在3D打印中，复杂结构（如薄壁、支架、通孔、管路、网格筋条等）的制造需要材料具备高精度、良好的流动性、低收缩率以及对复杂几何的适应性。以下是适合复杂结构打印的材料分类及其应用场景，结合知识库中的实际案例进行说明：

1.光敏树脂（Photopolymer Resin）

特性：

高精度：可实现微米级细节（±0.1mm），适合精细结构。

低收缩率：固化过程中体积变化小，减少变形风险。

多样性：包括刚性、弹性、透明、生物相容性等类型。

适用结构：

医疗模型（如手术规划用器官模型）、齿科修复体、精密工装夹具、复杂花纹模具。

案例：

联泰科技Fix系列黑色树脂：用于新能源领域的工装夹具，尺寸精准、表面细节佳。

RA900/Xtyre树脂：打印轮胎母模，实现复杂花纹图案（精度±0.1mm）。

技术适配：光固化（SLA/DLP）技术，适合需要高精度和表面光洁度的复杂结构。

2.金属材料（Metal Powders）

特性：

高强度与轻量化：适合承受高应力的复杂结构。

设计自由度：可直接制造一体化结构，无需传统焊接或组装。

耐高温/耐腐蚀：适用于航空航天、汽车等严苛环境。

适用结构：

航空航天舱体、发动机部件、轻量化网格结构、微型流道冷却系统。

案例：

铂力特高强铝合金BLT-AlAM400：用于Φ700mm×200mm舱体的一体化成形，克服热裂纹敏感性，实现薄壁、支架、通孔等复杂特征。

钛合金（Ti-6Al-4V）：用于人形机器人、医疗植入物，兼具强度与轻量化。

钴铬合金（CoCrMoW）：在齿科和医疗器械中制造高精度复杂结构（如齿科支架）。

技术适配：粉末床熔融（SLM/EBM）技术，适合金属复杂结构的高精度制造。

3.工程塑料（Engineering Plastics）

特性：

耐高温/耐化学腐蚀：适合功能性复杂结构。

低收缩率：减少翘边和变形。

轻量化：适用于消费电子、汽车等领域。

适用结构：

汽车内饰件（如折叠屏手机支架）、消费电子外壳、轻量化机械零件。

案例：

PETG：用于汽车零件和消费品，兼顾韧性与精度。

尼龙（PA12）：通过SLS技术打印复杂中空结构（如过滤器、格栅）。

技术适配：FDM（如PETG）、SLS（如尼龙）技术，适合中等精度的功能性复杂结构。

4.复合材料（Composite Materials）

特性：

高强度与轻量化：结合塑料基材与增强纤维（如碳纤维、玻璃纤维）。

设计灵活性：可定制化调整力学性能。

适用结构：

高负荷承受部件（如无人机框架）、运动器材、精密机械零件。

案例：

碳纤维增强PLA：用于3D打印高刚性复杂结构（如无人机支架）。

玻璃纤维增强尼龙：适合需要抗拉强度和韧性的复杂零件。

技术适配：FDM或专有复合材料打印技术（如Stratasys的FDM复合材料）。

5.弹性体材料（Elastomers）

特性：

柔韧性：适合需要动态变形的复杂结构。

低模量：缓冲性能优异。

适用结构：

手部矫形器、柔性电路板、密封件、鞋垫。

案例：

TPU（热塑性聚氨酯）：用于打印柔性机器人关节或可穿戴设备。

技术适配：FDM或专有弹性材料打印技术（如Stratasys的TPE材料）。

6.特殊功能材料

导电材料：

特性：赋予零件导电能力，适合复杂电路结构。

案例：用于打印柔性电路板、传感器（如可穿戴设备中的导电路径）。

生物相容性材料：

特性：通过FDA认证，适合医疗植入物。

案例：3D打印齿科种植体、骨科植入物。

生物可降解材料：

特性：环保型材料，适合临时结构。

案例：生物支架、药物缓释装置。

选择复杂结构材料的关键因素

精度需求：

高精度结构（如医疗模型）优先选择光敏树脂或金属粉末。

功能性结构（如机械零件）选择工程塑料或复合材料。

力学性能：

高强度需求选择金属材料（如钛合金、铝合金）。

轻量化需求选择铝合金或复合材料。

工艺适配性：

光固化（SLA/DLP）：适合树脂类高精度复杂结构。

粉末床熔融（SLM/EBM）：适合金属复杂结构。

FDM/SLS：适合中等精度的塑料或复合材料复杂结构。

成本与可用性：

国产替代方案（如威拉里的金属粉末、有研粉材的铜粉）降低高端材料成本。

通过合理选择材料并匹配打印技术，可以高效实现复杂结构的高精度制造。