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3D 打印机耗材指南:类型、材料和实际用途

3D 打印丝是一种输送至熔融沉积建模 3D 打印机的热塑性线材。两种流行的长丝,PLA 和 ABS,已分别在 1930 年和 1940 年用于不同的应用。 1981年,热固性聚合物被用作3D打印机耗材。当 1988 年 FDM(熔融沉积成型)发明时,传统的塑料丝已经投入使用。 

3D 打印机耗材有多种材料,如丝绸、木材、青铜、金和碳。这些细丝的厚度有 1.75 毫米和 3 毫米,以线轴形式出售。细丝的成本从 10 美元到 120 美元不等,甚至更高,具体取决于类型、质量、品牌和性能。

本文将讨论 3D 打印机耗材的类型、材料及其用途。

欲了解更多信息,请参阅我们关于 3D 打印您需要了解的一切指南。

3D打印机耗材有哪些类型?

下面列出了不同类型的 3D 打印机耗材:

  1. 标准塑料丝: 常用的3D打印耗材,即ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)和PLA(聚乳酸)。 PLA 以其抗冲击性能而闻名,而 ABS 则更坚韧、更轻。 
  2. 其他热塑性长丝: 这些材料包括尼龙(聚酰胺)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVA(聚乙烯醇)、ASA(丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯)和 HIPS(高抗冲聚苯乙烯)。这些长丝的应用因其特性而异。例如,HIPS 和 PVA 由于其溶解特性而通常用作双挤出打印机的支撑材料。  
  3. 柔性细丝: 这些长丝兼具橡胶和硬质塑料的特性。例子包括 TPE(热塑性弹性体)、TPU(热塑性聚氨酯)和 Amphora 长丝。 TPE 和 TPU 都是需要灵活性的设计的流行选择。 
  4. 奇异的细丝: 它们利用 PLA 等基础材料,并使用特殊添加剂增强它们以执行额外的功能。例子包括砂岩、木材、丝绸、金属和磁丝。不同长丝的应用取决于最终产品所需的光洁度。例如,在丝丝中,需要具有丝绸般的外观。 

3D 打印机耗材使用哪些材料?

3D 打印丝材有多种材料,例如热塑性塑料、丝绸、碳纤维、金属、木材、陶瓷和砂岩。材料的选择取决于最终印刷品的应用和所需的性能。  常见的材料选项如下所示。

1。聚乳酸

PLA 是一种源自可再生资源的热塑性长丝,例如玉米淀粉和甘蔗。 PLA 具有与聚丙烯 (PP)、聚苯乙烯 (PS) 或聚乙烯 (PE) 相似的特性。要了解更多信息,请参阅我们关于什么是 PLA 的文章。

2.丙烯腈

丙烯腈是一种用于制造 ABS 和 ASA 的化合物。 ABS具有良好的冲击强度和耐磨性。 ASA 专为更极端的天气条件和户外应用而开发。 

3.聚对苯二甲酸乙二醇酯

PETG 是一种热塑性聚酯,具有优异的耐用性和耐化学性。它是 PET 的一种更先进的形式。 “G”代表乙二醇,添加它是为了提供一些额外的特性。与 PET 相比,PETG 具有更好的强度和耐用性,并且更耐冲击且更适合高温。要了解更多信息,请参阅我们的 PETG 属性指南。

4。热塑性聚氨酯

TPU 是聚氨酯塑料,是 TPE 的子集。与 TPE 相比,TPU 更坚韧、更坚硬,非常适合制造更重、更坚韧、更耐用的原型。

5。奇异的细丝

奇异的 3D 打印长丝是一种复合长丝,其基材经过添加剂增强。这提供了特殊的机械性能和表面处理。 

3D 打印机耗材的最佳材料是什么?

3D 打印机耗材的最佳材料根据应用和所需特性而有所不同。表1比较了不同的长丝及其性能:

表 1. 3D 打印机耗材比较

灯丝 价格(每公斤) 耐用性 灵活性 强度 食品安全

灯丝

ABS

价格(每公斤)

10 美元

耐用性

灵活性

中等

实力

中号

食品安全

没有

灯丝

解放军

价格(每公斤)

$15

耐用性

中号

灵活性

实力

中等

食品安全

是的

灯丝

尼龙

价格(每公斤)

50 美元

耐用性

灵活性

实力

食品安全

是的

灯丝

PETG

价格(每公斤)

