当下，3D打印技术的应用正从工业化领域逐步向民用领域拓展。在耗材方面，人们愈发追求环保与健康，而生物材料恰好契合了这一需求趋势。如今，生物材料在3D打印领域的应用十分火热，并且不同的3D打印工艺，对生物材料的选取也存在差异。接下来，让我们一同探究如何为熔融沉积成型（FDM）、光固化立体成型（SLA）、选择性激光烧结（SLS）以及层片叠加成型（LOM）等常见的3D打印加工工艺挑选合适的生物材料。
生物材料的种类丰富多样，其分类方式也颇为繁多。从类别上看，生物材料涵盖金属材料（例如碱金属及其合金等）、无机材料（像生物活性陶瓷、羟基磷灰石等）以及有机材料这三大类。在有机材料中，高分子聚合物材料占据主导地位。高分子材料通常依据材料属性划分为合成高分子材料（包括聚氨酯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸乙醇酸共聚物以及其他医用合成塑料和橡胶等）和天然高分子材料（如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等）。
各类生物材料各具独特优势
聚乳酸（PLA）是熔融沉积成型（FDM）工艺中最为常用且用量最大的耗材。它具备出色的力学性能、良好的加工成型性、优异的透明性、稳定的尺寸特性、可降解性以及生物相容性。然而，纯聚乳酸存在韧性不足、脆性较高的缺点，制成的物品容易破碎，且不耐高温。目前，众多研究人员正致力于聚乳酸改性的研究，使得基于聚乳酸基材的3D打印耗材始终保持着活力。
聚乙烯醇（PVA）是一种能够生物降解的合成聚合物，其最显著的特点是具有水溶性。在3D打印过程中，它通常作为支撑材料使用。打印结束后，支撑部分可在水中完全溶解，这不仅有效解决了打印悬空结构的问题，还避免了后续处理时的繁琐操作，与聚乳酸耗材堪称绝佳搭配。
以低聚物乳酸多元醇、异氰酸酯等作为主要原料，通过平行双螺杆挤出机合成出不同硬段含量和不同分子量的生物可降解热塑性聚氨酯（TPU），近年来成为了备受关注的3D打印耗材。TPU材料具有高伸长率、高强度、低回弹性、高透明度以及良好的生物降解性等特点。而且，生物基聚乳酸多元醇的含量越高，其降解速度就越快；生物基聚乳酸多元醇的分子量（处于1000 – 4000范围）越大，其降解速度同样越快。这种材料作为聚乳酸的增韧剂时，增韧效果十分优异，同时也可单独作为3D打印耗材使用。
金属材料和无机材料一般应用于选择性激光烧结（SLS）工艺中。该工艺利用粉末状材料在激光的照射下进行烧结，在电脑的控制下，按照界面轮廓信息有选择性地逐层烧结堆积。目前，较为成熟的工艺材料是蜡粉和塑料粉，而采用金属粉或陶瓷粉进行烧结的工艺仍在研究探索阶段。
聚己内酯（PCL）的玻璃化温度Tg极低（约为 – 60℃），所以在室温下呈现出橡胶态。其熔点在59 – 64℃之间，具有低温热塑性。在3D打印过程中，由于其熔点较低，无需过高的打印温度，从而达到了节能的效果。
同时，因为聚己内酯的熔点低，操作人员在操作过程中能够有效避免烫伤，因此它越来越多地被应用于3D打印笔。此外，聚己内酯具有形状记忆特性，这使得打印出的物品具备“记忆”功能，在特定条件下能够恢复到预先设定的形状。在医学领域，它可用于打印心脏支架等物品。
除此之外，生物基光敏树脂也常用于光固化快速成型工艺中。它主要是一类由低聚物、单体、光引发剂和助剂混合配制而成的树脂。它能够在较短时间内迅速发生物理和化学变化，进而实现交联固化。其优点在于成型精度极高、品质优良，成型物体表面光滑，且成型速度较快。