FDM 3D打印材料全攻略：PLA、ABS与新兴材料深度对比
引言
随着3D打印市场涌现大量新材料，选材决策日益复杂。FDM工艺中，PLA与ABS长期占据主导，但这更多源于历史偶然，而非技术护城河。未来其他聚合物大有可为。
本文聚焦当前主流纯聚合物：PLA、ABS、PET、尼龙、TPU（柔性）、PC。通过快照式属性对比，助你依据应用场景快速定型。
评价方法论
材料常按力学性能、外观质量、工艺性三维分级。我们进一步拆解关键决策指标（除成本与速度外）：
- 打印易度：床面粘附、最大打印速度、失败率、流量精度、送丝顺滑度等
- 最大应力：缓慢拉伸至断裂前的极限应力
- 断裂伸长率：断裂前的最大拉伸长度占比
- 冲击韧性：突发冲击下的吸能断裂能力
- 层间结合（各向同性）：层与层结合强度，决定各向同性表现
- 耐热性：软化变形前的最高耐受温度
补充说明：刚性等属性无绝对优劣，仅适配性差异；吸湿性、毒性等虽难量化但关键，单独标注。
材料评分结果（1-5分制）
基于Optimatter数据，六大材料在FDM工艺下的相对评分（其他工艺评分体系截然不同）：
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PLA ABS PET 尼龙 TPU
PLA：易打印、高颜值、脆性大
最易打印，外观质量佳。高刚性、高强度，但极脆。
| 优势 | 劣势 |
|---|---|
| 生物基、可降解 | 低吸湿性 |
| 无异味 | 难粘接 |
| 可砂纸打磨、丙烯酸上色 | |
| 良好抗UV |
ABS：耐热、韧性强、有气味
需更高耐热与韧性时首选替代PLA。
| 优势 | 劣势 |
|---|---|
| 丙酮蒸汽抛光得高光面 | UV敏感易老化 |
| 可打磨上色 | 打印有气味 |
| 丙酮可作强力胶 | 潜在高烟雾排放 |
| 良好耐磨 |
PET：柔韧平衡、综合性能优
略软性聚合物，性能均衡，缺陷极少。
| 优势 | 劣势 |
|---|---|
| 可食品接触 | 比PLA/ABS重 |
| 高吸湿性、耐化学性 | |
| 可回收 | |
| 良好耐磨 | |
| 可打磨上色 |
尼龙：力学怪兽、层间结合是短板
非柔性丝材中冲击韧性最强，但层间结合易成痛点。
| 优势 | 劣势 |
|---|---|
| 良好耐化学性 | 强吸湿性 |
| 高强度 | 潜在高烟雾排放 |
TPU：柔性首选、冲击韧性惊人
主攻柔性应用，极高冲击韧性拓展更多可能。
| 优势 | 劣势 |
|---|---|
| 良好耐磨 | 后处理困难 |
| 耐油脂 | 难粘接 |
PC：综合强度王者、ABS进阶替代
全材料中强度最高，性能接近ABS但更强。
| 优势 | 劣势 |
|---|---|
| 可灭菌 | UV敏感 |
| 易后处理（打磨） |
结语
选对聚合物是功能性零件成功的前提。本文助你按需选材。供应商常通过共混或添加剂（如碳纤维增强刚性）改性纯聚合物，这类复杂配方不在本文讨论范围，详见OptiMatter优化工具。
免责声明
- 评分基于代表通用化学性质的平均聚合物，实际表现随具体产品/供应商差异。
- 除耐热度采用多家供应商玻璃化转变温度外，所有数据由3D Matter实测。
- "额外考量"章节综合第三方评估与自有观察。
- 文中尼龙特指尼龙6，非尼龙11/12。
- 视觉质量测试为无后处理状态；丙酮蒸汽处理ABS等可显著提升表面质量。
- 3D打印聚合物毒性机理尚不明确，未来影响或增大。毒性评论参考Azimi等人2016年研究[1]。
[1] Azimi et al, Emissions of Ultrafine Particles and Volatile Organic Compounds from Commercially Available Desktop Three-Dimensional Printers with Multiple Filaments, Environmental Science & Technology, 2016
特别感谢3D Matter分享材料研究成果。
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