增材制造技術中的FDM技術類別，近年來處于非?；靵y和模糊的狀態(tài)：一方面是PLA材質的普及型打印機，僅用于基礎外觀評估的非測試應用；另一方面是工業(yè)級標準的測試級設備與材料應用，甚至使用FDM原理的金屬材質打印。它們之間價格跨度是萬元到百萬元，僅靠目測兩者的的區(qū)別：能擺在桌面上和重達1噸以上的體積區(qū)別，而內(nèi)部更是設備成型倉的耐高溫運動部件和運動控制軟件、依據(jù)不同材料的重復精度保證等諸多的本質不同。

首先，在FDM這個統(tǒng)稱下，最核心的不僅是高溫密閉成型倉室和真實的工程塑料這兩點區(qū)別。為了了解需要哪些材料才能產(chǎn)生耐用零件，我們從個人打印機到工業(yè)級打印進行一個歸納介紹。

一、PLA，25%ABS加PLA，PETG是普及型桌面式打印機使用的耗材但是這些遠非高質量和工業(yè)應用級別的材料。

二、ABS、PC、尼龍、PPS、這些則是工業(yè)3D打印的高溫FDM塑料序列，目前更延展至ULTEM、PEKK等高等級工程材料，這些高等級材料的成型精度與材料性能的同步保障是工業(yè)級設備的體現(xiàn)！

那么有哪些領域需要應用高性能塑料？

具有出色性能的塑料在航天領域中非常有用。當然還不能用于塑料打印火箭發(fā)動機，它的熱穩(wěn)定性還未達到如此高的水平，但是它非常適合制作周圍的各種零件。另一個典型的案例是航空。飛機內(nèi)飾與氣密件領域應用的范圍很大。為了減少零件的重量，在可能的情況下盡量改用塑料。當飛機制造涉及發(fā)動機部件或機身框架的細節(jié)時，可直接打印金屬，但是到了負荷較小的結構元素（例如機艙通風和內(nèi)飾部件）最好由高性能塑料制成。目前，主流航空公司們越來越多的接受這種趨勢。

我們從天上回到地面：有趣的是工程塑料的其他性能。耐化學腐蝕性、耐高溫、防靜電、生物相容性等有可能使3D打印創(chuàng)建傳統(tǒng)工藝無法獲得的零件結構。與金屬打印相比，塑料打印價格更低。打印的產(chǎn)品可更多地應用于醫(yī)藥、石油天然氣工業(yè)以及化學工業(yè)領域。

與普通塑料的區(qū)別

1.含聚碳酸酯的長絲

聚碳酸酯是工業(yè)上常用的塑料，具有高抗沖擊性和透明性，也可滿足FDM打印的需要。該材料比ABS更能保持溫度，耐酸，但對紫外線輻射敏感，在石油產(chǎn)品的影響下分解。

2.純聚碳酸酯，PC

聚碳酸酯產(chǎn)品的最高工作溫度為130°C。聚碳酸酯具有生物惰性，其產(chǎn)品可以接受滅菌處理，這使您可以將其用于打印藥品包裝和配件。

3.PC-ABS

PC-ABS結合了ABS固有的耐磨性和韌性，具有更高的沖擊性和工作溫度。在低溫下（最高-50°C）保持強度。與純PC不同，它更適用于需要通過打磨或噴砂消除零件的分層結構的情況。應用方向：用于零件和小批量生產(chǎn)的外殼和控制元件，替換設備中的成批的塑料部件。

4.聚酰胺長絲

尼龍聚酰胺被用于合成纖維的生產(chǎn)，這是一種很受歡迎的打印材料，使用選擇性激光燒結（SLS）進行打印。用FDM / FFF技術進行打印時，主要使用尼龍6（尼龍），尼龍66（尼龍）和尼龍12。尼龍基長絲的共同特征包括化學惰性和抗摩擦性。尼龍12比PA6和PA66更具柔韌性和彈性。最高工作溫度100°C，個別最高可到120°C。首先，尼龍是用來打印齒輪的。為此目的的最佳材料，您可以使用它在帶封閉相機的常規(guī)3D打印機上工作。耐磨性使您可以制造牽引力，凸輪，滑動襯套。在許多制造商的生產(chǎn)線中，都有基于尼龍的復合線材，具有更高的機械強度。

