3D 打印塑料：3D 打印中使用哪些类型的塑料？

“3D 打印塑料的精度将想法转化为有形的现实。这些材料提供了出色的定制能力，从医疗植入物到汽车设计。”

当演变成 定制 3D 打印, 工作流程中的创造力、准确性和精确性至关重要。通过这种方法创建的塑料设计为该过程增添了更多吸引力和成本效益。虽然选择了 3D打印材料 可能会让您感到不安，别担心，本文将指导您根据您的特定需求做出最合适的材料选择。 塑料以其独特的特性而闻名，其应用范围从汽车到航空航天。您有多种选择，包括可持续发展 聚乳酸、ABS及 PETG 塑料。

由于塑料材料标准低，3D 打印机通常生产出易碎且容易破损的零件。然而，适当的塑料选择使 3D 打印机能够为各种应用生产更耐用、高质量和有弹性的 3D 打印件。

本文旨在提供适用于的塑料类型的基本细节 3D打印和兼容技术。此外，我们将研究与以下相关的挑战 3D打印塑料材料 以及他们各自的解决方案。

 

3D 打印塑料的类型

首先，在选择合适的3D打印塑料原材料之前，有必要了解颗粒和长丝之间的区别。

3D 打印中使用的两种常见塑料原料是 颗粒 和 花丝. 

1- 3D 打印颗粒

颗粒是小颗粒状的碎片，如塑料树脂。它们通常是批量生产的，是通过各种工艺（包括压缩、 注塑成型和挤压。

用于 3D 打印的颗粒

• 在 3D 打印（增材制造）背景下，颗粒用于某些类型的 3D 打印机，称为颗粒挤出或颗粒挤出打印机。这些打印机将颗粒熔化成熔融状态，并通过喷嘴将它们挤出，一层一层地创造出所需的物体。 
• 基于颗粒的 3D 打印不如基于长丝的打印常见，但具有多种优势，例如能够使用更广泛的材料，并且可能降低材料成本。

2- 3D打印耗材

由于细丝易于处理且与 FDM（熔融沉积成型）打印机兼容，因此更常用于桌面 3D 打印机。

3D 打印塑料丝

• 细丝是缠绕在线轴上的又长又细的塑料材料线。它们是专门为基于线材的 3D 打印机而制造的。
• 长丝采用各种类型的热塑性材料制成，例如 PLA、ABS、PETG 和 TPU，每种材料都有其独特的特性。它们通过加热喷嘴送入 3D 打印机，在构建平台中熔化并挤出，逐层创建打印物体。
• 基于长丝的 3D 打印因其易用性、材料的广泛可用性以及与各种桌面 3D 打印机的兼容性而广受欢迎。

 

流行的 3D 打印塑料材料

许多类型的聚合物都拥有广泛的有用和所需的特性。这使得选择最适合您需求的类型变得有点困难。因此，我们将研究可用于 3D 打印的不同类型的塑料，并讨论它们各自对特定应用的适用性。

1. 3D打印中的聚乳酸（PLA）

PLA 是一种工程热塑性聚合物，由于其经济实惠和不寻常的功能，是 3D 打印产品设计师的最佳选择。 聚乳酸塑料 与其他塑料相比，需要相对较低的温度。 PLA 打印的温度范围为 180°C至220℃，. 

此外，它还具有良好的强度和韧性，可以通过退火工艺进一步增强。专业人士更喜欢 PLA 的通用性、易用性和经济性。然而，许多专家经常寻求更通用、更坚固、更耐用的材料。 

2. 3D打印中的丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）

然后是ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）。 ABS材料 由于其灵活性和卓越的抗冲击性，它是 3D 打印中功能最强大的聚合物。它广泛用于制造日常用品，从乐高积木到汽车零部件。而且，它具有良好的韧性和刚性平衡，使得 它是承受高应力零件的首选。 

ABS 的工作温度通常在 210°C 至 250°C 范围内，加热床的工作温度范围为 80°C 至 110°C。 ABS 具有快速熔化和流动特性，从而实现更快的打印。这就是为什么它是注塑成型中普遍使用的材料。 

然而，ABS 很容易变形。此外，它在打印过程中会释放出有害气体。因此，封闭式打印机是 ABS 更合适的选择。因此，每当您选择 ABS 时，请确保您能够轻松进入封闭的环境。 

3. 3D打印中的PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯）

PETG与PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）类似，但区别在于添加了乙二醇。它常见于半透明塑料瓶中。它具有类似于 PLA 和 ABS 的强度和灵活性。其工作温度较高，通常在 225°C 至 260°C 范围内，加热床的温度范围为 60°C 至 70°C。 