$15

耐用性

灵活性

实力

中等

食品安全

是的

灯丝

聚乙烯醇

价格(每公斤)

40 美元

耐用性

中等

灵活性

实力

食品安全

是的

灯丝

ASA

价格(每公斤)

30 美元

耐用性

灵活性

实力

中等

食品安全

没有

灯丝

电脑

价格(每公斤)

30 美元

耐用性

灵活性

中高

实力

食品安全

没有

灯丝

热塑性弹性体

价格(每公斤)

40 美元

耐用性

中等

灵活性

实力

食品安全

是的

灯丝

热塑性聚氨酯

价格(每公斤)

45 美元

耐用性

灵活性

中高

实力

中高

食品安全

是的

灯丝

砂岩

价格(每公斤)

30 美元

耐用性

灵活性

实力

食品安全

没有

灯丝

木头

价格(每公斤)

25 美元

耐用性

中等

灵活性

中等

实力

中等

食品安全

没有

灯丝

HIPS

价格(每公斤)

$20

耐用性

灵活性

中等

实力

食品安全

是的

灯丝

碳纤维

价格(每公斤)

30 美元

耐用性

灵活性

实力

中等

食品安全

没有

ABS 和 PLA 是两种最具成本效益的线材选择,起价分别为 10 美元和 15 美元。大多数复合长丝以PLA为基础材料,并利用其特性添加一些添加剂进行增强。这导致复合材料具有中等到低的耐久性、柔韧性和强度。然而,HIPS 和碳纤维是一个例外,因为两者都具有很高的耐用性。 

有关更多信息,请参阅我们的 3D 打印最佳材料指南。

哪些因素影响3D打印机耗材的强度?

影响3D打印机耗材强度的因素有:

  1. 拉伸强度: 对于需要抗拉强度以抵抗物体拉力的部件,PETG 和 PC 都是不错的选择。 PETG 层间粘合力强。
  2. 冲击强度: 抗冲击性最强的 3D 打印机耗材包括 ABS、PETG、PC 和 TPU。
  3. 撕裂强度: 对于需要高撕裂强度的零件,TPU 长丝是一个不错的选择。

最强的 3D 打印机耗材是什么?

聚碳酸酯是最强的 3D 打印机耗材。拉伸强度达70MPa,具有优异的冲击强度。

3D打印机耗材的维护

3D 打印机耗材的维护取决于存储。选择合适的存储解决方案时,请考虑气候、保质期以及灯丝的使用环境。例如,PLA 的保质期为 2-3 年。典型的维护包括将 PLA 储存在阴凉、干燥和黑暗的地方(无湿气储存)。两年后,打印质量可能开始恶化,并且耗材可能需要更换。

影响3D打印产品耐用性的因素有哪些?

以下因素影响3D打印机耗材的耐用性:

  1. 层厚度: 打印物体的层厚度会影响该物体在其材料属性范围内的强度。 
  2. 材料质量: 优质材料通常性能更好且更耐用。
  3. 适宜温度: 不同的3D打印耗材具有不同的温度敏感性。记下灯丝的指定温度范围,以确保其与制造最终产品时遇到的温度条件相匹配。  
  4. 撤回: 如果回缩太高,则会导致打印头内的气穴造成小间隙或滴漏。如果打印机缩回得不够,喷嘴移动时就会出现明显的渗漏。细丝将在特征之间串连,因为喷嘴在移动之前不会停止材料的挤出。 
  5. 零件方向: 3D 打印零件在与打印床平行的平面上最强,而在构建方向上本质上较弱。
  6. 填充和周长: 增加打印部件的填充密度会增加部件的刚度并防止其变形。

3D打印机耗材有什么用途?

下面列出了使用 3D 打印机耗材打印的打印件的一些用例:

  1. 医疗: 用作医用缝合线、植入物、医疗器械和假肢。 
  2. 工业: 用于打印功能部件或原型、定制工具和注塑模具。  
  3. 体育: 用于打印曲棍球杆、头盔和运动鞋鞋底的握把。  
  4. 汽车: 用于汽车零件原型,包括汽车的内部元件、仪表板和比例模型。  

3D打印机耗材有哪些优势?

3D 打印机耗材具有一些优势,包括:

与树脂 3D 打印机相比,使用 3D 打印机耗材的机器具有更大的构建体积,因此可用于打印更大的产品。  

3D打印机耗材有哪些缺点?

