增材制造技術(shù)中的FDM技術(shù)類別墅纲，近年來處于非承靖荆混亂和模糊的狀態(tài)：一方面是PLA材質(zhì)的普及型打印機，僅用于基礎(chǔ)外觀評估的非測試應(yīng)用饲悟；另一方面是工業(yè)級標準的測試級設(shè)備與材料應(yīng)用循贝，甚至使用FDM原理的金屬材質(zhì)打印。它們之間價格跨度是萬元到百萬元根朱，僅靠目測兩者的的區(qū)別：能擺在桌面上和重達1噸以上的體積區(qū)別尉利，而內(nèi)部更是設(shè)備成型倉的耐高溫運動部件和運動控制軟件、依據(jù)不同材料的重復(fù)精度保證等諸多的本質(zhì)不同敏盒。

在FDM這個統(tǒng)稱下汤顷，最核心的不僅是高溫密閉成型倉室和真實的工程塑料這兩點區(qū)別。為了了解需要哪些材料才能產(chǎn)生耐用零件翁凳，我們從個人打印機到工業(yè)級打印進行一個歸納介紹递促。

PLA，25%ABS加PLA县趴，PETG是普及型桌面式打印機使用的耗材但是這些遠非高質(zhì)量和工業(yè)應(yīng)用級別的材料送魁。

ABS涉粘、PC、尼龍笨奠、PPS袭蝗、這些則是工業(yè)3D打印的高溫FDM塑料序列，目前更延展至ULTEM般婆、PEKK等高等級工程材料呻袭，這些高等級材料的成型精度與材料性能的同步保障是工業(yè)級設(shè)備的體現(xiàn)！

哪些領(lǐng)域需要應(yīng)用高性能塑料腺兴？

具有出色性能的塑料在航天領(lǐng)域中非常有用左电。當(dāng)然還不能用于塑料打印火箭發(fā)動機，它的熱穩(wěn)定性還未達到如此高的水平页响，但是它非常適合制作周圍的各種零件篓足。一個例子就是Stratasys和Atlas V.火箭的“氣候控制”項目，打印16個塑料零件代替了140個金屬零件闰蚕，實現(xiàn)更快栈拖，更輕，更經(jīng)濟没陡。這可不是一個理論項目涩哟，它已經(jīng)飛入太空。

另一個例子是航空焊循。飛機內(nèi)飾與氣密件領(lǐng)域應(yīng)用的范圍很大帝愉。為了減少零件的重量，在可能的情況下盡量改用塑料沈跷。當(dāng)飛機制造涉及發(fā)動機部件或機身框架的細節(jié)時暖麻，可直接打印金屬，但是到了負荷較小的結(jié)構(gòu)元素（例如機艙通風(fēng)和內(nèi)飾部件）最好由高性能塑料制成亮铛。目前瘾手，主流航空公司們越來越多的接受這種趨勢。

我們從天上回到地面：有趣的是工程塑料的其他性能受卒。耐化學(xué)腐蝕性光拥、耐高溫、防靜電筋蝴、生物相容性等有可能使3D打印創(chuàng)建傳統(tǒng)工藝無法獲得的零件結(jié)構(gòu)厨摔。與金屬打印相比，塑料打印價格更低掰腌。打印的產(chǎn)品可更多地應(yīng)用于醫(yī)藥策橘、石油天然氣工業(yè)以及化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域。

與普通塑料的區(qū)別

為什么不將PLA發(fā)射到太空，而使用ULTEM材料制作飛機艙的通風(fēng)板呢丽已？工程塑料被應(yīng)用于一系列與高溫蚌堵、低溫、耐火沛婴、機械強度有關(guān)的要求吼畏。通常來說這些要求是一體的而非其中的一點。因此嘁灯，當(dāng)與PLA與環(huán)境相互作用時泻蚊，燃燒和產(chǎn)生漂浮物是不可控的。目前,此類工程塑料實際上必須使用更高基本的FDM/FFF技術(shù)在工業(yè)打印設(shè)備中完成丑婿。

含聚碳酸酯的長絲

聚碳酸酯是工業(yè)上常用的塑料性雄，具有高抗沖擊性和透明性，也可滿足FDM打印的需要羹奉。該材料比ABS更能保持溫度秒旋，耐酸，但對紫外線輻射敏感诀拭，在石油產(chǎn)品的影響下分解援丐。

