3D打印材料指南：塑料（上）

赵师傅

2020-10-27 13:50:49

塑料是由合成或半合成化合物制成的材料，具有延展性（能够改变其形状）。市场上的大多数塑料都是完全合成的（最常来自石化产品）。然而，由于对环境的日益关注，由可再生材料如聚乳酸（PLA）衍生的塑料在市场上也很流行。

由于塑料的低成本，易于制造，多功能性和耐水性，塑料被用于多种产品和领域。在增材制造领域，3D打印塑料也非常受欢迎。

在以下指南中，我们将介绍最常见的3D打印塑料。对于工业和最终用途的零件，制造商可能会决定选择SLS（使用塑料粉末）或SLA（使用塑料树脂）技术，以提供更高的准确性和零件质量。可以使用塑料进行打印的其他两种技术是“材料喷射”和“多喷射融合”。

什么塑料可以用在添加剂制造？长丝或粉末形式的塑料应融化以形成逐层打印的物体。以树脂形式，它应该固化形成物体。在构建过程中，每种塑料将需要不同的3D打印参数，并且会赋予零件各种特性。

3D打印塑料：综合指南

ABS

ABS灯丝是最常用的3D打印塑料。它用于汽车，电器和手机外壳的车身。它是一种热塑性塑料，其中包含基于聚丁二烯的弹性体基础，使其更加柔软，并且抗冲击。ABS也可用于粉末床工艺（例如SLS）的粉末形式，以及用于SLA和PolyJet技术的液体形式。

在230ºC至260ºC之间加热时，ABS用于3D打印。它是一种坚韧的材料，能够轻松承受-20ºC至80ºC的温度。除了高强度外，它还是一种可重复使用的材料，并且可以通过化学工艺进行焊接。但是，ABS不可生物降解，在与空气接触时会收缩，因此必须加热打印平台以防止翘曲。此外，建议在使用ABS进行打印时使用密闭式3D打印机来限制颗粒物的排放。

PLA

与ABS不同，这种材料被称为聚乳酸或PLA，具有可生物降解的优点。PLA是使用可再生原材料（例如玉米淀粉）制造的。PLA是最容易打印的材料之一，尽管3D打印后确实会略微收缩。与ABS不同，在PLA中打印时不需要加热平台。PLA的打印温度也比ABS低，介于190ºC至230ºC之间。

由于其高的冷却和固化速度，PLA是一种较难处理的材料。同样重要的是，模型与水接触时可能会变质。但是，这种材料是一致的，易于使用的，并且具有多种颜色，使其适合FDM 3D打印。

PLA 3D打印长丝线轴

ASA

ASA是一种具有与ABS相似的性能，但对紫外线具有更大抵抗力的材料。与ABS一样，建议在加热床平台上打印材料以防止翘曲。使用ASA进行打印时，ABS会使用类似的打印设置，但是由于苯乙烯释放，在封闭的腔室中打印必须格外小心。

PET

聚乙烯对苯二甲酸酯或PET通常出现在一次性塑料瓶中。PET是任何打算与食品接触的部件的理想长丝。而且，该材料相当坚硬并且具有良好的耐化学性。为了在使用PET打印时获得最佳效果，请在75 –90ºC之间进行打印。

PET通常以半透明长丝的形式销售，也出售PETG，PETE和PETT等变体。PET的优点包括：该材料在打印时不会释放任何气味，并且可以100％回收利用。

PETG

PETG或乙二醇化聚酯是一种热塑性塑料，广泛应用于增材制造市场，兼具PLA 3D打印的简便性和ABS的强度。它是一种无定形塑料，可以100％回收利用。它具有与聚对苯二甲酸乙二酯相同的化学组成，其首字母缩写为PET。加入乙二醇是为了降低其脆性并因此降低其脆性。

聚碳酸酯（PC）

聚碳酸酯（PC）是专为工程应用设计的高强度材料。该材料具有良好的耐热性，能够抵抗高达150ºC左右的任何物理变形。但是，PC容易吸收空气中的水分，这可能会影响性能和抗打印性。因此，PC必须存储在密封的容器中。PC因其实力和透明度而受到AM行业的高度评价。它的密度比玻璃低得多，因此在设计光学部件，保护屏或装饰物时特别有趣。

由PC制成的3D打印零件

高性能聚合物（PEEK，PEKK，ULTEM）

3D打印技术的发展已导致对打印材料的广泛研究工作，从而能够开发出具有与金属相似的机械特性的各种高性能长丝。

高性能3D打印塑料有多种类型，例如PEEK，PEKK或ULTEM-它们以聚芳醚酮（PAEK）或聚醚酰亚胺（PEI）之类的家族而著称。这些灯丝具有很高的机械和耐热性，非常坚固，同时比某些金属轻。这些特性使它们在航空航天，汽车和医疗领域非常有吸引力。

由于其特性，高性能聚合物无法在市场上的所有FDM机器上印刷。实际上，3D打印机必须具有能够达到至少230°C的加热板，在350°C的挤压力和密闭的腔室。如今，这些材料中约有65％采用FDM技术印刷，但也以粉末形式发现，与SLS技术兼容。

聚丙烯（PP）

聚丙烯是另一种热塑性塑料，广泛用于汽车，专业纺织品和数百种日常用品的制造中。PP以其耐磨性和吸收冲击的能力以及相对的刚性和柔韧性而闻名。然而，该材料的缺点包括其耐低温性以及对紫外线的敏感性，这会导致其膨胀。因此，几家制造商已经开发出在物理和机械上都更坚固的PP替代品-simili-propilenos。