3D材料选择

选材标准:

从生产源头角度看大多数人选耗材时最大的误区是过于追求参数指标,或者选用了超出实际需求的材料。没有完美的耗材,关键是理解每种材料的特性,找到最匹配应用场景的那一款。

PLA:高韧PLA添加了改性剂,能显著提升抗冲击性能,是PLA用户的升级选择。

PETG:销量最高的材料,工业级10公斤卷装市场表现突出。PETG防紫外线,各项性能指标均衡,为"万金油"材料。某些用户报告PETG打印件在应用中比铝制零件表现更好,它更柔韧、不易永久变形,损坏后更换也方便。缺点是后期处理困难,砂纸打磨时它会像口香糖一样粘附在表面而不是被切除,而且材质偏软,制作需要高刚性的零件时需要打印得更厚,导致失去轻量优势。

PCTG:PETG的升级版,流速更好、打印温度更易控制,层间粘合更牢固,成品强度更高。PCTG的耐热性仅次于碳纤维尼龙,冲击强度比PETG大幅提升。价格略高

ABS:被淘汰的材料。原为注塑成型设计,会收缩并从一切表面脱离,这是它容易翘曲和分层的根本原因。气味刺鼻,释放的VOC会引发过敏和哮喘。PETG的各项性能与ABS相当甚至更好,ASA和PCTG则全面超越ABS,建议ABS用户改用ASA或PCTG,两者打印难度更低、性能更优秀。

ASA:ABS的优秀替代品,耐紫外线性能突出,适合户外应用。ASA的抗冲击性能甚至超过PCTG,仅次于高韧PLA。打印成品呈自然的哑光质感,能掩盖层纹,后期可以打磨、车削和蒸汽平滑处理,失效时表现为开裂而非粉碎。ASA密度较低,耗材轻。缺点是天然树脂颜色太白,很难做出纯黑色或正红色,通常只有炭灰色或草莓红。ASA也需要通风防护,但VOC释放没有ABS那么强烈,对过敏人群更友好。

1、3D 打印耗材主流分类

玩 3D 打印,选对耗材比调参更重要。很多新手入手打印机后,面对五花八门的耗材无从下手,既分不清不同耗材的性能差异,也不知道自家打印机适配哪种材料。今天全面梳理3D 打印主流耗材分类、核心特性,同时匹配常见打印工艺,教你按需选耗材、轻松提升打印成品质量。

3D 打印耗材主要分为:线材、树脂、粉末、颗粒、金属丝、膏体、凝胶。覆盖桌面级入门到工业级精密打印全场景,适配不同设备与制作需求。

2、主流打印工艺与专属耗材适配

不同 3D 打印工艺对耗材有严格匹配要求,选错耗材不仅打印失败,还可能损伤设备,三大主流工艺耗材搭配如下:

  1. FDM 熔融沉积成型 作为最普及的桌面级打印工艺,专属耗材为各类塑料线材。依靠高温熔化线材逐层堆叠成型,耗材性价比高、更换简单,适合新手入门、日常摆件、结构模型制作。常用线材包含 PLA、ABS、PETG、尼龙等,适配绝大多数家用 3D 打印机。

  2. LCD 光固化成型 高精度桌面打印首选工艺,核心耗材是液态光敏树脂。借助紫外光照射让树脂固化成型,打印精度高、表面光滑细腻,细节表现力拉满,主打手办模型、珠宝首饰、精密小零件、牙科定制件等场景。树脂还细分通用款、耐高温款、柔性款、医用生物相容款等。

  3. SLS 选择性激光烧结 工业级高端打印工艺,主要使用尼龙等粉末耗材。利用激光烧结粉末逐层成型,无需额外支撑结构,可打印复杂镂空、一体化结构件,成品强度高、韧性好,广泛应用于工业零件、机械配件、航空航天零部件制作。

熔融沉积建模(FDM)使用线轴的线材,液晶显示(LCD)使用树脂,选择性激光烧结(SLS)使用粉末等等。

从所需的材料开始并向后工作以匹配您的3D打印机

每种材料通常有不止一种技术可供选择。例如,碳纤维尼龙可作为线材、颗粒和粉末,因此它适用于FDM和SLS,而铝则适用于各种3D打印技术的线材、粉末和金属丝,每种技术都具有独特的属性和成本。

最流行的3D打印方式是使用熔融沉积建模(FDM)打印机

FDM打印机将塑料加热到接近熔化,然后分层挤压。最常见的线材是由热塑性塑料PLA、ABS和PETG制成的,但还有更多的扩展你可以用FDM打印机创建的材料。

3.避坑指南

  1. ABS打印翘曲
  • 解决方案:使用加热床(100-110℃)、封闭打印舱、涂布ABS胶水。
  • 树脂毒性风险
  • 防护措施:佩戴护目镜、手套,在通风橱内操作,避免皮肤接触未固化树脂。
  • 尼龙吸湿问题
  • 预防方法:打印前60℃干燥4小时,使用密封袋+干燥剂保存。
  • TPU堵头
  • 技巧:降低打印速度(20mm/s)、使用硬质钢喷嘴、避免频繁退料。

4.新兴材料与趋势

  1. 复合材料
  • 碳纤维增强PLA/尼龙:刚性提升50%,重量减轻30%,用于赛车零件、无人机机架;
  • 金属填充PLA:表面仿金属质感,用于装饰品。
  • 生物材料
  • 双网络水凝胶:用于软骨修复、药物缓释系统;
  • 人造骨粉:骨科植入物原型。
  • 可持续材料
  • 回收PLA:通过化学分解再生,降低碳排放;
  • 藻类基树脂:利用海洋藻类提取,可生物降解。