PETG 具有抗翘曲性和粘合性。此外，这种 3D 打印机塑料会吸收空气中的水分。因此，为了延长保质期，由于 PETG 具有吸湿性，请将其存放在干燥的环境中。 

PETG 比 PLA 具有更高的强度和耐用性。此外，它还能耐受较高的外部温度，并且极少担心床层粘附或翘曲。

4. 3D打印中的尼龙或聚酰胺

尼龙 或聚酰胺具有卓越的强度、灵活性和耐用性。然而，它对湿气敏感，因此需要储存在干燥环境中以防止降解。这 3D打印机塑料 需要非常高的温度，范围为 240°C 至 260°C，床温为 70°C 至 100°C。 

3D打印尼龙零件容易收缩和翘曲；因此，您需要封闭式打印机才能获得尼龙 3D 打印的最佳效果。此外，尼龙具有高拉伸强度和耐用性，这使其成为工具和功能机械零件应用的完美选择。

5. PC（聚碳酸酯）在3D打印中的应用

PC（即聚碳酸酯）以其透明度和耐用性而闻名，这使其成为制造显示屏甚至防弹眼镜的理想选择。 

聚碳酸酯（PC）需要非常高的温度，范围为270°C至310°C。因此，由于其最低热量要求，它可能与标准打印机不兼容。与讨论的其他材料一样，聚碳酸酯具有吸湿性，需要储存在干燥的环境中以防止吸湿。

6. 3D打印中的PE（聚乙烯）

聚乙烯与其他塑料相比，具有多功能性、卓越的耐用性和高耐化学性。 PE 被认为是最容易加工的聚合物。此外，它还提供三个等级；高密度聚乙烯 (HDPE)、低密度聚乙烯 (LDPE) 和线性低密度聚乙烯 (LLDPE)。

PE 具有显着的特性，例如耐湿气、耐化学品和耐冲击。在其类型中，HDPE 由于其刚性而最常用于 3D 打印应用，而 LDPE 则更具柔性和弹性。它生产坚固可靠的打印部件。 

PE熔点低，容易翘曲。使用带有加热床的封闭式打印机可以避免翘曲。根据其类型，PE 的典型打印温度范围为 115°C 至 260°C，床层温度为 50°C 至 100°C。这种 3D 打印机塑料广泛应用于塑料瓶等包装材料，甚至医疗植入物和假肢。 

7. 3D打印中的PP（聚丙烯）

PP 是一种多功能热塑性塑料，类似于 PE。聚丙烯的柔韧性、韧性和耐化学性使其成为理想的选择。与其他 3D 打印机塑料相比，它的密度相对较低，因此可以打印出轻质的零件。 

PP 的打印温度范围高达 220°C 至 270°C，床层温度高达 100°C。通常，它生产功能原型、存储容器和汽车零部件。 

 

塑料 3D 打印的兼容技术

三种引人入胜的技术与塑料 3D 打印工艺完美集成，例如：

1. 熔融沉积成型 (FDM)

熔融沉积成型 (FDM) 或熔丝制造 (FFF) 是最广泛使用的塑料 3D 打印技术。 FDM 的工作原理是通过加热喷嘴熔化并挤出热塑性长丝。喷嘴沿着预定路径移动，将熔化的材料逐层沉积到构建平台上。当每一层沉积时，它会固化，与前一层粘合以形成所需的物体。

FDM 3D 打印

FDM 以其简单性、多功能性和经济性而闻名。由于其能够快速且经济高效地生产功能原型、定制零件和最终用途产品，因此广泛应用于从航空航天、汽车到医疗保健和消费品等行业。此外， FDM 为各行业提供多种应用 快速原型、模具、夹具和固定装置以及最终用途零件的生产。 

此外，它还应用于航空航天（用于轻型部件）、汽车（用于定制零件和工具）、医疗保健（用于医疗设备和假肢）以及消费品的定制产品和 小批量生产.

2. 立体光刻 (SLA)

立体光刻（SLA）利用一桶（罐）由紫外线固化的液体光聚合物树脂来逐层创建物体。将构建平台放入树脂槽中，紫外激光根据设计选择性地固化树脂，从而产生光滑的高分辨率零件 表面处理.

