當今的大都數(shù)硅膠密封件、接頭、可穿戴技術(shù)、設備人夾具等都是經(jīng)過注射或壓縮成型制成的。這個過程需要一個模型，運用該模型制作模具，而后將硅膠注入模具中，全部過程較為繁瑣。3D打印硅膠技術(shù)完全消除了模型和模具制造過程，只需打印最后部件就可。這顯然節(jié)省了海量成本和時間，按照 3D 打印機制造商3D Systems 的說法，3D打印硅膠直接成型比注塑成型快 90%。△游泳制品制造商 Finis 在 8 小時內(nèi) 3D 打印出泳鏡墊片原型，能夠更快地現(xiàn)場測試新制品但3D打印硅膠亦面臨著挑戰(zhàn)，與固體聚合物長絲區(qū)別，固體聚合物長絲在加熱時擁有延展性，在冷卻時再次固化，例如 PLA 或 TPU。硅膠一旦凝固，就無法再次變得柔韌。它亦與光聚合物樹脂區(qū)別，由于有機硅對紫外線擁有很強的抵抗力，并且不可以其純凈形式進行固化。有機硅需要添加劑來使材料對光或熱敏銳。這種材料的繁雜性寓意著硅膠需要特殊的 3D 打印機，例如 Spectroplast 和 Lynxter 的打印機。然而，倘若應用不需要 100% 純硅膠，用戶能夠選取更加多基于硅膠和類似硅膠的材料，這些材料如今應用更加廣泛，并且適用于許多現(xiàn)有的樹脂 3D 打印機。當有機硅用于樹脂 3D 打印機時，有機硅材料會與其他聚合物樹脂混合，因此呢會失去有些顯著特性，但這仍然是各樣應用的理想選取。3D打印硅膠的應用△瑞士機構(gòu) MotionTech 按照個體病人掃描數(shù)據(jù)創(chuàng)建定制的 Your Liner，3D打印的硅膠假肢襯墊從應用方向來看，3D打印硅膠技術(shù)適合中小批量、制品原型、獨特形狀，或針對病人的制品。重點應用行業(yè)如下：●醫(yī)療移植物：3D 打印硅膠移植物正在探索用于半月板移植物 和其他醫(yī)療設備。●假肢：3D 打印硅膠假肢和假肢襯墊為傳統(tǒng)假肢供給了舒適、可定制的替代方法。●軟設備人：3D 打印硅膠非常適合創(chuàng)建軟設備人組件，例如能夠抓取和操作精致物體的夾具。●醫(yī)療模型：硅膠能夠擁有人體組織的感覺和反應，使其作為醫(yī)療模型和手術(shù)實踐輔助工具的理想選取。●可穿戴設備：3D 打印硅膠用于創(chuàng)建定制可穿戴設備，用于消費者可穿戴設備的科研和原型，例如智能手表和健身跟蹤器。●紡織品：3D 打印硅膠可用于柔性和可拉伸的織物，在時尚和運動服裝中擁有潛在應用。●電子制品：3D 打印硅膠正在被探索做為柔性和可拉伸電子制品的潛在材料。●生物醫(yī)學科研：3D 打印硅膠用作組織工程的支架，創(chuàng)建用于科研和實驗的細胞生長結(jié)構(gòu)。●聲學：3D 打印硅膠用于制造隔音材料，例如隔音屏障、吸音器和減振器。有機硅及類有機硅材料△采用 SIL 30 3D 打印零件，SIL 30 是一種來自 Carbon 的硅膠材料隨著材料科學和制造工藝的發(fā)展，有機硅已進入增材制造行業(yè)。工業(yè)用硅膠 3D 打印，尤其是制造業(yè)和醫(yī)療保健行業(yè)確實已然發(fā)展起來。2022 年，澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)科研組織 (CSIRO) 研發(fā)了一種新型硅樹脂，可用于普通市售桌面 DLP 打印機，無需進行修改。從那時起，該組織始終在尋找工業(yè)合作伙伴來幫忙進一步研發(fā)有機硅樹脂技術(shù)并將其商場化。2023年2月，科研人員 3D 打印了帶有嵌入式壓阻傳感器的硅鞋墊，用于測繪身體活動時期的步態(tài)力。另一項新科研運用了 3D 打印的硅膠仿生手指和集成觸覺反饋系統(tǒng)來測試柔性電子制品。