FDM 3D打印机材料性能浅谈

2022-06-08 网站管理员网站管理员 2688

增材制造（简称3D打印）和减材制造的不同。传统制造业中普遍应用减材制造技术，从一块原材料开始，通过切割、钻、铣削等机械工艺方式去除部分材料，从而获得一个三维物体形态，可想而知，这个过程中去除的材料全部变成废料，对材料的利用率低。而增材制造（3D打印）通过极小单位的原材料的叠加产生三维物体形态，虽然后期也可能通过再加工产生废料，但总体来说对材料的浪费是很少的。这就比如我们需要做一个陶瓷小物件，用3D打印的方式，可以用很多很小块的陶泥粘合在一起，组成一个小物件的形态；而用(减材)的方式，则是从一大块整块的陶泥开始，用工具慢慢剔除不需要的部分，最后剩下一个物件的形态。当然，我们不能仅仅通过对材料的利用这一点来判断两种制造方式的优劣。由于传统减材技术已经非常成熟，无论是材料上，在工艺精细度、自动化和效率上都具有很大优势，量产的成本也能有效控制，因此在多数领域3D打印技术还不具备取代它的优势。但3D打印技术在原型制作以及小批量生产上明显优于传统减材技术，而且基于3D打印技术的发展速度和工艺独特性，3D打印技术必将日趋成熟，在制造业中占据重要的位置。

相比于减材制造，今天我们来探讨一下我司领创三维FDM 3D打印机主流所用的各种3D打印耗材材料的优劣。

PLA打印耗材

最常用的3D打印机莫过于普通家用热熔堆叠（FDM）和工业上使用的工业级FDM3D打印机。热熔堆积成型方式的3D打印机主要打印材料由玉米桔梗淀粉等为原材料制作的PLA（聚乳酸）材料。PLA其特点是打印无气味，环保可降解，是一种3D打印上用途非常广泛的材料。PLA材料的力学性能居中，比光固化3D打印机使用的树脂耗材好很多，硬度还是耐温也强了不少。是一款3D打印首选通用耗材，其缺点是不适宜户外存放，因其材料特性相对其他线径材料较为不耐高温，在70-80摄氏度左右就会变形，且受户外光照影响，会造成工件模型加速老化降解。相对于普通PLA，后期出现的PLA+材料，性能更佳，整体效果比原PLA性能约增加三分一，是一种很不错的替代品。

尼龙打印耗材

尼龙打印材料在3D打印耗材里作为一个比较高端的耗材，其性能无法挑剔，无论是耐温还是韧性，其都名列前茅，其融溶温度达到约190摄氏度，韧性十足，只要模型工件足够厚，其硬度和结构能力，足以应付大部分实验要求，非常适合作为结构件和用于一些强度耐温度要求高的部件3D打印。

但是尼龙耗材不太适合打印一些比较细和一些比较壁薄的工件，壁厚不够，会导致工件发软，导致变形。

ABS打印耗材

ABS作为一种老牌3D打印耗材，ABS在工业用途广泛，但在3D打印应用中略有不足，其粘牢性差，打印中容易变形，且需要在恒温环境下打印，相对于其他3D打印耗材，打印难度较大，一般不建议新手打印，且打印中会产生较为明显的气味，一般不建议在办公室环境中打印，ABS其特点耐温性能较高，易于后期处理加工，缺点是难以打印且整体较脆。

PETG打印耗材

PETG作为一种3D打印耗材出现的较晚，但是其非常适合应用于一些户外广告字和一些表面要求有点光泽的模型工件，其耐温性能较PLA略胜一点，表面有一层明显的光泽感，手感较好，对于一些特殊的模型工件，PETG成型效果较差。

碳纤维PLA耗材

作为一种新兴材料，其简称可称之为碳纤维耗材，其含碳量不高，约为9%-12%，非常适合制作一些大工件和一些结构件，硬度非常高，表面有一层磨砂感和特殊的层纹，手感较佳，对于工业原型实验而言，是非常推荐使用的，其打印要求不高，一般工件都可胜任，相比于尼龙材料，欠缺一些韧性，刚性较大。

碳纤维增强尼龙和碳纤维玻纤尼龙

碳纤维增强尼龙和碳纤维玻纤尼龙作为一种高性能3D打印耗材。可谓是FDM 3D打印机里能打印的天花板3D打印耗材了，普通家用型3D打印机无法胜任打印此两种材料，领创三维L5 L8系列FDM 恒温3D打印机则非常适合用于打印此两款打印耗材，碳纤维增强尼龙和碳纤维玻纤尼龙打印要求较高，打印难度也相对较难，其打印喷头要求使用红宝石喷头或者合金类喷头，打印温度也要求在280-320摄氏度之间，恒温稳定的打印环境，打印完成后最好经过70摄氏度左右烤制几个小时，其无论是强度，刚性，各种性能都表现优异，很适合打印一些高要求和需要强度耐温的工件部件，相对于其他材料单价而言，这两种材料价格稍微略贵一些，适合一些做结构小部件打印。