三、各类热门耗材核心特性与适用场景

1. FDM 线材类耗材

  • PLA 聚乳酸:入门首选,由玉米、甘蔗等可再生原料制成,环保无异味,打印温度低、不易翘曲开裂,对设备要求极低。缺点是耐热性差,60℃以上易软化,韧性一般,适合教学模型、家居摆件、装饰工艺品,不适合受力功能件。
  • ABS 工程塑料:经典工业耗材,强度、韧性、耐热性远超 PLA,可打磨、抛光做精细后处理。不足是打印易翘边,需封闭机箱 + 加热热床,高温打印有轻微气味需通风,适合齿轮、外壳、功能性结构零件。
  • PETG:综合型全能线材,兼顾 PLA 易打印和 ABS 高强度,耐温耐候、不易吸水,户外摆件、日常实用配件都能打印,几乎无明显短板,是新手进阶首选。
  • 尼龙 / 碳纤维线材:高强度耐磨、抗拉伸,机械性能优异,适合工业夹具、传动零件,但易吸湿,储存和打印需做好干燥处理。

2. LCD 光固化树脂耗材

  • 通用刚性树脂:性价比高,成型精度好、表面光洁,适合新手练手、普通手办、动漫模型,唯一缺点偏脆,不耐磕碰。
  • 耐高温树脂:热变形温度可达 150℃以上,耐热不变形,可制作简易模具、耐高温工业原型件。
  • 柔性树脂:成品具备橡胶般韧性与弹性,可打印手环、密封圈、防滑配件等柔性制品。
  • 生物相容树脂:通过医用级认证,安全无毒,适用于牙科牙模、义齿、人体定制护具等医疗场景。

3. SLS 粉末及特种耗材

  • 尼龙粉末:SLS 工艺主流耗材,强度高、抗冲击、耐腐蚀,成品接近注塑件质感,无需支撑,适合复杂工业结构件、批量定制零件。
  • 金属粉末:不锈钢、钛合金、铝合金等,主打工业高端制造,成品硬度高、耐高温、耐腐蚀,用于航空航天、医疗器械、精密机械零部件。
  • 陶瓷粉末:耐高温、绝缘性好、耐腐蚀,适合特种工业配件、耐高温精密构件,多用于专业工业打印领域。

4、材料选择决策树

  1. 应用场景优先
  • 教育/装饰:PLA(成本低、易操作);
  • 功能性零件:ABS/尼龙(强度需求);
  • 高精度模型:树脂(表面质量);
  • 柔性部件:TPU(弹性需求)。
  • 环境限制
  • 家庭/办公室:PLA(无异味)、PETG(低VOCs);
  • 工业车间:ABS(耐高温)、尼龙(耐磨)。
  • 成本考量
  • 入门级:PLA($20-30/kg);
  • 工业级 :尼龙(80−120/kg)、金属粉末(500-1000/kg)。
  • 后处理需求
  • 快速成型:PLA(无需处理);
  • 表面抛光:ABS(醋酸蒸气处理)、树脂(打磨喷漆)。

四、耗材选型核心技巧

  1. 看设备:家用 FDM 打印机优先选 PLA、PETG;光固化 LCD 打印机认准各类光敏树脂;工业级设备再考虑尼龙粉末、金属粉末。
  2. 看用途:纯装饰摆件选 PLA、通用树脂;受力功能件选 ABS、尼龙、韧性树脂;户外用品选 PETG、ASA;医疗精密件选生物相容树脂、医用金属粉末。
  3. 看新手适配:入门优先 PLA 线材、通用光固化树脂,打印门槛低、成功率高,无需复杂调参。

从工具或假肢等功能模型到游戏或小雕像等有趣的物体,总有一种材料最适合手头的任务。

下面是一些材料的详细介绍:

1 全能型:PLA**(聚乳酸)**

它价格实惠,易于打印,并且与FDM打印机普遍兼容。PLA是聚乳酸的缩写,是一种从可再生资源,特别是玉米淀粉或甘蔗中提取的热塑性聚合物。它可以在工业设施中回收,但不能生物降解。

优点:

  • 易于使用,低温打印
  • 环保,生物降解
  • 成本较低,适合快速原型制作

缺点:

  • 强度较低,耐用性差
  • 耐高温性能差

然而,PLA不如ABS或PETG耐用,而且容易受热。避免在制作可能弯曲、扭曲或反复掉落的物品时使用,例如手机壳、高磨损玩具或工具手柄。但对于低负荷的应用,如原型制作和小批量生产,PLA足够应对。

PLA有多种颜色和复合材料或添加剂可供选择,例如:

Silk-like PLA

Recycled PLA

Recycled PLA

Lightweight & Foam PLA

Color Changing PLA

Wood PLA

Biodegradable PLA

Carbon Fiber PLA

Glow-in-the-Dark PLA

Conductive PLA

Translucent PLA

Metal PLA

2 ABS: Rock-Hard(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯): 坚固性

ABS 是一种常见的工程塑料,广泛用于汽车、家电以及消费电子产品的制造。它的耐高温性和强度优于PLA,适合用于需要承受较大应力的部件。此外,ABS具有良好的后加工性能,容易打磨和喷漆,适合精细化的工业设计。

优点:

  • 较高的强度和韧性
  • 耐高温,适合长期使用
  • 后处理效果好,易打磨和喷漆

缺点:

  • 打印过程中易出现翘边现象,需要加热床
  • 产生较多气味,需要通风

3 PETG(聚对苯二甲酸乙二醇酯): Food-Safe 食品安全

PETG是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的,你知道塑料水瓶的材料,但一些乙二醇被CHDM(环己二甲醇)取代,因此PET后面的字母"G"表示"乙二醇改性"。其结果是线材比其基本形式的PET更清晰,更不脆,更容易使用。

优点:

  • 高强度,良好的耐冲击性
  • 无毒环保,适合食品接触
  • 打印过程稳定,较少翘边

缺点:

  • 易吸湿,需存储在干燥环境中
  • 成本较高

在线材中有更多的PET变化,而不仅仅是我们熟悉的添加乙二醇的版本。你会发现回收的PETG和一些碳纤维注入的PETG来增加它的强度。

4 TPU(热塑性聚氨酯), TPE, TPC: Flexible 灵活性

  • TPEs(热塑性弹性体)是一类由塑料和橡胶混合而成的材料,包括TPU(热塑性聚氨酯)、TPC(热塑性共聚酯)等。
  • 这些塑料很柔软,很有弹性。它们在增材制造中变得越来越普遍,以生产可以弯曲或拉伸而不会产生任何变形的零件。tpu通常也更耐用,可以提供更高的耐磨性,油、化学品和高低温比TPE线材。TPC具有耐高温和优异的抗紫外线性能。它在生物医学应用以及可穿戴和医疗设备中尤其珍贵。tpe也有粉末和树脂两种。

优点:

高弹性,适合制作软性零件

良好的耐磨性和抗老化性

适应性强,能应对复杂的应用场景

缺点:

打印难度较大,需要较高的打印精度

成本较高,打印速度慢

  • 然而,它不是那么容易打印,并且需要很好地控制打印过程。干燥的线材,以及适当的床加热,喷嘴温度和打印速度,将保证这种多功能材料的成功。

5 Nylon: Tough & Durable坚韧耐用

  • 聚酰胺(PA),俗称尼龙,是一种坚韧耐用的材料,用于广泛的应用。这种材料以其韧性和耐高温、耐冲击而著称。它具有良好的拉伸和机械强度。

优点:

非常强韧,耐磨损

优异的化学抗性

良好的热稳定性

缺点:

需要较高的打印温度

吸湿性强,需存储在干燥环境

  • PA通常用碳,玻璃和凯夫拉纤维增强,或嵌入连续的碳纤维,以增加增强。PA广泛用于高端工程应用,如齿轮、夹具和工具,也可作为粉末。
  • 虽然你不应该期望它像PLA或PETG一样容易打印,但可打印性不应该是一个交易障碍,但你可能需要一个高温喷嘴,因为一些混合物需要高达300°C的温度来处理。适当的储存尼龙也是至关重要的,因为它可以吸收水分时,留在露天。这种水分会使材料退化,并产生较差的打印质量和强度。

6 ASA: Sunlight Resistant耐阳光

这种材料叫做丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯,以高冲击强度和耐化学性而闻名。它还具有紫外线稳定性,即使暴露在阳光下也能保持其材料性能和外观,使其成为户外使用的理想材料。

它是ABS更容易打印的一种,但也需要高挤出机和床的温度,以及一个外壳,以抵消翘曲、开裂和收缩。它当然不适合每一台打印机,但它可以由功能更强大的台式机器处理,比如工业fdm。

7 PVB: Smooth & Clear 透明平滑

PVB是聚乙烯醇丁醛的缩写,是一种特殊的线材,最著名的是它能被异丙醇平滑。这使得它成为比ABS更安全的替代品,ABS需要丙酮来平滑层。例如,Polymaker提供了各种PVB线材颜色,可以在Polysher(一种酒精容器)中处理,以获得均匀的结果。

另外,PVB是一种透明的材料,所以半透明和清晰的打印也是可以实现的。PVB具有与PLA相似的材料性能,唯一的例外是它具有较差的层粘合性,因此机械性能较差,这绝对是一个缺点。它也有相对较高的吸湿性,所以一定要保持你的线材干燥。如果你想打印光滑的模型,把它们放在架子上给参观者留下深刻印象,那么PVB可能值得一看。

8 HIPS: High-Impact 高适配耐用食品安全

高冲击聚苯乙烯(HIPS)是一种聚苯乙烯塑料和聚丁二烯橡胶的共混材料。这些聚合物的混合物产生了一种既坚韧又柔韧的材料。HIPS与ABS非常相似,但顾名思义,它可以承受更高的冲击力。它很容易涂漆,可加工,并且可以使用大量的粘合剂。此外,它是食品安全的,被fda宣布符合食品加工应用。

在3D打印领域,HIPS主要用作支撑材料,因为它可以溶解在柠檬烯溶液中,从而消除了通过磨料,切割工具或任何其他类似的东西去除的需要,从而使您的打印不那么完美。这种特性也可以用于光滑HIPS并获得有光泽的表面,这是PLA很难实现的。柠檬烯是一种用柠檬皮制成的溶液,它很容易得到。然而,这种解决方案可能会损坏ABS以外的3D打印材料。

9 PVA: Water SolublePVA:水溶性

聚乙烯醇(PVA)可溶于水,这正是商业应用所利用的。对于3D打印,PVA和HIPS一样,被设计成可溶的支撑材料,主要是在双挤出3D打印机中与另一个3D打印机线材配对时使用。