純聚碳酸酯，PC

聚碳酸酯產(chǎn)品的最高工作溫度為130°C传撰。聚碳酸酯具有生物惰性苇给，其產(chǎn)品可以接受滅菌處理，這使您可以將其用于打印藥品包裝和配件距搂。

Stratasys PC北淘、PC-ISO（Fortus打印機可用）。第一種是用于一般用途鼓辈，第二種是經(jīng)過生物相容性認證的醫(yī)療用途攀瘟。

PC-ABS

PC-ABS結(jié)合了ABS固有的耐磨性和韌性，具有更高的沖擊性和工作溫度失跷。在低溫下（最高-50°C）保持強度。與純PC不同搂棱，它更適用于需要通過打磨或噴砂消除零件的分層結(jié)構(gòu)的情況叔梆。

應(yīng)用：用于零件和小批量生產(chǎn)的外殼和控制元件，替換設(shè)備中的成批的塑料部件

聚酰胺長絲

尼龍聚酰胺被用于合成纖維的生產(chǎn)偏控，這是一種很受歡迎的打印材料筑凫，使用選擇性激光燒結(jié)（SLS）進行打印。用FDM/FFF技術(shù)進行打印時并村，主要使用尼龍6（尼龍）巍实，尼龍66（尼龍）和尼龍12。尼龍基長絲的共同特征包括化學(xué)惰性和抗摩擦性。尼龍12比PA6和PA66更具柔韌性和彈性棚潦。最高工作溫度100°C令漂，個別最高可到120°C。

首先丸边，尼龍是用來打印齒輪的叠必。為此目的的最佳材料，您可以使用它在帶封閉相機的常規(guī)3D打印機上工作妹窖。耐磨性使您可以制造牽引力纬朝，凸輪，滑動襯套骄呼。在許多制造商的生產(chǎn)線中共苛，都有基于尼龍的復(fù)合長絲，具有更高的機械強度蜓萄。

Stratasys尼龍6氢莫，尼龍12，尼龍12CF援愁。后者為填充長絲碳纖維的復(fù)合材料贫拭。

讓我們進入有趣的部分

您可以在常規(guī)3D打印機上使用聚碳酸酯或聚酰胺。下述長絲更為復(fù)雜径揭，它們需要使用其他擠出機打印并保持工作室內(nèi)的溫度耍叮，也就是說，您需要使用高溫塑料進行打印的專用設(shè)備雌夕。不過也有例外滋评，如在美國國家航空航天局（NASA），為了進行實驗派憨，他們對美國流行的Lulzbot TAZ進行了現(xiàn)代化改造购廊，以使用高溫?zé)艚z。

聚醚醚酮笔碌，PEEK

PEEK產(chǎn)品的工作溫度達到250°C刃镶，可以短期加熱到300°C-增強長絲指示器。PEEK有兩個缺點：價格高和抗沖擊性中等甚脉。其余的都是優(yōu)點丸升，自熄、耐熱牺氨，具有化學(xué)惰性狡耻。PEEK生產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備和植入物，耐磨性使其能夠打印出機器的細節(jié)猴凹。

聚醚酰亞胺夷狰，PEI

Ultem SABIC開發(fā)的塑料岭皂，PEI特性比PEEK指標略低，但成本要低得多沼头。Ultem 1010和9085是Stratasys的核心材料爷绘，用于打印功能部件。航空航天行業(yè)對PEI的需求很大瘫证，與鋁合金相比揉阎，其重量要小得多。產(chǎn)品的工作溫度根據(jù)制造商的不同背捌，最高可以達到217°C毙籽，根據(jù)Stratasys測試的結(jié)果可以達到213°C。

PEI具有與PEEK相同的優(yōu)勢蝌飘，耐化學(xué)性和耐高溫北拌，機械強度高。Stratasys推廣的正是這種材料跑既，它可以替代航空航天中的金屬稼崎，用于無人機，成型工具的制造以及在試驗中快速打印功能部件轿白。