△CSIRO期盼其研發(fā)的DLP兼容有機硅樹脂能夠盡快實現(xiàn)商場化硅膠材質(zhì)特性●優(yōu)異的熱穩(wěn)定性●有區(qū)別硬度可供選取●耐水性和做為密封劑的適用性●抗紫外線●抗氧化性●抗壓和抗剪性能●阻燃性●電氣絕緣●生物相容性●食品安全●可滅菌●顏色和半透明度可選△一系列可 3D 打印的彈性體材料能夠在各樣應用中替代硅膠類硅材料和硅替代材料大都數(shù)硅膠 3D 打印機沒法運用與注塑成型完全相同的材料進行打印。僅有 Spectroplast、Lynxter 和 Eklem 等少許機構(gòu)聲叫作能夠運用 100% 硅膠進行 3D 打印。許多其他機構(gòu)供給含有添加劑的硅基材料，使其更易于 3D 打印。紫外線固化劑等添加劑會削弱有機硅的性能或降低最后部件的質(zhì)量和運用壽命，因此呢與其他聚合物的特殊共混物能夠彌補這種影響。亦便是說，這些改性有機硅仍然擁有許多積極的特性，并且適用于廣泛的應用。可3D打印的聚氨酯用于墊圈和其他需要軟橡膠特性但可能不需要純硅樹脂的所有優(yōu)點的應用。例如，Chromatic 3D Materials供給可 3D 打印的工業(yè)強度彈性體制品，包含聚氨酯和其他熱固性彈性體，用于運輸、工業(yè)密封件和墊圈、紡織品、醫(yī)療設備和國防。Chromatic 的 RX-AM 材料和技術(shù)平臺基于反應擠出增材制造，這是一種運用化學反應的沉積 3D 打印。怎樣以及為么運用硅膠進行 3D 打印△來自Elkem按需服務的 3D 打印硅膠在過去五年中，許多機構(gòu)研發(fā)了 3D 打印硅膠的新辦法，有些運用帶有噴墨打印頭沉積和紫外線的材料噴射辦法。其中一種辦法叫作為按需滴注，經(jīng)過一次移植一個體素的有機硅溶液（有機硅加 UV 活化粘合劑）來 3D 打印有機硅。每鋪一層后，紫外線光源都會激活粘合劑，而后種植下一層。盡管 Aceo 機構(gòu)的這種做法看起來特別有前途，但其母機構(gòu)Wacker Chemie)在 2021 年底完全放棄了這種做法。液體增材制造（LAM）是德國 RepRap 創(chuàng)造的一個術(shù)語，用于描述擠出液體硅膠的過程，而后用燈的熱量進行固化。LAM是與陶氏化學機構(gòu)合作研發(fā)的，這些基于LAM的3D打印機在收購德國RepRap后此刻屬于InnovatiQ品牌。其他辦法還包含還原光聚合辦法。這里，有機硅與其他光敏樹脂混合，能夠在處理其他材料的相同3D打印機中運用，就像3D打印機制造商 Carbon 和 Desktop Metal 的狀況同樣。所有辦法生產(chǎn)的零件都可與注塑成型相媲美。△Desktop Metal 的 3D Bioplotter 運用生物相容且細胞友好的材料進行打印軟件、支持和后處理用戶將需要特殊的切片軟件來解釋這種獨特材料的限制和屬性，下文介紹的每一個打印機處理方法都供給自定義切片軟件。與許多 3D 打印辦法同樣，繁雜的幾何形狀和懸臂形狀需要支撐結(jié)構(gòu)。后處理包含去除支撐材料，一般還需要進行額外的固化以進一步固化有機硅部件。還能夠在打印過程中對硅膠部件進行著色。因為硅膠零件在固化后擁有良好的表面光潔度，因此呢一般不需要海量的后處理。△B9 Creations 的硅膠彈性體模具硅膠 3D 打印機日前市場上純硅膠打印機較少，但倘若僅尋找類似硅膠的柔軟觸感材料進行打印，用戶的選取范圍將大大增多。Spectroplast SAM△照片來自：Spectroplast SAMSpectroplast 是一家瑞士 3D 打印機構(gòu)，研發(fā)了自己的有機硅增材制造專利。該機構(gòu)曾利用其技術(shù)僅做為按需打印服務運營，于 2022 年 8 月推出了首款可供購買的硅膠 3D 打印機。與其他 3D 打印機區(qū)別，Spectroplast 運用“真正的”100% 醫(yī)療級 ISO 認證有機硅進行打印，保證了假肢、矯形器、助聽器和牙科設備的生物相容性。其 SAM（有機硅增材制造）3D 打印機采用一種采用 UV 固化有機硅的還原聚合技術(shù)，該工藝非常精確，公差約為 0.1 毫米，并且能夠進行調(diào)節(jié)以制造擁有從 A20 到 A60 區(qū)別肖氏硬度的零件。