与HIPS相比,使用PVA的优点是它可以支持比abs更多的材料,但代价是3D打印机的线材稍微难以处理。在储存时也必须小心,因为大气中的水分会在打印前损坏线材。干箱和硅胶袋是必须的,如果你打算保持一个线轴的PVA可用在长期运行。

10 Conductive & EDS Safe导电且EDS安全

导电性3D打印机线材的作用正如它的名字所暗示的:导电。在PLA或ABS等基础材料中添加导电碳颗粒(主要是石墨烯),可以很容易地通过打印低压电子电路来实现业余爱好者的项目。只需在双挤出机中将导电3D打印机线材与普通PLA或ABS结合即可。这种方便的材料可用于在需要人机界面设备(如游戏板和MIDI机器)的应用中创建触摸传感器。其他创客项目包括可穿戴电子设备的导电迹线,以及在计算机、Arduino板和其他组件之间创建接口,以构建复杂的DIY项目。但是,它不能代替普通的PCB。

如果你想保护你的电子产品不受放电的影响,那么你需要一种eds安全材料。3D打印与静电放电安全线材、树脂或粉末为您的外壳、夹具和工具可以保护他们。使用这些材料,您可以打印电路板外壳,电子测试中使用的工具和固定装置,以及更多可以保护电子设备免受电荷影响的零件和产品。

11 Wood Composite木质复合材料

木材3D线材是另一种复合材料,通常是PLA注入木材纤维。今天有许多木质pla 3D打印机线材可用。这些包括更标准的木材品种,如松树、桦木、雪松、乌木和柳树,但范围也延伸到不太常见的类型,如竹子、樱桃、椰子、软木和橄榄。

与其他类型的3D打印机的线材,有一个权衡与使用木材。在这种情况下,审美和触觉的吸引力是以降低灵活性和强度为代价的。填充木材的线材也会加速3D打印机喷嘴的退化,所以在使用这种材料之前要记住这一点。

要注意打印木材的温度,因为太多的热量会导致几乎烧焦或焦糖的外观。另一方面,你的木制作品的基本外观可以大大提高与一点印后处理!你可以切割、打磨或者粉刷。

12 Metallic Appearance金属外观

对于金属外观,线材,通常是PLA,注入足够的金属,当最终零件被抛光时看起来像金属。甚至重量都像金属一样,因为这些混合物的密度往往是纯塑料线材的几倍,这使得这种材料非常适合3D打印奖杯。请记住,它不会具有金属的实际功能。

如果你只是在寻找金属的光泽,金色、青铜色和银色的丝绸般的PLA线材也是一个不错的选择。线材与真正的金属,通常被称为复合材料,生产的打印可以很容易地通过金属(视觉上),并特别受欢迎的小雕像,模型,棋子,玩具和代币。这是伟大的后处理,包括砂、抛光、风化或失去光泽。当使用金属复合材料打印时,预计喷嘴磨损会增加。因此,建议将黄铜喷嘴换成不锈钢或其他硬化合金,因为黄铜喷嘴从金属颗粒磨损中磨损得更快。

13 Real Metal真正的金属

几年前推出,并没有暴涨的流行,金属线材是用来创造真正的、坚实的金属部件。消费者和专业人士正在转向这种材料来生产从小雕像到小型替换零件和工具的所有东西。与加工或成型金属相比,其好处是节省了巨大的成本和时间。几家FDM 3D打印机制造商,包括UltiMaker、BCN3D、Anycubic和MakerBot,已经推出了打印机配置文件,使您能够在他们的机器上使用金属丝进行打印。

金属零件的金属细丝只能从包括巴斯夫和虚拟铸造厂在内的少数生产商那里获得,并且必须含有高比例的金属粉末(约80%)。请注意,这些部件不是金属right off打印床,他们和经过两个后处理阶段,以去除塑料组件,然后凝聚金属部分。

金属线材的一个主要优点是它很容易在普通的3D打印机上打印。请注意,通过"常规",我们指的是任何具有加热床和硬化钢喷嘴的FDM打印机,可以达到至少180ºC至220ºC的所需温度。理论上,这意味着您不需要昂贵的机器,你可以在200美元以下的机器上打印,比如Ender 3或Anet A8。

14 PC: Heat ResistantPC:耐热

聚碳酸酯(PC)是一种坚固的材料,具有三个主要特点:光学清晰度,耐热性和令人难以置信的韧性。当3D打印时,它被用于各行业的汽车前照灯原型,灯罩和电气元件的半透明外壳。

高度透明,像玻璃一样

高韧性低至-20°C

高机械保持性高达140°C

本质阻燃

良好的电绝缘性能,不受水和温度的影响

具有良好的耐磨性,经得起反复的蒸汽灭菌

价格:$60起/公斤

15 PEI: High Strength-to-Weight RatioPEI:高强度重量比

聚醚酰亚胺(PEI)于1982年由通用电气公司(现在称为SABIC)在商品名称Ultem下首次开发,因为它仍然广为人知。这种高性能塑料具有优异的热、机械和电气性能。PEI为制造商提供了高强度、重量比,使其成为一种具有成本效益的金属替代品,其强度足以在某些应用中取代钢,重量轻到足以在其他应用中取代铝,特别是在航空航天领域。

其他PEI应用包括齿轮组件,阀门外壳,传感器和恒温器外壳,要求苛刻的电气应用,电路板和静压设备。乌尔腾有很多等级,最常见的是乌尔腾1000。Ultem 1010是树脂材料,而Ultem 2300是30%的玻璃增强材料。

