的打印材料則需要利用特定的打印工藝才能成功實(shí)現(xiàn)３Ｄ成型。以塑料為代表的高分子聚合物具有在相對較低溫度下的熱塑性，良好的熱流動(dòng)性與快速冷卻粘接性，或在一定條件（如光）的引發(fā)下快速固化的能力，因此在３Ｄ打印領(lǐng)域得到快速的應(yīng)用和發(fā)展。同時(shí)，高分子材料的粘結(jié)特性允許其能夠與較難以成型的陶瓷、玻璃、纖維、無機(jī)粉末、金屬粉末等形成全新的復(fù)合材料，從而大大擴(kuò)展３Ｄ打印的應(yīng)用范圍。因此，高分子材料成為目前３Ｄ打印領(lǐng)域基本的和發(fā)展最為成熟的打印材料，接下來我們主要介紹和討論了常用高分子３Ｄ打印材料及對應(yīng)的打印技術(shù)。

熱塑性高分子及其主要打印工藝

３Ｄ打印用熱塑性高分子

熱塑性的高分子聚合物很容易進(jìn)行擠出、吹塑和注射加工，因此成為３Ｄ打印高分子材料中開發(fā)最為成熟的類型，這些材料包括多種工程塑料和生物塑料，在打印材料制備時(shí)一般以絲狀的耗材出現(xiàn)。工程塑料是目前應(yīng)用范圍較廣的３Ｄ打印材料，這類材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐候性，熱穩(wěn)定性也比較理想，因此，以這些材料打印出的產(chǎn)品能夠用于大多數(shù)工業(yè)和民用場合，典型的３Ｄ打印用工程塑料有丙烯腈－丁二烯－苯乙共聚物（ABS）、聚碳酸酯（PC）和聚酰胺（尼龍，PA）等。ABS是最早用于熔融沉積成型（FDM）技術(shù)的材料，目前也是ＦＤＭ打印工藝領(lǐng)域最常用的熱塑性耗材。

該材料打印溫度為210－260℃，玻璃轉(zhuǎn)化溫度為105℃，打印時(shí)需要底板加熱。ABS具有相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)，如強(qiáng)度較高、韌性較好、耐沖擊、絕緣性能好、抗腐蝕、耐低溫、容易出絲和著色等，其打印產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，強(qiáng)度也較為理想。然而，ABS打印時(shí)需要加熱，同時(shí)這種材料遇冷收縮特性明顯，在溫度場不均勻的情況下，可能會(huì)從加熱板上局部脫落，造成翹曲、開裂等質(zhì)量問題，此外其打印時(shí)可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣味。為了改善ＡＢＳ打印的成型質(zhì)量，許多研究者進(jìn)行了３Ｄ打印用ＡＢＳ耗材的改性工作，往ＡＢＳ中加入填充材料或?qū)ζ溥M(jìn)行共混改性是提高其打印性能的有效途徑。