1.1.2　3D打印無機非金屬材料分類

3D打印無機非金屬材料的分類方法主要有兩種：一種從材料的形態進行分類，另一種從材料的組成進行分類。

（1）按照形態分類

按照形態，3D打印無機非金屬材料可以分為：

①粉體材料　打印所用材料為以具有一定粒度的顆粒形式存在的無機粉體材料，包括陶瓷粉體材料、水泥粉體材料、石膏粉體材料、玻璃粉體材料、型砂等。這些粉體顆粒的粒徑從納米級到毫米級不等，一般都直接用于黏結劑噴射（3DP）工藝、激光選區燒結（SLS）工藝、激光選區熔化（SLM）工藝等具有粉床鋪粉過程的3D打印工藝。這些工藝都要求3D打印粉體材料具有較高的堆積密度和很好的流動性，這就相應對粉體顆粒的級配和形貌等提出比較嚴格的要求和標準。

②漿體材料或膏體材料　主要包括以各種無機粉體材料調配成的具有一定黏度和流變性的漿體或膏體材料，如陶瓷漿料或膏料、玻璃漿料、水泥混凝土漿體等。這些材料主要用于光固化成形（SL）工藝、噴墨打印成形（IJP）工藝和擠出成形（EFF）工藝等3D打印工藝。這些工藝都具有材料鋪展或者擠出的過程，因此漿體或者膏體需要具有低的黏度、好的流變性、分散性、穩定性以及較高的固相含量。這就對調配漿體材料所用的無機粉體顆粒組分的粒度大小、顆粒級配和形貌、有機組分特性、有機與無機組分之間的作用與結合特性等都有特定的要求。

③線材或片材　主要是由陶瓷粉末、玻璃粉末、纖維等無機材料與高分子材料等混合并成形的具有一定細度、厚度和長度的熱塑性線狀或片狀材料。這些型材主要用于熔融沉積成形（FDM）工藝或分層實體成形（LOM）工藝，在型材固相含量、力學性能、熱熔溫度以及成絲特性等方面都對材料有嚴格要求。

（2）按照材料分類

按照材料組成或特性，3D打印無機非金屬材料可以分為：

①膠凝材料　具有一定膠凝特性，在物理、化學作用下，能從漿體變成堅固的硬化體，并能膠結其他物料，形成有一定機械強度制品的無機非金屬材料。該類材料主要包括水泥基材料（包括硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、磷酸鹽水泥等）、石膏材料、鎂質膠凝材料等。膠凝材料的流動性、凝結機制、凝結速率、凝結時間和凝固制品的微觀結構及力學性能等都對3D打印工藝參數及打印制品性能等有重要影響。

②陶瓷材料　這里主要指能夠燒結成以晶相材料為主要組分的結構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無機非金屬材料，如氧化鋁陶瓷材料、氧化鋯陶瓷材料等。大部分耐火材料也屬于該類材料的范疇。對于3D打印陶瓷材料可以為粉體材料、漿體或膏體材料，也可以為線材或片材。除了SLM工藝外，3D打印技術僅成形陶瓷坯體，還需經過燒結等熱處理工藝。因此，除了打印工藝對所用陶瓷材料的流動性等成形性能有要求外，陶瓷坯體脫脂收縮性能、燒結性能等對所用陶瓷材料組成及顆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態無機非金屬固體材料，包括硅酸鹽玻璃材料、硼酸鹽玻璃材料、石英玻璃材料等。玻璃材料形態可以為粉體、塊體，也可以為絲材。打印過程一般需通過高溫熔化以擠出細絲成形。玻璃材料的軟化點、成絲特性等是3D打印工藝關注的重點，是對所用玻璃材料的基本要求。

④復合材料　這里主要指用于3D打印的基體材料或者增強材料為無機材料的多組分組成的混合材料，包括無機纖維增強的復合材料、無機顆粒增強的復合材料等。復合材料3D打印主要通過EFF工藝，大多需要預先制成線材。因此，除了復合材料內部各相結合特性之外，3D打印工藝對材料的成絲特性、擠出特性等也有明確要求。