在极高的温度下保持良好的机械性能

特殊的比强度,刚性,柔韧性和尺寸强度

良好的电气性能

良好的抗紫外线性和耐候性

耐醇、酸和碳氢溶剂,但可溶于部分卤化溶剂

PEI也表现出良好的水解稳定性

在热空气和水环境中表现特别好

大多数PEI等级符合食品接触标准

价格:$350起/公斤

16 PEEK: Lightweight Metal Replacement轻量金属替代

PEEK属于聚芳醚酮(PAEK)聚合物家族,在军事、制药、石油化工和食品包装方面的应用越来越受欢迎。然而,它的高成本和复杂的处理限制了它在特定打印机上的工业应用。PEEK的重量不到铝的一半,是钢的六分之一,这使它成为石油和天然气工业以及航空航天领域零件的优秀金属替代品。

PEEK的性能可以通过与复合材料(如玻璃纤维、石墨或碳增强材料)结合进一步增强,这有助于防止收缩。PEEK也用于医疗植入物(因为它具有完全的生物相容性和x射线透明),但工业PEEK和植入式PEEK之间存在巨大差异,赢创提供迄今为止市场上唯一完全经医学批准的PEEK线材(价格约为5,000美元/公斤)。

高度耐极端温度高达260°C

耐腐蚀性液体、气体和高压

耐高压水或蒸汽

高自润滑能力,低摩擦

优异的抗蠕变性能

尺寸稳定性好

可燃性低,燃烧时排烟少

优异的绝缘性能

优异的耐高温灭菌性

完整的生物相容性

价格:$850起/公斤

17 PEKK: Stiff & StrongPEKK:坚硬且强韧

PEKK是聚芳醚酮(PEAK)家族中的另一种聚合物,是世界上性能最高的聚合物之一。PEKK具有非常好的机械、热和耐化学性,但比PEEK更容易打印。事实上,PEKK可以在比PEEK基线材更低的3D打印温度下进行加工,不需要过热的腔室(如PEEK),并且具有出色的层粘合,从而使零件具有卓越的尺寸精度和z轴强度。这是另一种多功能高性能3D打印聚合物,可以取代从航空航天和汽车到医疗技术和船舶等各个行业的金属和复合材料部件。这种材料耐碳氢化合物和液体。

用PEKK打印的部件可以在打印后进行热处理(退火),以最大限度地提高机械,热和耐化学性。打印的部分将是透明的金色,然后变成一个不透明的棕褐色,一旦退火。

耐255+℃高温

非常高的刚度,抗拉和抗压强度,抗冲击性

易于打印

阻燃,低排气

非常有限的翘曲

耐几乎所有的有机和无机化学品

价格:$750起/公斤

18 PVDF: Resists Extreme Conditions抗极端条件

PVDF(聚偏氟乙烯)是另一种因其独特的性能而在增材制造中获得应用的聚合物。PVDF广泛用于高科技应用,如化工工艺设备、半导体、锂离子电池以及其他电气、电子和能源相关应用。在3D打印中,PVDF表现出非常低的翘曲,并经得起最极端的条件,甚至核辐射。PVDF制成的面板用于空间探测器和卫星。

高达150°C的高热性能

极低翘曲

优异的耐大多数化学物质,包括全卤代烃,醇,酸和碱

防潮,不吸收水分

长期水解稳定性

抗核辐射

非常好的耐磨性

价格:$250起/公斤

19 PPSU: Transparent at Super High Heat超高温下透明

砜聚合物(PPSU、PESU、PSU)是另一种高性能塑料,具有优异的热稳定性,高强度和韧性,优异的水解稳定性,透明度和良好的抗环境应力开裂性。将这些与PEAK家族区分开来的是它们的高热偏转温度(类似于PEI),并且它们是唯一在超高温(204ºC)下保持透明的热塑性塑料,即使在长期暴露后也是如此。

即使在压力下,ppsu在热水和蒸汽中也能提供持久的性能,因此它们通常用于替代高压热水应用中的黄铜。它们可以用作外科灭菌箱和托盘,植入试验,手术器械手柄以及许多其他医疗和牙科设备中金属的轻质替代品。PPSU还广泛应用于食品服务应用和飞机客舱内部。

在高达150℃的温度下,具有出色的长期抗蠕变性能。

易于处理

在高温连续负荷下具有优异的耐磨性

耐酸、碱、油、油脂、脂肪烃和醇

光学清晰度好

具有良好的抗水解性和抗灭菌性

生物相容性

优异的绝缘性能

即使在高温下也具有出色的刚性

抗紫外线能力低

价格:$500起/公斤

20 Biocompatible Filaments生物相容性耗材

许多聚合物,如PLA、PEEK和尼龙本质上是生物相容性的,但这并不意味着所有PLA、PEEK和尼龙3D打印线材都是生物相容性的。通常在聚合物线材中添加添加剂或着色剂,使其在3D打印过程中表现更好。因此,要制造生物相容性产品,你需要从经过认证的生物相容性线材开始,这只来自少数制造商,包括索尔维、赢创、帝斯曼和Stratasys。

选择聚合物时要考虑的另一个因素是它如何经得起消毒和各种化学消毒剂的考验。一些用于聚合物的清洁化学品会开始分解这种材料。大多数生物相容性线材制造商都会在技术规范中详细说明3D打印的部件是否可以承受特定的化学暴露和灭菌方法。

21 树脂 RESIN

树脂是光聚合物的通称,它是一种液体塑料,暴露在紫外线下会变硬。有各种使用树脂的3D打印技术,包括您在消费者和专业树脂打印机中找到的三种类型。在不同类型的树脂打印机中,您会发现立体光刻(SLA),数字光处理(DLP)和液晶显示(LCD) 以及更工业的材料喷射技术,包括PolyJet。

