1.1.2　3D打印无机非金属材料分类

3D打印无机非金属材料的分类方法主要有两种：一种从材料的形态进行分类，另一种从材料的组成进行分类。

（1）按照形态分类

按照形态，3D打印无机非金属材料可以分为：

①粉体材料　打印所用材料为以具有一定粒度的颗粒形式存在的无机粉体材料，包括陶瓷粉体材料、水泥粉体材料、石膏粉体材料、玻璃粉体材料、型砂等。这些粉体颗粒的粒径从纳米级到毫米级不等，一般都直接用于黏结剂喷射（3DP）工艺、激光选区烧结（SLS）工艺、激光选区熔化（SLM）工艺等具有粉床铺粉过程的3D打印工艺。这些工艺都要求3D打印粉体材料具有较高的堆积密度和很好的流动性，这就相应对粉体颗粒的级配和形貌等提出比较严格的要求和标准。

②浆体材料或膏体材料　主要包括以各种无机粉体材料调配成的具有一定黏度和流变性的浆体或膏体材料，如陶瓷浆料或膏料、玻璃浆料、水泥混凝土浆体等。这些材料主要用于光固化成形（SL）工艺、喷墨打印成形（IJP）工艺和挤出成形（EFF）工艺等3D打印工艺。这些工艺都具有材料铺展或者挤出的过程，因此浆体或者膏体需要具有低的黏度、好的流变性、分散性、稳定性以及较高的固相含量。这就对调配浆体材料所用的无机粉体颗粒组分的粒度大小、颗粒级配和形貌、有机组分特性、有机与无机组分之间的作用与结合特性等都有特定的要求。

③线材或片材　主要是由陶瓷粉末、玻璃粉末、纤维等无机材料与高分子材料等混合并成形的具有一定细度、厚度和长度的热塑性线状或片状材料。这些型材主要用于熔融沉积成形（FDM）工艺或分层实体成形（LOM）工艺，在型材固相含量、力学性能、热熔温度以及成丝特性等方面都对材料有严格要求。

（2）按照材料分类

按照材料组成或特性，3D打印无机非金属材料可以分为：

①胶凝材料　具有一定胶凝特性，在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的硬化体，并能胶结其他物料，形成有一定机械强度制品的无机非金属材料。该类材料主要包括水泥基材料（包括硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、磷酸盐水泥等）、石膏材料、镁质胶凝材料等。胶凝材料的流动性、凝结机制、凝结速率、凝结时间和凝固制品的微观结构及力学性能等都对3D打印工艺参数及打印制品性能等有重要影响。

②陶瓷材料　这里主要指能够烧结成以晶相材料为主要组分的结构材料或功能材料所用的天然或人工合成的氧化物或者非氧化物无机非金属材料，如氧化铝陶瓷材料、氧化锆陶瓷材料等。大部分耐火材料也属于该类材料的范畴。对于3D打印陶瓷材料可以为粉体材料、浆体或膏体材料，也可以为线材或片材。除了SLM工艺外，3D打印技术仅成形陶瓷坯体，还需经过烧结等热处理工艺。因此，除了打印工艺对所用陶瓷材料的流动性等成形性能有要求外，陶瓷坯体脱脂收缩性能、烧结性能等对所用陶瓷材料组成及颗粒特性等也有一定要求。

③玻璃材料　主要指3D打印玻璃制品所用的非晶态无机非金属固体材料，包括硅酸盐玻璃材料、硼酸盐玻璃材料、石英玻璃材料等。玻璃材料形态可以为粉体、块体，也可以为丝材。打印过程一般需通过高温熔化以挤出细丝成形。玻璃材料的软化点、成丝特性等是3D打印工艺关注的重点，是对所用玻璃材料的基本要求。

④复合材料　这里主要指用于3D打印的基体材料或者增强材料为无机材料的多组分组成的混合材料，包括无机纤维增强的复合材料、无机颗粒增强的复合材料等。复合材料3D打印主要通过EFF工艺，大多需要预先制成线材。因此，除了复合材料内部各相结合特性之外，3D打印工艺对材料的成丝特性、挤出特性等也有明确要求。