3D 打印机耗材的一些缺点是:

与树脂打印对应物相比,灯丝的分辨率和质量较低。树脂印刷品还提供更好的表面光洁度。 

在哪里购买 3D 打印机耗材

3D打印机耗材可以从以下渠道购买:

  1. 国际公司: 亚马逊的全球市场可以以优惠的价格获得各种品牌和类型的长丝。它提供经济运输的物流网络,并拥有无与伦比的退货政策。
  2. 美国本土公司: 几家美国本土公司销售 3D 打印机耗材。选择供应商时,重要的是要考虑位置、可用的交付资源和良好的评价。 Xometry 提供了一个在线市场,拥有广泛的机械车间、定制制造商网络和多种 3D 打印机耗材选择。  

如何找到您附近的 3D 打印机耗材

有几种方法可以找到您附近的 3D 灯丝:

  1. Thomasnet.com 拥有超过 80 家 3D 打印机耗材供应商的列表,并允许您按地理位置缩小范围。
  2. 前往当地的创客空间,询问 3D 打印机耗材公司的名称。
  3. 在您所在地区的 3D 线材供应商论坛上提问。

如何选择最佳的 3D 打印机耗材服务

选择最佳 3D 打印机耗材服务的技巧包括:

  1. 寻找信誉良好且拥有专业在线资料的公司。 
  2. 确保他们提供您正在寻找的正确灯丝。
  3. 查看其他客户在其平台内外的一些评论。 
  4. 尝试小额订单来测试其产品的质量。 
优质 3D 打印机耗材服务的信号是什么?

寻求优质 3D 打印机耗材服务时需要注意的一些信号包括:

  1. 来自可信来源的服务评价。
  2. HelloPeter 或 Google Reviews 等网站上的在线评论。
  3. Ninjatek 是提供优质长丝的知名且信誉良好的品牌的一个很好的例子。

最好的 3D 打印机耗材是什么?

最好的3D打印机耗材如下:

  1. Hatchbox 或 Eryone PLA 3D 打印机耗材是优质、经济高效的多用途耗材。 
  2. NinjaFlex TPE 和 TPU 3D 打印机耗材最适合柔性打印。 
  3. PolyMax PC 3D 打印机耗材的强度和耐用性最佳。 

3D 打印机耗材的替代品有哪些?

ABS、PLA 和 PET 等“标准”塑料的其他替代 3D 打印机耗材有:

  1. 可生物降解的长丝
  2. 大麻 3D 打印长丝
  3. 咖啡 3D 打印机耗材

有关 3D 打印机耗材的常见常见问题解答

多丝 3D 打印更好吗?

多丝双挤出 3D 打印机最适合打印复杂的设计或具有支撑结构的设计。同时打印两种不同的材料可以节省时间并结合每种材料的最佳性能。

金属 3D 打印机耗材与木材 3D 打印机耗材相比有何优势? 

金属3D打印机耗材相对于木材3D打印机耗材的优点是:


  1. 与木丝相比,金属丝更耐磨。
  2. 金属丝比木质 3D 打印机丝更耐用、更坚硬。
  3. 金属印刷品适用于功能性机械零件和工业应用。 

树脂比 3D 打印机耗材更好吗?

树脂可能比 3D 打印机丝更好,具体取决于应用。众所周知,树脂打印品具有卓越的品质,非常适合制作细节丰富的微型模型。灯丝更耐用、更便宜,并且更适合较大的物体。要了解更多信息,请参阅我们的树脂与 3D 打印机耗材指南。

3D填充与3D打印机耗材有什么关系?

3D 打印机耗材是用于创建 3D 填充物的材料。填充密度是模型、物体或原型内部打印的细丝数量。 有关更多信息,请参阅我们的 3D 填充指南。

摘要

本文回顾了不同类型的 3D 打印机耗材,并总结了它们的用途和特性。要了解有关 3D 打印机耗材的更多信息并确定哪一种最适合您的应用,请联系 Xometry 代表。

Xometry 提供广泛的制造能力,包括满足您所有原型设计和生产需求的 3D 打印和增值服务。请访问我们的网站了解更多信息或索取免费、无义务的报价。

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迪恩·麦克克莱门茨

Dean McClements 是机械工程荣誉学士学位毕业生,在制造业拥有二十多年的经验。他的职业生涯包括在 Caterpillar、Autodesk、Collins Aerospace 和 Hyster-Yale 等领先公司担任重要职务,在那里他对工程流程和创新有了深入的了解。

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