对于具有高度细节和专业用途的模型来说,树脂是一个很好的选择,工程级树脂在固化后足够坚固,可以进行机械加工,从汽车零部件到假牙都可以使用。高温树脂是一种具有成本效益的方法来生产小规模生产的注塑模具。

与塑料线材不同,树脂没有特定的化学成分名称,大多数树脂都是专有的混合物,具有通用名称,如标准或坚韧。树脂广泛应用于牙科行业,通常用一个名称来标识其预期用途,例如"手术导向树脂"。

21 Standard Resins标准树脂

如果您使用的是SLA、DLP或MSLA打印机,则需要一些树脂。树脂可以具有各种不同的特性,但如果你想要一些简单的东西,标准树脂是最好的选择。

它非常适合创建概念模型、功能模型、原型、微缩模型和视觉艺术等应用。标准树脂有多种颜色,像所有其他树脂一样,可能会很臭,所以一定要在通风良好的地方使用。

22 Rapid Resins速干树脂

除快速周转外,快速固化的树脂还有多种好处。缩短的时间框架防止收缩和变形的部分。使用这种树脂,如果需要精度,如制作工具或组件,如果等待不是你的强项。快速树脂有时也被称为"木筏树脂",这取决于制造商。

23 Tough Resins坚韧树脂

以许多不同的名称销售,类似abs的"坚韧树脂"具有高水平的抗冲击性。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)是一种塑料,通常用于玩具制造、个人防护设备,如安全帽和头盔,以及其他物体会受到压力的用途。类ABS树脂并非真正由ABS制成,而是试图模仿其优异的物理和机械性能。坚韧的树脂是理想的概念模型、功能部件和原型。

24 Water-Washable Resins水洗树脂

可水洗树脂消除了标准树脂的许多脏乱和臭味,因为它们是可水洗的。这意味着你不用酒精来清洁而是用水。如果你是树脂的新手,正在寻找更容易使用的东西,讨厌树脂打印的气味,或者只是想节省一些钱,这是一个更安全,更清洁的选择。

25 Flexible Resins柔性树脂

有时候,你需要灵活一点。FDM打印机使用热塑性聚氨酯(TPU),一种在防摔手机壳上发现的类似橡胶的材料。但如果你在市场上购买类似tpu的树脂,它通常以"Flex"的名义销售,同样可以用于需要高弹性和吸振的物品,比如车轮。

26 Castable & Wax Resins可铸型与蜡树脂

3D打印的一个主要优势是它在原型制作中的易用性和速度,可浇注树脂与蜡方法相结合就是一个很好的例子。蜡模型被包裹在一种类似石膏的介质中,这种介质会变硬,然后加热,这样蜡模型就会融化,留下一个充满液态贵金属的模具。通过这种方式,珠宝商可以打印一个模型,用它来形成一个水泥模具,然后在炉子里烧掉树脂,让液态金属倒进它的位置。一个单一的3D打印戒指或胸针在这种浇注树脂可以形成几十个金、银或其他金属的模具。浇注树脂3D可以创建一个非常详细的蜡模型。

27 Transparent/Clear Resins透明/清晰树脂

虽然越来越多透明的树脂进入市场,但事实是,通常需要进一步的加工步骤,如透明涂层、干湿砂和抛光,才能达到真正的玻璃效果。因此,这取决于模型的几何形状和使用的方法,但可以获得一些真正显著的结果。透明树脂在原型制作和模型制作中很受欢迎,但在包括牙科和医学模型在内的医疗应用中真正发挥了作用。

28 Glow-in-the-Dark Resin夜光树脂

无论你是为夜间跑步制作安全反射镜,还是为桌面角色扮演游戏制作怪异的小雕像,在黑暗中发光的效果都很酷。FDM打印机通常很难处理使线材发光的添加剂-破坏管和热端-但树脂打印机对这种材料没有问题。

29 Biocompatable & Dental Resins生物相容性与牙科树脂

医疗和牙科专业人员需要特殊的树脂,这些树脂可以用于与患者接触,无论是用于快速牙齿试用,用于永久植入物还是用于助听器或矫形牙套等产品。这就是为什么生物相容性树脂市场是巨大的,而且大部分都是不生产任何其他类型树脂的材料制造商。

如果你有一台专门为牙医销售的树脂3D打印机,比如Sprintray Pro S或Rapid Shape D20+,它会附带一系列兼容的牙科专用树脂,但你通常可以使用第三方树脂。然而,你不需要特定的树脂打印机或使用生物相容性材料。请记住,美国、欧盟、亚洲和印度对生物相容性的规定各不相同。

30 Plant-Based Resin植物基树脂

使用大豆和类似的植物作为树脂的凝固剂,而不是传统的来源,基于植物的树脂在树脂3D打印的毒性和混乱方面迈出了一小步。

一定要查看你购买的任何植物基树脂的材料安全数据表------不要总是认为你可以清洗它或把它扔进垃圾桶。

31 Metal Resin金属树脂

你可以用金属注入树脂进行3D打印,经过一些后处理步骤,最终得到100%的金属零件,但这只是一个工业过程,消费者无法使用。这种技术被称为金属光刻或基于光刻的金属制造(LMM),它使用含有金属粉末(称为浆料)的光敏树脂作为原料。这种光敏浆料与光选择性地逐层聚合。

