当前,硅胶密封件、接头、可穿戴设备及机器人夹持器等产品的主流制造工艺仍为注塑或压缩成型。该流程需先制作原型,再基于原型构建模具,最终将硅胶注入模具成型。

硅胶3D打印技术彻底颠覆了这一模式,直接打印最终部件,省去了模型与模具环节。据3D Systems公司数据,此工艺可缩短生产周期达90%,显著降低成本与时间消耗。
然而,硅胶3D打印仍面临技术挑战。不同于PLA、TPU等固态热塑性长丝(加热时具备延展性,冷却后固化),也不同于光敏树脂(依赖紫外线固化),硅胶的特殊性在于:其一,固化后无法通过二次加热恢复柔韧性;其二,其强抗紫外线特性导致纯硅胶难以直接光固化,需添加光敏或热敏剂以触发内部聚合反应。
这种材料特性决定了硅胶3D打印需依赖专用设备,如Spectroplast、Lynxter等厂商的打印机。若应用场景允许非纯硅胶材料,可选择硅基或类硅胶材料——此类材料兼容现有树脂3D打印机(如Carbon、B9 Creations),虽会弱化部分硅胶特性,但仍能满足多数功能需求。
尽管工艺复杂,硅胶3D打印在特定场景下具有不可替代的优势,尤其适用于小批量、定制化或复杂结构零件。
从应用维度看,硅胶3D打印并非适用于大规模量产(如十万级硅胶汽车阀门),其价值集中于以下领域:
医疗植入物:探索将3D打印硅胶应用于半月板植入物等医疗设备制造。
假肢与衬垫:提供舒适、可定制的3D打印硅胶假肢解决方案。
软机器人:制造柔性抓手等部件,实现精密物体的抓取与操控。
医疗模型:模拟人体组织特性,用于手术规划与辅助工具开发。
可穿戴设备:生产定制化原型,如智能手表、健身追踪器的柔性部件。
功能性纺织品:开发柔性可拉伸织物,拓展时装与运动服装的应用边界。
柔性电子:探索作为可拉伸电子产品的基材。
生物医学研究:构建组织工程支架,支持细胞生长结构的研究。
声学组件:制造隔音屏障、吸音器及减震材料。
随着材料科学与制造工艺的进步,硅胶正逐步融入增材制造领域。尽管个人用户短期内难以在家庭环境中实现硅胶打印,但工业级应用(尤其是制造业与医疗领域)已取得显著突破。
2022年,澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)开发出一种新型硅树脂,可直接用于商用DLP打印机而无需硬件改装。目前,该机构正寻求工业合作伙伴以推动技术商业化。
在应用案例方面,研究人员已成功打印嵌入压阻传感器的硅胶鞋垫,用于步态力监测;另一项目则通过3D打印硅胶仿生手指集成触觉反馈系统,验证柔性电子器件的性能。
综上,硅胶3D打印通过工艺创新与材料适配,为医疗、机器人、可穿戴设备等领域提供了高精度、高定制化的解决方案,标志着增材制造在柔性材料应用上的重要进展。
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