5 种性能最高的工业 FDM 塑料

熔融沉积成型 (FDM) 是一种简单而通用的 3D 打印技术，它使用熔融的热塑性材料来制造成品部件。在此过程中，热塑性 FDM 材料在 FDM 机器的加热打印喷嘴内熔化，然后逐层挤出到设定的刀具路径上，直到零件成型。 FDM 是当今应用最广泛的增材制造工艺之一。

一个常见的误解是 FDM 只能用于 3D 原型制作和建模。事实上，FDM 通常用于在航空航天、汽车、机器人和电子行业制造工业强度的高性能零件。常见的例子包括飞机内部部件、汽车更换部件以及工业级夹具和固定装置。如果不使用高性能塑料，就不可能制造这些高性能部件。以下是您需要了解的有关 FDM 工艺中使用的五种高性能材料的所有信息。

1。 ULTEM® PEI

ULTEM® 是聚醚酰亚胺 (PEI) 的品牌名称，30 多年来一直是制造业的主要产品，并且仍然是为数不多的专为承受极端条件而设计的市售无定形热塑性树脂之一。这种 FDM 塑料材料稳定且重量轻，可长时间承受高达 217°C 的温度，并在波动的温度下保持稳定。更重要的是，它本身就具有阻燃性，并且产生的烟雾最少。

ULTEM 的机械规格包括：

• 断裂拉伸强度 (73°F)：15,200 psi
• 抗弯强度 (73°F)：22,000 psi
• 断裂伸长率 (73°F)：60%
• 熔点：426°F

由于其强度和耐用性，ULTEM® 通常用于高性能工业应用，如电路板和食品制备和消毒设备。此外，由于它在与脂肪、油、醇、酸和其他水溶液接触时不会开裂，因此 ULTEM® 是汽车应用和飞机零件的理想选择。

您可以在传动部件、阻火器、飞机座套等中找到 ULTEM®。尽管具有所有优势，但产品团队应该知道这种 FDM 材料非常昂贵，并且在存在极性氯化溶剂的情况下容易开裂。

2。尼龙6

尼龙是一系列高性能工程热塑性塑料，以在不影响冲击性能的情况下提供出色的强度和刚度而闻名。这种 FDM 材料可以与多种不同的添加剂结合使用，以实现某些化学和机械性能，使其用途广泛，适用于许多不同的用例。尼龙 6 是一种可加工的高弹性长丝，特别适合工业 FDM 应用。

尼龙6高温强度高，低温冲击强度好，抗疲劳性好。此外，其光滑的玻璃状表面纤维具有出色的耐磨性。常见应用包括工业电线、电气模具、燃料系统组件以及金属轴承或衬套的替代品。未增强尼龙6的机械规格包括：

• 抗拉强度：76 MPa
• 抗弯强度：110 MPa
• 硬度：116，洛氏R
• 熔化温度：428°F (220°C)

3。丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）

ABS 是一种坚固、刚性和抗冲击的高性能工程热塑性塑料。工程师和产品团队喜欢使用这种材料，因为它随着时间的推移保持机械强度和稳定性，而不会影响可加工性。 ABS 非常可焊接且易于使用标准机械加工，加上其低熔化温度使其特别适合在 FDM 机器上加工。 ABS 的高表面亮度和出色的表面外观让设计师们很喜欢。

ABS的机械规格包括：

• 断裂伸长率：10 – 50%
• 断裂拉伸强度：29.8 – 43 MPa
• 屈服拉伸强度：29.6 – 48 MPa
• 弯曲模量：1.6 – 2.4 GPa

尽管如此，这种 FDM 塑料材料确实有其缺点。 ABS虽然耐磨耐冲击，但耐候性差，容易划伤。它对酮和酯的耐溶剂性也很差。某些润滑脂会导致 ABS 应力开裂。但是，如果您可以解决这些痛点，您会发现自己拥有适用于工业应用的强大 FDM 材料。常见用途包括管件、汽车零部件和电子外壳。

4。聚碳酸酯 (PC)

聚碳酸酯是一种高性能的工程级无定形热塑性树脂。这种 FDM 塑料比聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 更坚固，比尼龙更坚硬，经久耐用，并以在长时间和压力条件下保持其颜色和强度而闻名。

PC 重量轻、耐磨、本质上是阻燃的，并且在高达 135°C 的温度下具有热稳定性。它还耐稀酸、脂肪烃和醇。但值得注意的是，PC 对研磨性碱性清洁剂以及芳香烃和卤代烃很敏感。

从设计的角度来看，PC 还为设计人员提供了很大的灵活性。这种材料透明度很高，可以像玻璃一样透射 90% 的光，透明聚碳酸酯的折射率为 1.584。 PC 板也有各种不同的色调可供选择，适合任何审美。为了使 FDM 透明材料保持晶莹剔透，设计人员应注意长时间暴露在紫外线下后是否变黄。这种 FDM 材料的常见应用包括安全头盔、防弹玻璃、汽车前照灯镜片、医疗设备和电子元件。

聚碳酸酯的机械规格包括：

• 抗拉强度：9,500 psi
• 弯曲模量：345,000 psi
• 264 psi 时的热变形温度：270°F
• 线性热膨胀系数：3.8 in/in/°Fx10-5

5。聚苯砜 (PPSF)

与聚碳酸酯一样，PPSF 是一种坚韧、透明且本质上阻燃的 FDM 材料。 PPSF 具有 274°C 的热变形温度和 260°C 的连续使用温度，是用于断路器和飞机内部等高温环境的高性能塑料部件的理想选择。

PPSF 还具有良好的电绝缘和介电性能、对伽马射线的高抗性和极低的吸水率。这种材料在生理上也是惰性的，因此适合与食物接触。

机械规格包括：

• 断裂拉伸强度：75.8 – 76 MPa
• 断裂伸长率：30 – 90%
• 弯曲模量：2.38 – 2.41 GPa
• 介电强度：14.2 – 20 kV/mm

值得注意的是，PPSF 与 ULTEM® 一样，对于某些产品团队来说可能过于昂贵。此外，它的低清晰度会限制某些设计参数。

为您的下一个项目选择合适的 FDM 塑料

熔融沉积建模是一种通用的增材制造工艺，非常适合原型制作、建模和工业级高性能零件。 ULTEM® (PEI)、尼龙、ABS、聚碳酸酯和 PPSF 都是具有强度和耐热性的 FDM 3D 打印材料，可经受许多行业的一系列高性能应用。

尽管如此，这五种 FDM 打印材料只是冰山一角。还有许多其他高性能塑料可供选择，产品团队很容易被众多选择所淹没。与经验丰富的制造合作伙伴合作使 FDM 材料选择变得更加容易。

Fast Radius 团队在 3D 打印技术（包括 FDM 3D 打印）方面拥有多年经验。我们经验丰富的设计师、工程师和技术人员团队可以帮助您选择最适合您下一个项目的 FDM 塑料材料，并帮助优化整个产品开发生命周期。今天就联系我们开始吧。

有关何时使用 FDM 和其他增材制造技术的更多信息，请访问 Fast Radius 资源中心。

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