高性能3D打印材料指南（一）

3D打印工程和高性能塑料的機械性能介紹

1、聚碳酸酯PC

PC材料是真正的熱塑性材料，具備工程塑料的所有特性。具有高強度，耐高溫，抗沖擊，抗彎曲等特點，表面有層紋，精度一般，可以作為最終零部件使用。使用PC材料制作的樣件，可以直接裝配使用，廣泛應(yīng)用于交通工具及家電行業(yè)。PC的強度比ABS材料高出60%左右，具備超強的工程材料屬性！

特性：

在低至-20°C的溫度下仍具有高韌性

高達110°C的高機械保持力

本質(zhì)阻燃

良好的電絕緣性能，不受水或溫度的影響

具有良好的耐磨性

可承受反復(fù)蒸汽滅菌

2、PA（聚酰胺、尼龍）

聚酰胺（也稱為尼龍）作為一類塑料（有PA6、PA11、PA12等）因其良好的性能平衡而備受推崇。它們通常以石油為基礎(chǔ)（PA11除外，它是一種生物塑料），具有強度和耐磨性，同時易于加工。PA通常采用碳纖維、玻璃纖維增強，或嵌入連續(xù)碳纖維以增加增強效果。PA廣泛用于高端工程應(yīng)用，如齒輪、夾具、固定裝置和工具，有長絲和粉末兩種形式。

特性：

高溫下具有高強度和剛度

即使在低溫下也具有良好的沖擊強度

流動性非常好，易于加工

良好的耐磨性和耐磨性

高度耐燃油和油

良好的電絕緣性能

高抗應(yīng)力開裂、抗老化和抗磨損能力

高吸水性

易受無機酸和溶劑的影響

3、PETG/PET（聚乙烯）

PET和PETG屬于聚對苯二甲酸乙二醇酯家族。PET是世界上最常用的塑料之一，特別是用于食品和飲料包裝，但由于其耐熱性低，在增材制造中不太受歡迎。另一方面，PETG因其顯著的耐化學(xué)性和耐熱性、良好的耐用性和可成型性（與其他塑料相比）而被廣泛用于3D打印。由于強度低，PETG可以說不是一種工程級聚合物，但其耐磨性和抗沖擊性使其適用于優(yōu)先考慮經(jīng)濟型塑料的一系列工業(yè)應(yīng)用。PETG的應(yīng)用包括標(biāo)牌和圖形顯示器以及電氣設(shè)備外殼。

聚對苯二甲酸乙二醇酯特性：

顯著的耐化學(xué)性和耐熱性

良好的耐久性和成型性

僅中等剛度和強度

食品安全無毒

半透明并具有光滑的表面光潔度

4、TPE/TPU/TPC（熱塑性彈性體）

TPE（熱塑性彈性體）是一類塑料和橡膠的共混材料，包括TPU（熱塑性聚氨酯）、TPC（熱塑性共聚酯）等。這些塑料非常柔軟且有彈性。它們在增材制造中變得越來越常見，以生產(chǎn)可以彎曲或拉伸而不變形的零件。TPU通常也比TPE長絲更耐用，并且可以提供更高的耐磨性、耐油性、耐化學(xué)品性以及耐高低溫性。TPC具有耐高溫和優(yōu)異的抗紫外線性能。它在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用以及可穿戴和醫(yī)療設(shè)備中尤其受到重視。TPE有長絲、粉末和樹脂三種形式。

特性：

在整個硬度范圍內(nèi)具有高彈性

優(yōu)異的低溫強度和沖擊強度

對油、油脂和溶劑的耐受性

耐候性和高能輻射耐受性

非常好的電絕緣性能

可生產(chǎn)多種硬度等級

5、PEI（聚醚酰亞胺/Ultem）

聚醚酰亞胺(PEI)最初由通用電氣公司（現(xiàn)稱為SABIC）于1982年開發(fā)，商品名為Ultem，至今仍廣為人知。這種高性能塑料具有出色的熱性能、機械性能和電性能。PEI為制造商提供了高強度重量比，使其成為一種經(jīng)濟高效的金屬替代品，其強度足以在某些應(yīng)用中替代鋼，而重量又足夠輕，可在其他應(yīng)用中替代鋁，特別是在航空航天領(lǐng)域。其他PEI應(yīng)用包括齒輪部件、閥門外殼、傳感器和恒溫器外殼、要求苛刻的電氣應(yīng)用、印刷電路板和靜壓裝置。Ultem有多種等級，最常見的是Ultem 1010和9085。