金属光刻具有优异的表面质量,主要用于微型3D打印,因此具有极高的细节。打印完成后,"绿色"部件的聚合物成分被去除,剩下全金属的"棕色"部件在熔炉中烧结完成。原料包括不锈钢、钛、钨、黄铜、铜、银和金。

金属 METALS

3D打印金属零件和产品广泛应用于专业和工业环境,但也越来越受到消费者的欢迎。

我们已经在上面的部分中介绍了可用的金属丝,所以在这里我们将看看3D打印机更常用的金属原料:金属粉末。金属3D打印中使用的其他形式的金属包括金属丝,这通常是用于焊接的相同金属丝,使其成为一种经济的选择。然而,通常情况下,用于3D打印的金属是为3D打印而制造的,尽管一些用于注塑成型的金属也可以在3D打印机中使用。

下面我们将介绍3D打印中使用的主要金属,但不是所有金属,因为几乎任何金属都可以用于3D打印。

例如,瑞典珠宝制造商Arlid Links与一家材料制造商合作,提出了一种打印工艺,可以用从非法武器中回收的金属粉末制作珠宝。

32 Steel & Stainless Steel钢与不锈钢

钢具有很强的耐腐蚀性和耐热性,而且它是一种轻质且价格合理的金属,是3D打印的理想选择。如今,制造商使用钢材进行3D打印,因为它比CNC加工、铸造或锻造更快、更便宜。对于需要一个注塑模具或几个替换零件的公司来说,3D打印是首选。您可以在几乎所有类型的3D打印中使用钢和不锈钢,从桌面fdm的经济型线材到粘合剂喷射和激光粉末床融合的粉末,甚至树脂。

3D打印常用钢材:

不锈钢(316L、304L、17- 4ph、15-5PH、420、254、PH1、GP1、630、410)

工具钢(D2, M2, H13, H11, MS1, 1.2709)

低合金钢(4140)

表面硬化钢(20MnCr5)

33 Titanium

钛强度和钢一样,但重量只有钢的一半,是一种复杂的金属,但它实际上是为3D打印而生的。钛已成为增材制造中最常用的金属,广泛应用于航空航天、关节置换和手术工具、赛车和自行车车架、电子产品和其他高性能产品。钛和钛合金具有高机械强度、高强度重量比和比不锈钢更好的耐腐蚀性。它使火箭和飞机更轻,从而节省燃料并增加有效载荷能力。

在航空航天工业中,美国联邦航空局批准的几种钛基增材制造部件目前正用于商业和军事用途,还有许多其他原型正在获得认证。3D打印钛因其较低的购买比率而备受推崇。

在医疗行业,由于金属固有的生物相容性和良好的机械性能,再加上3D打印定制多孔结构的能力,3D打印的钛植入物已经成功地应用于脊柱、髋关节、膝关节和四肢,从而实现骨整合和大规模定制,从而获得更好的患者结果。

34 Aluminum铝部件

对于航空航天、汽车和工业来说,3D打印的设计自由度和成本效率进一步增强了铝部件的轻质和耐化学腐蚀性。铝和铝合金在3D打印中的应用正在激增,因为这种金属经济且易于3D打印。

与大多数金属一样,铝可作为各种3D打印技术的线材,粉末或电线。铝合金具有良好的耐化学性,非常轻,并且具有任何金属中最好的强度重量比之一。结合硅和镁,它是许多航空航天和汽车行业的选择,因为它能够承受恶劣的条件。

对于FDM,目前只有两家公司提供铝金属线材(The Virtual Foundry和Zetamix),这需要后处理步骤才能实现90%以上的金属零件。这些最常用于原型金属部件,而不是功能性部件。

35 Copper

使用纯铜和铜合金进行3D打印,可以使用一系列金属3D打印机和服务。您可以在FDM 3D打印机上使用铜丝创建快速铜原型,在激光粉末床熔融3D打印机上使用铜合金创建大型铜火箭推进器。还有铜线和铜树脂,用于微型3D打印。

事实上,铜作为电动机、充电基础设施、太阳能和电池的关键组成部分,在全球可持续发展目标中发挥着巨大作用。

智利一家名为Copper3D的公司生产一种填充铜的线材,这种线材不生产金属部件,而是生产具有铜的抗菌和抗菌特性的部件。

36Precious Metals贵金属

金、银和铂是粉末形式的可3D打印金属,并与激光粉末床熔融3D打印机一起使用,尽管不是广泛使用。尽管金属3D打印的材料浪费很少,但用黄金填充粉末床是昂贵的,而且还没有在更广泛的珠宝市场流行起来。

银3D打印更常见,它使珠宝制造商能够提供定制的物品,而不需要先制作模具。当你听到珠宝3D打印时,它通常指的是3D打印用于制作物品模具的蜡模型,而不是3D打印物品本身。

37 Bronze青铜

需要一个定制的青铜雕像,或喜欢铸造自己的铜币?如果你可以3D打印它,你就有可能得到青铜色的。就像在黄金和白银上进行3D打印一样,有各种各样的3D打印方法适用于青铜,但通常它涉及到在激光粉末床熔化、冷喷涂或粘合剂喷射3D打印机中使用的青铜粉末。青铜和青铜合金是广泛工业应用的宝贵材料。青铜因其抗火花的特性而非常重要。

食物 FOOD

从本质上讲,3D打印的食物是任何可以挤出的东西,因为这个过程类似于使用糕点袋。食品3D打印机可以挤出材料,如巧克力糖霜、奶油冻和其他粘稠的食物。想想所有可能的组合:面团、土豆泥、奶酪、糖霜甚至生肉。