在本報告開始時的示例清农，針對空客客機的Atlas V火箭冷卻系統(tǒng)部件和塑料部件均由Ultem 9085制成。

聚苯砜罢摧，PPSF/PPSU

兼具耐溫性栽寄，機械強度和耐化學(xué)性的另一種材料。Stratasys PPSF已通過航空航天和醫(yī)療應(yīng)用認證拆聋。定位為生產(chǎn)輔助醫(yī)療設(shè)備的原料纤耐，可以在蒸汽高壓滅菌器中滅菌。它用于化學(xué)工業(yè)中實驗室設(shè)備的零件制造懒披。

PC-ISO

材料原色白色助被，具有生物相容性（ISO 10993 USP VI），并且可以進行γ或EtO滅菌的材料切诀。通常用于食品和藥品包裝以及醫(yī)療器械制造揩环。材料的強度和醫(yī)療兼容性可用于概念建模，功能原型設(shè)計和最終用途部件幅虑。該材料可用Stratasys Fortus系列設(shè)備進行打印检盼。

缺失，耐熱性被指定為未完成的PEEK翘单。

參數(shù)是Stratasys提供的數(shù)據(jù)，PEEK除外蹦渣。如果指示值的范圍哄芜，則沿著零件的各層進行測試貌亭。

關(guān)于復(fù)合長絲

大多數(shù)用于FDM打印的材料都具有復(fù)合材料版本。如果我們談?wù)揚LA认臊，則將金屬或木材粉末添加到PLA中以改變其美學(xué)特性圃庭。工程塑料用碳纖維增強，以增加零件的剛性失晴。這些添加劑對塑料性能的影響不僅取決于其數(shù)量剧腻，而且取決于纖維的尺寸。如果可以將細粉視為裝飾性添加劑滑信，而纖維則已經(jīng)明顯改變了塑料的特性占找。材料名稱中的“碳”一詞并不意味著優(yōu)異的性能，您需要查看測試結(jié)果煞恭。例如：Stratasys Nylon12CF沿層測試時的拉伸強度幾乎是Nylon12的兩倍络务。

有一種特殊的選擇是Markforged公司實現(xiàn)的持續(xù)強化。該公司提供增強纖維絲井翅，用于與其他塑料進行FDM聯(lián)合打印怠鲜。

其他特定屬性

采用防靜電ABS-ESD7材料制作，有效避免靜電火花引發(fā)的事故可能性

工程塑料不僅具有耐高溫性和機械強度霹链。對于用于存儲電子設(shè)備的外殼或盒子坦庸，以及在具有易燃揮發(fā)性液體的工作條件下，需要具有抗靜電性能的材料厦绪。在Stratasys產(chǎn)品線中湃杏，ABS-ESD7與Nylon12 CF材料適用。

常規(guī)的ABS不耐紫外線輻射钥嫌，這限制了它在戶外沒有保護性涂層的情況下的使用垃杖。作為替代方案，提出了ASA丈屹，除了優(yōu)異的抗紫外線性外调俘，其它特性與ABS相似。

金屬的替代品

塑料可以在很多領(lǐng)域替代金屬旺垒，因為它在輕度彩库，隔熱和電絕緣性，耐用性方面都超過了金屬先蒋。但是骇钦，特殊合金和機械強度要求高的領(lǐng)域，目前最好的FDM材料的打印還不能達到金屬產(chǎn)品的物理指標竞漾。

特殊工程塑料

總結(jié)一下眯搭。簡而言之：上文所考慮的打印材料與具有較高打印溫度的常規(guī)材料不同，這些都需要使用專用設(shè)備打印业岁，并且所制造零件的耐熱性和機械強度很高鳞仙。為了使用這種線材寇蚊，需要使用擠出機工作溫度為350°C且具有熱穩(wěn)定成型空間的工業(yè)級3D打印機，你作為個人愛好者或初級教育展松，可以使用桌面打印設(shè)備厕斩，它們不需要大多的專業(yè)知識，但如果你是一個工程師或依據(jù)生產(chǎn)型工程材料來定制部件的偏專業(yè)人士脂圾，請務(wù)必選擇能滿足你的工業(yè)級設(shè)備與對應(yīng)材料翠冻，或與用此類設(shè)備來提供服務(wù)的綜合服務(wù)的供應(yīng)商。

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