特性：

在極高溫度下仍能很好地保持機械性能

卓越的比強度、剛性、柔韌性和尺寸強度

良好的電氣性能

良好的抗紫外線和耐候性

固有阻燃

耐醇、酸和烴類溶劑，但溶于部分鹵化溶劑

PEI還表現(xiàn)出良好的水解穩(wěn)定性

在熱空氣和水環(huán)境中表現(xiàn)尤其出色

大多數(shù)PEI牌號均符合食品接觸標(biāo)準(zhǔn)

6、PEEK（聚醚醚酮）

PEEK 屬于聚芳醚酮 (PAEK) 系列聚合物，在軍事、制藥、石化和食品包裝等領(lǐng)域的應(yīng)用日益普及。然而，其高昂的成本和棘手的加工工藝限制了它在工業(yè)上與特定打印機的配合使用。PEEK 的重量不到鋁的一半，是鋼的六分之一，因此是石油天然氣工業(yè)和航空航天領(lǐng)域的理想金屬替代部件。將 PEEK 與復(fù)合材料（如玻璃纖維、石墨或碳增強材料）結(jié)合使用，可進一步增強 PEEK 的性能。PEEK 還可用于醫(yī)用植入物（因為它具有完全的生物相容性和 X 射線透明性），但工業(yè)用 PEEK 和植入用 PEEK 之間存在巨大差異。

特性：

高度耐受高達 260°C 的極端溫度

耐腐蝕性流體、氣體和高壓

耐高壓水或高壓蒸汽

高自潤滑性和低摩擦性

出色的抗蠕變性

良好的尺寸穩(wěn)定性

可燃性低，燃燒時很少冒煙

優(yōu)異的絕緣性能

優(yōu)異的高溫殺菌性能

完全生物相容性

7、PEKK（聚醚酮酮）

PEKK 是聚芳醚酮 (PEAK) 家族的另一種聚合物，也是世界上性能最高的聚合物之一。PEKK 具有極佳的機械、耐熱和耐化學(xué)性能，但比 PEEK 更易于打印。事實上，與基于 PEEK 的長絲相比，PEKK 可以在較低的 3D 打印溫度下進行加工，不需要超高溫室（如 PEEK），并且具有出色的層粘合性，從而使零件具有優(yōu)異的尺寸精度和 Z 強度。這是另一種用途廣泛的高性能 3D 打印聚合物，可在航空航天、汽車、醫(yī)療技術(shù)和船舶等各行各業(yè)中替代金屬和復(fù)合材料部件。這種材料耐碳氫化合物和流體。

用 PEKK 打印出的部件可在打印后進行熱處理（退火），以最大限度地提高機械、熱和耐化學(xué)性。印刷部件的顏色為透明的金黃色，退火后會變成不透明的棕褐色。

特性：

耐高溫達 255 oC 以上

極高的剛度、拉伸和壓縮強度以及抗沖擊性

易于印刷

阻燃、低廢氣

翹曲非常有限

幾乎耐所有有機和無機化學(xué)品

8、PPSU（聚苯砜）

砜類聚合物（PPSU、PESU、PSU）是另一個高性能塑料系列，具有出色的熱穩(wěn)定性、高強度和韌性、出色的水解穩(wěn)定性、透明度和良好的抗環(huán)境應(yīng)力開裂性。與 PEAK 系列不同的是，PPSU 具有較高的熱變形溫度（與 PEI 相似），而且是唯一能在超高溫（204 oC）下保持透明的熱塑性塑料，即使長期暴露在高溫下也不例外。PPSU 在熱水和蒸汽中具有持久的性能，即使在壓力下也是如此，因此在加壓熱水應(yīng)用中常被用來替代黃銅。在手術(shù)消毒箱和消毒盤、植入試驗、手術(shù)器械手柄以及大量其他醫(yī)療和牙科設(shè)備中，它們可以作為金屬的輕質(zhì)替代品。PPSU 還廣泛應(yīng)用于食品服務(wù)和飛機機艙內(nèi)飾。

特性：

在高達 150 oC 的溫度下具有出色的長期抗蠕變性。

易于加工

在高溫持續(xù)負(fù)載條件下具有出色的耐磨性

耐酸、堿、油、油脂、脂肪族碳氫化合物和酒精。

良好的光學(xué)清晰度

非常好的耐水解性和耐消毒性

生物相容性

優(yōu)異的絕緣性能

即使在高溫下也具有出色的剛性

抗紫外線能力低

編譯整理：ALL3DP