Spectroplast 供給多種真正的硅膠，包含 TrueSil 系列（僅在按需服務中供給）以及與打印機一塊營銷的 MaduraInnovatiQ: LiQ 320△德國機構(gòu)InnovatiQ的LiQ 320 3D打印機（源自：InnovatiQ）德國機構(gòu)InnovatiQ （設備巨頭 Arburg 旗下機構(gòu)）的 LiQ 320 3D 打印機可運用液體硅橡膠打印組件。該機構(gòu)暗示，原型和功能部件的生產(chǎn)質(zhì)量可與注塑成型相當。將數(shù)字文件發(fā)送到 3D 打印機后，一層高粘性硅膠材料就會從打印頭擠出到打印床上。而后，內(nèi)置燈產(chǎn)生熱量以激活分子水平上液體元素的交聯(lián)。重復此過程，直到創(chuàng)建所需的零件。打印過程結(jié)束后，成品組件立即發(fā)揮功效并可供運用，無需任何后處理。在材料方面，LiQ 320 與 InnovatiQ 的 Silastic 3D 3335 液體硅橡膠 (LSR) 協(xié)同運用，這是一種將有機硅彈性體的性能優(yōu)良與 3D 打印的設計和加工優(yōu)良相結(jié)合的材料。Silastic 3D 3335 擁有抗紫外線和臭氧特性，因此呢尤其適用于醫(yī)療行業(yè)的所有類型的密封件、接頭、鞋部件、外殼和其他制品。最小層厚（毫米）：0.22 – 0.9。Lynxter S300X△Lynxter S300X 硅膠 3D 打印機另一家在硅膠行業(yè)相對較新的 3D 打印機制造商是法國的 Lynxter。該機構(gòu)于 2022 年底推出了新型S300X 硅膠按需滴注 3D 打印機。其首款硅膠打印機是 2017 年推出的 S600D。高容量材料墨盒能夠完全自主地打印大型部件或多個小部件，并且更換材料墨盒的次數(shù)更少。它擁有 300 x 250 x 200 毫米的大打印體積，并且能夠生產(chǎn)最小層高為 100 微米的零件。S300X 采用一系列醫(yī)療和工業(yè)級有機硅（RTV2 有機硅 5、十、25、40 ShaA、45shA）和聚氨酯（50 至 85 ShA）進行打印，非常適合生產(chǎn)用于后處理（噴漆、該機構(gòu)暗示，這些材料包含打磨、等離子處理等）、阻尼器、密封件、經(jīng)過皮膚接觸認證的矯形器以及擁有附加功能的紡織品。做為一款雙擠出機 IDEX 3D 打印機，S300X 配備了用于打印支撐件的單組件工具頭和用于打印零件的雙組件工具頭。這亦為在一次打印中組合材料和打印擁有區(qū)別理學屬性的零件鋪平了道路。Lynxter 暗示 S300X 將于 2023 年上市。B9 Creations Core 5 Series Med XL△B9 Creations 的 Core 5  Series Med XL 樹脂 DLP 3D 打印機能夠運用醫(yī)用級硅膠進行新打印3D 打印機和材料制造商 B9 Creations 于 2022 年 1 月推出了 BioRes 硅膠（每 1 千克瓶 345 美元），用于該機構(gòu)的 B9 Core 5 系列 Med XL 405 和 385 3D 打印機。這些材料擁有高表面光潔度、抗裂性和精度，還經(jīng)過了 ISO 90993 認證，可與皮膚長期接觸長達 30 天。BioRes 適用于大都數(shù)其他基于光聚合物樹脂的 3D 打印機平臺。B9 Core 5 Series Med XL 385（配備 385 納米光引擎）是一款基于樹脂的 DLP 設備，使客戶能夠以 25 微米有效分辨率 3D 打印半透明、白色和特種材料，例如硅膠。它持有 IEC 60601-1 和 IEC 60601-1-2 醫(yī)療設備合規(guī)性和 CE 認證。Delta Tower Fluid MT△Delta Tower Fluid MT 能夠運用按需滴注 3D 打印技術(shù)沉積雙組分有機硅來自瑞士初創(chuàng)機構(gòu)Delta Tower的 Fluid MT 和 Fluid ST是多工具和單工具 3D 打印機，配有精細體積計量系統(tǒng)，適用于粘性、一種或兩種成份的流體和糊劑，例如硅膠。