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：次
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
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