高性能3D打印材料指南（二）
魔猴君 知識(shí)堂 780天前
3D打印工程和高性能塑料的機(jī)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(qiáng)度，耐高溫，抗沖擊，抗彎曲等特點(diǎn)，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(qiáng)度比ABS材料高出60%左右，具備超強(qiáng)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(dá)110°C的高機(jī)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
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(qiáng)度和耐磨性，同時(shí)易于加工。PA通常采用碳纖維、玻璃纖維增強(qiáng)，或嵌入連續(xù)碳纖維以增加增強(qiáng)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(qiáng)度和剛度
即使在低溫下也具有良好的沖擊強(qiáng)度
流動(dòng)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(jī)酸和溶劑的影響
3、PETG/PET（聚乙烯）
PET和PETG屬于聚對(duì)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(qiáng)度低，PETG可以說不是一種工程級(jí)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(jì)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(duì)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(qiáng)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?cè)谠霾闹圃熘凶兊迷絹碓匠Ｒ姡陨a(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(gè)硬度范圍內(nèi)具有高彈性
優(yōu)異的低溫強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度
對(duì)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(jí)
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(jī)械性能和電性能。PEI為制造商提供了高強(qiáng)度重量比，使其成為一種經(jīng)濟(jì)高效的金屬替代品，其強(qiáng)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(jí)，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(jī)械性能
卓越的比強(qiáng)度、剛性、柔韌性和尺寸強(qiáng)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(hào)均符合食品接觸標(biāo)準(zhǔn)
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(jī)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(qiáng)材料）結(jié)合使用，可進(jìn)一步增強(qiáng) PEEK 的性能。PEEK 還可用于醫(yī)用植入物（因?yàn)樗哂型耆纳锵嗳菪院?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(dá) 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(shí)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
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(jī)械、耐熱和耐化學(xué)性能，但比 PEEK 更易于打印。事實(shí)上，與基于 PEEK 的長絲相比，PEKK 可以在較低的 3D 打印溫度下進(jìn)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(qiáng)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?xì)浠衔锖土黧w。
用 PEKK 打印出的部件可在打印后進(jìn)行熱處理（退火），以最大限度地提高機(jī)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(huì)變成不透明的棕褐色。
特性：
耐高溫達(dá) 255 oC 以上
極高的剛度、拉伸和壓縮強(qiáng)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(jī)和無機(jī)化學(xué)品
8、PPSU（聚苯砜）
砜類聚合物（PPSU、PESU、PSU）是另一個(gè)高性能塑料系列，具有出色的熱穩(wěn)定性、高強(qiáng)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(yàn)、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(jī)機(jī)艙內(nèi)飾。
特性：
在高達(dá) 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?xì)浠衔锖途凭?/span>
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