SLA 3D 聚合物打印

SLA 以其高分辨率、光滑的表面光洁度和精度而闻名，使其成为生产详细原型、复杂零件和熔模铸造模型的理想选择。它通常用于汽车、航空航天、医疗和消费电子等行业，用于概念建模、功能测试以及成型和铸造的母模。

3. 选择性激光烧结 (SLS)

SLS 的工作原理是选择性地烧结粉末 热塑性塑料 使用高功率激光。将一层薄薄的粉末铺在构建平台上，激光将颗粒熔化，形成与要打印的物体形状相对应的固体层。这个过程不断重复，每一层粉末都被散布和烧结，直到物体完成。

SLS 3D 塑料打印

SLS 以其能够生产高强度、耐用性和复杂几何形状的零件而闻名，而无需任何支撑结构。此外，SLS 被认为是功能聚合物快速原型制作的绝佳解决方案，因为它具有卓越的准确性。 

点击这里下载： 最好的 3D 打印 PLA 材料 

 

3D 打印塑料材料面临哪些挑战？

塑料3D打印 

3D 打印通常会给产品设计师带来一系列挑战。让我们分解设计师在 3D 打印过程中面临的复杂问题，并提供实用的解决方案来克服这些问题。 

表：与 3D 打印塑料相关的挑战及其各自的解决方案。

3D打印塑料	相关问题	各自的解决方案
PLA	翘曲和收缩	使用加热的打印平台板和外壳来控制温度并最大程度地减少温度波动。
ABS	层间附着力和分层	提高打印床温度并确保适当的冷却以促进更好的层粘附力。
PETG	拉丝和渗水	优化回缩设置和打印速度以最大程度地减少拉丝，并确保适当的冷却以防止渗漏。
尼龙	吸湿	将尼龙长丝存放在干燥的环境中或在打印前使用长丝干燥机去除水分。
PC	翘曲和开裂	封闭打印机以保持稳定的打印环境，并使用具有足够粘附力的加热打印平台板。
PE	层间附着力差	调整挤出温度和层高等打印参数，以提高层的附着力。
PP	翘曲	利用加热的构建板和腔室来减轻翘曲，并优化零件方向以最大限度地减少打印过程中的应力。

 

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总结

塑料 3D 打印 已成为设计复杂几何形状的一种经常具有成本效益且富有创意的方法。它为最终用户产品创建功能原型提供了多种材料选择。 

您可以使用多种具有独特特性的塑料。尽管选择合适的材料可能会变得困难。但是，通过本文，您可以获得有关哪种流程适合您的需求的宝贵见解和知识。

此外，无论是熔融沉积成型 (FDM)、立体光刻 (SLA) 还是选择性激光烧结 (SLS) 3D 打印，了解这些工艺如何与不同塑料相互作用对于实现最佳结果至关重要

了解更多： 什么是塑料制造：其工作原理是什么？ 塑料的种类和优点

 

常见问题

什么是塑料3D打印？

塑料 3D 打印，也称为增材制造，是一种通过沉积连续的塑料材料层来构建所需形状来创建三维物体的过程。

塑料可用于哪些领域 添加剂制造?

多种类型的塑料可用于增材制造（3D 打印），例如聚乳酸 (PLA)、丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PETG)、尼龙（聚酰胺）、聚碳酸酯 (PC)、聚丙烯 (PP) ，聚乙烯（PE）。

我可以重复使用由 3D 打印机塑料制成的多余或失败的打印件吗？

是的，您可以使用多余的塑料或流产的塑料印刷品。然而，这样做需要一些额外的工作。首先，您必须熔化塑料才能再次使用它进行新的打印。这种再生塑料可能不如原始塑料。 

3D 打印时如何防止翘曲和床层粘附问题？

您可以通过使用加热床和封闭的打印环境来防止翘曲和床粘附问题。 

哪些后处理技术可用于改善塑料 3D 打印零件的表面光洁度？

打磨、抛光、喷漆和退火等后处理技术可以改善塑料 3D 打印零件的表面光洁度、机械性能和美观性。

 

资源中心

1- Swetham, T.、Reddy, KMM、Huggi, A. 和 Kumar, MN (2017)。 3D 打印材料的批判性评论和 FDM 所用材料的详细信息。印度海得拉巴 Vidya Jyothi 理工学院机械工程系。从...获得 https://www.academia.edu/33109418/A_Critical_Review_on_of_3D_Printing_Materials_and_Details_of_Materials_used_in_FDM 

2- Jandyal, A.、Chaturvedi, I.、Wazir, I.、Raina, A. 和 Ul Haq, MI (2021)。 3D打印—— 对工业 4.0 中的流程、材料和应用的回顾。 Shri Mata Vaishno Devi 大学机械工程学院，卡德拉，查谟和克什米尔 182320，印度。 取自 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666412721000441.