讓我們進入有趣的部分

您可以在常規(guī)3D打印機上使用聚碳酸酯或聚酰胺。但是下面提到的線材對打印設備有著更高的要求，尤其是噴頭溫度和打印腔室溫度，換句話說，您需要使用可以對高溫塑料進行打印的工業(yè)級設備。

1.聚醚醚酮，PEEK

PEEK植入物用于治療胡桃夾綜合征，圖源：唐都醫(yī)院

聚醚醚酮（PEEK）被廣泛認為是世界上性能優(yōu)異的工程熱塑性塑料之一，具有獨特的耐化學性和高溫力學性能。然而想要打印PEEK，打印設備的工作溫度需要達到250°C，PEEK雖然價格高和抗沖擊性中等，但是它耐高溫、耐腐蝕、抗老化。PEEK常用于醫(yī)療設備和植入物，耐磨性使其能夠打印出豐富的細節(jié)。

2.聚醚酰亞胺，PEI

ltem9085 3D打印零件，來源：INTAMSYS

Ultem SABIC開發(fā)的塑料，雖然PEI的特性比PEEK的諸項指標略低，但成本要比PEEK低得多。航空航天行業(yè)對PEI的需求很大，與鋁合金相比，其重量要小得多。產(chǎn)品的工作溫度根據(jù)制造商的不同，最高可以達到217°C。PEI具有與PEEK相同的優(yōu)勢，耐化學性和耐高溫，機械強度高。

3.聚苯砜，PPSF / PPSU

PPSU是一種無定形的熱性塑料，具有高度透明性、高水解穩(wěn)定性。兼具耐溫性，機械強度和耐化學性的另一種材料。適于制作耐熱件、絕緣件、減磨耐磨件、儀器儀表零件及醫(yī)療器械零件。關于復合長絲大多數(shù)用于FDM打印的材料都具有復合材料版本。比如，PLA，將金屬或木材粉末添加到PLA中可以改變其美學特性。工程塑料用碳纖維增強，以增加零件的剛性。這些添加劑對塑料性能的影響不僅取決于其數(shù)量，而且取決于纖維的尺寸。如果說可以將細粉視為裝飾性添加劑，纖維則已經(jīng)明顯改變了塑料的特性。

三、關于復合長絲

大多數(shù)用于FDM打印的材料都具有復合材料版本。比如，PLA，將金屬或木材粉末添加到PLA中可以改變其美學特性。工程塑料用碳纖維增強，以增加零件的剛性。這些添加劑對塑料性能的影響不僅取決于其數(shù)量，而且取決于纖維的尺寸。如果說可以將細粉視為裝飾性添加劑，纖維則已經(jīng)明顯改變了塑料的特性。

1.其他特定屬性

工程塑料不僅具有耐高溫性和機械強度。對于用于存儲電子設備的外殼或盒子，以及在具有易燃揮發(fā)性液體的工作條件下，需要具有抗靜電性能的材料。常規(guī)的ABS不耐紫外線輻射，這限制了它在戶外沒有保護性涂層的情況下的使用。作為替代方案，提出了ASA，除了優(yōu)異的抗紫外線性外，其它特性與ABS相似。

2.金屬的替代品

塑料可以在很多領域替代金屬，因為它在輕度，隔熱和電絕緣性，耐用性方面都超過了金屬。但是，特殊合金和機械強度要求高的領域，目前最好的FDM材料的打印還不能達到金屬產(chǎn)品的物理指標。

3.特殊工程塑料

總結一下。簡而言之：上文所考慮的打印材料與具有較高打印溫度的常規(guī)材料不同，這些都需要使用專用設備打印，并且所制造零件的耐熱性和機械強度很高。為了使用這種線材，需要打印噴頭的工作溫度可達350°C且具有熱穩(wěn)定成型空間的工業(yè)級3D打印機，你作為個人愛好者或初級教育，可以使用桌面打印設備，它們不需要大多的專業(yè)知識，但如果你是一個工程師或依據(jù)生產(chǎn)型工程材料來定制部件的偏專業(yè)人士，請務必選擇能滿足你的工業(yè)級設備與對應材料，或與用此類設備來提供服務的綜合服務的供應商。