該機構(gòu)暗示，流體打印機采用按需滴注技術(shù)，最小擠出量為 0.0208 μl，能夠在不變形的狀況下運用流體材料進行構(gòu)建。MT 多工具版本在一次打印過程中最多能夠運用 6 個工具。該機構(gòu)與Elkem Silicones合作，后者剛才推出了一種用于硅 3D 打印的新型支撐材料 AMSil 92100，材料是水溶性的，能夠在后處理周期被洗掉。Elkem供給從 ShaA 10 到 ShaA 70 的 100% 有機硅，可與多種類型的基于 DOD 的 3D 打印系統(tǒng)協(xié)同運用。除了在醫(yī)療和工業(yè)應用中運用之外，此刻還準許在食品級應用中運用。Prayasta Silimac P250△用于有機硅彈性體的 Prayasta Silimac P250 3D 打印機印度初創(chuàng)機構(gòu)Prayasta于 2023 年推出了 Silimac P250 硅膠 3D 打印機，專門針對移植級硅膠，用于制造個性化軟組織移植物和假肢。Prayasta 暗示，Silimac P250 擁有 250 x 250 x 250 毫米的構(gòu)建室，是一款可立即投入生產(chǎn)的設備，能夠管理大批量硅膠零件的生產(chǎn)。該機構(gòu)暗示，該打印機包含用于打印室的內(nèi)置紫外線消毒安裝和無污染的支撐系統(tǒng)，可促進移植物 3D 打印的理想衛(wèi)生情況。打印分辨率為 50 微米，材料包含 NuSil 等機構(gòu)的有機硅彈性體。Desktop Health：EnvisionTec Bioplotter△Desktop Health EnvisionTec Bioplotter醫(yī)療行業(yè)尤其感興趣的是，美國機構(gòu) Desktop Health（Desktop Metal 的一個分部）供給了一種生物打印機，該打印機亦能夠運用兩種硅膠進行打印。3D-Bioplotter于 2000 年推出，擁有三個功能級別：入門級、研發(fā)級和制造商級。它運用注射器的空氣或機械壓力來處理開源生物材料和硅膠。硅膠經(jīng)過針尖從材料盒中分配出來，形成 3D 物體，而后用紫外線固化。所有型號均設計用于無菌生物安全柜，符合臨床實驗標準，并供給高達 192.4 立方英寸的構(gòu)建尺寸。3D-Bioplotters 運用戶能夠經(jīng)過軟件完全掌控所有打印參數(shù)（溫度、壓力、速度等）。除了熱塑性塑料和纖維素材料外，3D-Bioplotter 還能夠運用 3D-Bioplotter Silicone TG（一種可 3D 打印中等硬度物體的技術(shù)級硅膠）和 3D-Bioplotter UV Silicone 60A MG（一種可 3D 打印的醫(yī)療級硅膠）進行打印。Desktop Health 在 2021 年收購了 3D-Bioplotter 的發(fā)明者 EnvisionTEC 的同期，亦收購了 3D-Bioplotter。Formlabs△Formlabs 新型 Silicone 40A Resin 與其 Form 3+ 樹脂 3D 打印機兼容打印機制造商 Formlabs 于 2023 年 9 月推出了硅膠材料Silicone 40A Resin。Formlabs 正在申請一項關(guān)于“純硅膠技術(shù)”的專利，該技術(shù)依賴于 Formlabs 的標準立體光刻 (SLA) 生態(tài)系統(tǒng)，可在幾小時內(nèi)在內(nèi)部“生產(chǎn) 100% 硅膠部件”。日前尚未頒布相關(guān)新技術(shù)的仔細信息，但該硅樹脂制品與 Formlabs Form 3+ 打印機兼容。硅膠 40A 樹脂部件擁有 40A 肖氏硬度、230% 斷裂伸長率。