近年来，3D打印技术的最新进展为工业界和研究人员创造了全新的未来制造基础。这个新的基础为多材料3D打印提供了可能，使得可以打印出具有各种特性的材料，这些特性可以在航空航天、生物应用、航天器材料、电子元件等领域中得到出色的应用。

聚合物、陶瓷、金属和生物材料都已经在多种增材制造技术中被应用于创建多材料结构。在单个构件内使用多种材料，我们可以实现硬度、耐腐蚀性、拉伸和压缩性等多种性能，满足产品所需的各个方面，并且消除了复杂制造和昂贵工具的需求。

这些新的工艺和多材料打印可以融合在一个零件中，消除了多部分建模的需求。多种材料的打印可以提供增强特性，包括可控的材料各向异性，这对于需要表面对准同时仍具有高负载能力的功能系统至关重要。

当今的大多数硅胶密封件、接头、可穿戴技术、机器人夹具等都是通过注射或压缩成型制成的。这个过程需要一个模型，使用该模型制作模具，然后将硅胶注入模具中，整个步骤较为繁琐。3D打印硅胶技术完全消除了模型和模具制造步骤，只需打印最终部件即可。这显然节省了大量成本和时间，根据 3D 打印机制造商3D Systems 的说法，3D打印硅胶直接成型比注塑成型快 90%。

3D打印硅胶的应用

从应用角度来看，3D打印硅胶技术适合中小批量、产品原型、独特形状，或者针对患者的产品。主要应用领域如下：

●医疗植入物：3D 打印硅胶植入物正在探索用于半月板植入物 和其他医疗设备。

●假肢：3D 打印硅胶假肢和假肢衬垫为传统假肢提供了舒适、可定制的替代方案。

●软机器人：3D 打印硅胶非常适合创建软机器人组件，例如能够抓取和操纵精致物体的夹具。

●医疗模型：硅胶可以具有人体组织的感觉和反应，使其成为医疗模型和手术实践辅助工具的理想选择。

●可穿戴设备：3D 打印硅胶用于创建定制可穿戴设备，用于消费者可穿戴设备的研究和原型，例如智能手表和健身追踪器。

●纺织品：3D 打印硅胶可用于柔性和可拉伸的织物，在时尚和运动服装中具有潜在应用。

●电子产品：3D 打印硅胶正在被探索作为柔性和可拉伸电子产品的潜在材料。

●生物医学研究：3D 打印硅胶用作组织工程的支架，创建用于研究和实验的细胞生长结构。

●声学：3D 打印硅胶用于制造隔音材料，例如隔音屏障、吸音器和减振器。

硅胶材质特性

●优异的热稳定性

●有不同硬度可供选择

●耐水性和作为密封剂的适用性

●抗紫外线

●抗氧化性

●抗压和抗剪性能

●阻燃性

●电气绝缘

●生物相容性

●食品安全

●可灭菌

●颜色和半透明度可选

有机硅及有机硅材料

随着材料科学和制造工艺的发展，有机硅已进入增材制造领域。工业用硅胶 3D 打印，尤其是制造业和医疗保健领域确实已经发展起来。2022 年，澳大利亚联邦科学与工业研究组织 (CSIRO) 开发了一种新型硅树脂，可用于普通市售桌面 DLP 打印机，无需进行修改。

2023年2月，研究人员 3D 打印了带有嵌入式压阻传感器的硅鞋垫，用于测量身体活动期间的步态力。另一项新研究使用了 3D 打印的硅胶仿生手指和集成触觉反馈系统来测试柔性电子产品。

类硅材料和硅替代材料

大多数硅胶 3D 打印机无法使用与注塑成型完全相同的材料进行打印。只有 Spectroplast、Lynxter 和 Eklem 等少数公司声称能够使用 100% 硅胶进行 3D 打印。许多其他公司提供含有添加剂的硅基材料，使其更易于 3D 打印。

紫外线固化剂等添加剂会削弱有机硅的性能或降低最终部件的质量和使用寿命，因此与其他聚合物的特殊共混物可以弥补这种影响。也就是说，这些改性有机硅仍然具有许多积极的特性，并且适用于广泛的应用。

可3D打印的聚氨酯用于垫圈和其他需要软橡胶特性但可能不需要纯硅树脂的所有优点的应用。例如，Chromatic 3D Materials提供可 3D 打印的工业强度弹性体产品，包括聚氨酯和其他热固性弹性体，用于运输、工业密封件和垫圈、纺织品、医疗设备和国防。Chromatic 的 RX-AM 材料和技术平台基于反应挤出增材制造，这是一种使用化学反应的沉积 3D 打印。

如何以及为何使用硅胶进行 3D 打印

在过去五年中，许多公司开发了 3D 打印硅胶的新方法，有些使用带有喷墨打印头沉积和紫外线的材料喷射方法。其中一种方法称为按需滴注，通过一次植入一个体素的有机硅溶液（有机硅加 UV 活化粘合剂）来 3D 打印有机硅。每铺一层后，紫外线光源都会激活粘合剂，然后种植下一层。尽管 Aceo 公司的这种做法看起来很有前途，但其母公司Wacker Chemie)在 2021 年底完全放弃了这种做法。

液体增材制造（LAM）是德国 RepRap 创造的一个术语，用于描述挤出液体硅胶的过程，然后用灯的热量进行固化。LAM是与陶氏化学公司合作开发的，这些基于LAM的3D打印机在收购德国RepRap后现在属于InnovatiQ品牌。

其他方法还包括还原光聚合方法。在此，有机硅与其他光敏树脂混合，可以在处理其他材料的相同3D打印机中使用，就像3D打印机制造商 Carbon 和 Desktop Metal 的情况一样。所有方法生产的零件都可与注塑成型相媲美。

文章来源： 有机硅，优速得3D打印店，三胖有话讲