食品3D打印机可以比人工更快、更准确地打印出定制的三维设计,此外,它们还能够提供精心设计和定制的食品,这可以将一家餐厅与另一家餐厅区分开来。

打印速度、温度和喷嘴尺寸决定了你可以打印的材料类型,一些食品3D打印机甚至要求你购买专有材料。

3D打印肉类和肉类替代品是一个不断增长的市场,但这些打印机还没有商业化。3D打印实验室培养的肉类似于生物打印。

硅胶SILICONE

大多数硅胶密封件、关节、可穿戴技术、机器人夹具等都是通过注射或压缩成型制成的。这个过程需要一个模型,然后用这个模型制作一个模具,然后把硅树脂注射到模具里。

3D打印硅胶完全去除模型和模具步骤,简单地打印最终部分。根据3D打印机制造商3D Systems的说法,这显然节省了大量的成本和时间:比注塑成型快90%。

但3D打印硅胶也面临着挑战。不像固体聚合物线材,加热时具有延展性,冷却时再次凝固,如PLA或TPU。硅胶一旦固化,就不能再柔韧了。它也不像光聚合物树脂,因为有机硅对紫外线有很强的抵抗力,不能以纯形式固化。有机硅需要一种添加剂来使材料对光或热敏感,这两种条件在3D打印中用作触发材料内部聚合反应的触发器(换句话说:使其固化)。

这种材料的复杂性意味着硅胶需要特殊的3D打印机。然而,硅基材料(不是100%硅)今天更广泛使用,并在许多现有的树脂3D打印机上工作。当有机硅用于树脂3D打印机(如Carbon或B9 Creations)时,有机硅材料与其他聚合物树脂混合,因此失去了一些显着特性,同时仍然是广泛应用的理想选择。

工业陶瓷 TECHNICAL CERAMICS

尽管有无数的金属和塑料可以用于3D打印,但陶瓷材料具有独特的性能,在从半导体、骨植入物、切割工具到火箭发动机的高科技制造中都非常有价值。

与制陶所用的陶瓷材料不同,技术陶瓷(也称为工业或工程陶瓷)与粘土无关。它们具有各种特性:坚固如最硬的金属,耐热性足以用于深空,多孔性可用于人体植入物的细胞生长,耐磨损,适用于要求苛刻的石油和天然气工业应用,完全透明但比玻璃更硬更强,并且是电绝缘的。

极高的耐热性

耐磨耐磨

低热膨胀

化学惰性(无腐蚀)

电绝缘

高尺寸稳定性

生物惰性,在某些情况下,生物可吸收

工业陶瓷材料本身有粉末、黏液、树脂和线材。它们绝对是3D打印的一些更昂贵的材料,但它们的特性是无与伦比的。尽管目前成本高昂,但随着新的陶瓷树脂和线材扩大了这种独特材料家族的可及性,更多负担得起的工业陶瓷可能即将出现。

3D打印常用工业陶瓷:

氧化铝

Zirconia-toughened氧化铝

氧化锆

磷酸三钙

锆钛酸铅

碳化钨钴

羟磷灰石

氮化硅

陶器和粘土 POTTERY & CLAY

今天陶器中使用的大多数粘土材料用于陶器3D打印机。这些机器就像FDM打印机挤出塑料一样挤出粘土,不需要特殊或专有的材料。有桌面陶瓷3D打印机和大型机械臂陶瓷3D打印机,每一个都有材料类型的指导方针,或者更确切地说,它们可以挤出的材料具有一致性。

建筑材料 CONCRETE & CONSTRUCTION MATERIALS

如今,3D混凝土打印技术已广泛应用于住宅、特色建筑等建筑项目中。如果它能首先克服一些障碍,有可能极大地颠覆整个建筑行业。

大多数情况下,3D打印混凝土实际上是几种材料的水泥基混合物,包括超级增塑剂,它可以从混合物中去除水分,加快干燥速度,纤维材料可以提高强度。这些材料更像是研钵。这种混合物具有与混凝土类似的功能,但具有更高的可打印性,有时还具有更好的物理性能,可以用于特定目的,例如打印房屋墙壁或打造装饰性建筑元素。

大多数制造商创建他们自己的专有材料混合物,因此,他们已经为他们的3D打印机(或他们的直接合作伙伴)进行了优化。一些专有材料混合物的例子包括Icon的Lavacrete和CyBe的CyBe砂浆。

目前,这些砂浆通常比标准建筑水泥更昂贵,但这种情况可能很快就会改变。墨西哥水泥公司Cemex和位于阿曼的德国科技大学,以及打印机制造商COBOD,最近使用标准混凝土3D打印了一座测试建筑。

生物材料 BIOMATERIALS

虽然我们离3D打印功能器官还有很长的路要走,但3D打印活细胞和其他生物材料已经有了实际应用。生物打印是一种3D打印技术,它可以生产任何东西,从骨组织、血管到各种医疗应用的活性组织,包括组织工程和药物测试和开发。

今天的生物打印机使用一种叫做生物墨水的材料,利用3D打印技术生产工程(人工)活组织。它可以仅由细胞组成,但在大多数情况下,还会添加包裹细胞的额外载体材料。这种载体材料通常是一种生物聚合物凝胶,作为3D分子支架。细胞附着在这种凝胶上,这使它们能够扩散、生长和增殖。

重要的是,凝胶还可以在打印过程中为细胞提供保护。它的重要性是如此之高,以至于"生物链接"一词通常被用来单独描述载体材料,而不考虑可能在其上生长的细胞。

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