采用有機硅 40A 樹脂制成的零件擁有 34% 的回彈性、耐化學性和耐熱性（-25°C 至 125°C），并且能夠擁有小至 0.3 毫米的精細特征和傳統(tǒng)制造難以實現(xiàn)的繁雜形狀辦法。Silicone 40A 樹脂的生物相容性仍在評定中。San Draw S053 & S300△San Draw 的硅膠 3D 打印機臺灣的San Draw供給兩款硅膠 3D 打印機：S053（7,000 美元）和更大的 S300。這些設備采用 San Draw 專有的兩部分有機硅的按需滴注技術(shù)，該技術(shù)擁有生物相容性（經(jīng)過 ISO 10993 認證）、柔韌且耐高溫（高達 250℃）。S02 53 的構(gòu)建體積為 200 x 150 x 100 毫米，與第三方材料兼容，包含水凝膠、陶瓷凝膠、食品凝膠等。S300是另一款兩部分硅膠打印機，亦能夠同期運用水溶性支撐材料進行打印，因此呢它適用于自由表面和薄壁零件。該機構(gòu)暗示，其專注于醫(yī)療應用，包含醫(yī)療訓練器、模擬器、手術(shù)訓練器、術(shù)前模擬模型和醫(yī)療設備。Carbon3D△照片源自：Carbon3D知名 3D 打印機制造商 Carbon 配制了在其還原聚合平臺上運用的所有材料。該機構(gòu)的有機硅材料 SIL 30 是一種柔軟、生物相容且抗撕裂的有機硅聚氨酯彈性體，非常適合皮膚接觸應用。SIL 30 的確切成份尚未頒布，但其技術(shù)數(shù)據(jù)表涵蓋了其機械性能和化學相容性。SIL 30 僅適用于 Carbon 的樹脂 3D 打印機，該打印機運用該機構(gòu)叫作為數(shù)字光合成 (DLS) 的技術(shù)，這是一種桶聚合技術(shù)。Siliprin△照片：SiliprinSiliprin是一家初創(chuàng) 3D 打印機機構(gòu)，由 Osman Do?an Yirmibe?o?lu 于 2020 年在俄勒岡州立大學擔任科研員時創(chuàng)立。該打印機能夠運用介于按需滴注和擠出之間的技術(shù)制造兩部分軟硅膠組件。該打印機擁有很強的打印體積（400 毫米 x 400 毫米 x 250 毫米）、開放式材料容量以及可供給 18 小時打印時間的嵌入式泵系統(tǒng)?？稍诖蛴∵^程中更換可更換墨盒，而不會中斷打印作業(yè)。硅膠打印服務Spectroplast不僅是一家 3D 打印機制造商，亦是一家按需服務機構(gòu)。該機構(gòu)已然打印了近一百萬個硅膠零件，其核心業(yè)務是硅膠即服務。所有零件均在 Spectroplast 位置于瑞士的生產(chǎn)工廠生產(chǎn)，并運往世界各地，該機構(gòu)計劃在將來幾年在美國開設一家工廠。美國服務供給商 Protolabs 近期宣布與 Spectroplast 創(chuàng)立 3D 打印客戶零件合作伙伴關(guān)系。挪威有機硅材料制造商Elkem亦供給有機硅 3D 打印服務。Elkem研發(fā)了一種基于擠出原理的生產(chǎn)工藝，叫作為液體沉積成型 (LDM)，使用一系列新的定制有機硅材料：AMSil 系列。用戶能夠運用 100% 有機硅設計擁有繁雜幾何形狀和懸伸的高性能零件，這是運用傳統(tǒng)模具和機械加工沒法實現(xiàn)的，經(jīng)過直接打印來創(chuàng)建彈性體零件或物體。3D Alchemy是一家總部位置于英國的增材制造服務機構(gòu)，供給“100% 純 LSR 硅膠”，并得到 3D 打印 ISO 認證，該機構(gòu)的硅膠3D打印工藝準許運用單獨的可溶支撐材料來實現(xiàn)繁雜的幾何形狀，而后在構(gòu)建后將其洗掉。3D 打印市場Craftcloud供給 Keyance 的硅橡膠材料，用于 3D 打印薄壁但靈活的模型，因為采用了水溶性支撐材料，該模型在后處理過程中不會破裂。△Lynxter 3D 打印的面罩、塞子和各樣硅膠蓋

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牛魔王醫(yī)用PEEK 3D打印機