3D打印线材

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3D打印线材（en），是熔融沉积成型（FDM）的3D打印机所使用之热塑性原料。市面上有多种不同特性与用途的耗材可供选择。

线材的直径范围很广，最常见的为 1.75 mm 和 2.85 mm，后者常与较少见的 3 mm 混淆。

耗材由一条连续细长的塑胶线卷入卷筒中所组成。

## 生产

### 商业生产的线材

3D 打印机用线材是透过加热、挤出与冷却塑料的过程来将原料球转变成成品。然而与 3D 打印机不同，丝材是被拉出而非被推入喷嘴以形成丝材。丝材的直径由加热塑料后的加工过程决定，而非挤出机喷嘴的直径。当丝材从挤出机拉出时，会施加不同的力与速度以定义丝材的宽度，最常见的直径为 1.75 mm 或 2.85 mm。

线材的原料塑胶颗粒通常是白色或透明。将色料或其他添加剂加入材料中，使其在熔融前形成彩色长丝或具有特殊性质的长丝，例如增强强度或磁性。长丝被挤出之前，颗粒先加热至 80 °C 以干燥并降低水分含量。由于多数热塑性塑料具有吸湿性，若挤出含水的塑料会造成尺寸上的缺陷（完成的长丝在打印时亦是如此）。接着颗粒被送入单螺杆挤出机，在其中加热并挤出成长丝。直径常透过激光束测量（非熔融状态）作为品质控制机制，以确保长丝直径正确。然后长丝经过温水槽冷却，使长丝成形。再经冷水槽冷却至室温。最后卷绕成卷，成为成品。

### DIY 线材生产

DIY 线材制作机与 FDM 3D 打印机采用相同的方法，即透过挤出机推送材料丝以制造正确直径的线材。市面上有多种 DIY 线材机型，既有开源计划也有商业机型。

食品脱水机可用于在高于 70 °C 的温度下去除吸湿材料的水分。

## 用法

将 3D 打印线材转变为 3D 模型的过程：

- 丝线被送入3D打印机。
- 热塑性材料在喷头内加热至其玻璃化转变温度之上。
- 线材由挤出头挤出并沉积于建模平台上，待其冷却。
- 该过程是连续的，逐层堆叠以建立模型。

## 原料列表

依使用原料，有下列种类线材：

线材｜特性｜用途｜强度｜密度(kg/m3)｜弹性｜耐久性｜打印难度｜打印温度(°C)｜热床温度(°C)｜打印说明

聚乳酸（PLA）｜、容易打印、在特定条件下可生物分解｜消费性产品｜中｜1240 ｜低｜中｜低｜180–230｜、不需要热床、或建议60至80℃

ABS树脂｜、耐用、抗冲击｜功能性零件｜中｜1010 ｜中｜高｜中｜210–250｜50–100

聚对苯二甲酸乙二醇酯醇改性（PETG）｜、比PLA或ABS柔韧、耐用｜全部｜中｜1270 ｜高｜高｜中｜220–235｜不需热床

乙二醇改性聚对苯二甲酸环己烷二甲酯（PCTG）｜、比PETG柔韧、耐用｜全部｜中｜1230 ｜高｜高｜中｜250–270｜90–110

尼龙（Nylon）｜、坚固、柔韧、耐用｜全部｜高｜1020 ｜高｜高｜中｜220–260｜50–100｜具吸湿性，不使用时需密封

热塑性弹性体（TPE）｜、极度柔韧、类似橡胶｜、弹性零件、可穿戴｜低｜高｜中｜高｜225–235｜40｜需以极慢速打印

热塑性聚氨酯（TPU）｜、极度 柔韧、类似橡胶｜、弹性零件、可穿戴｜低｜高｜中｜高｜225–235｜不需热床｜需以慢速打印

木｜木纹质感｜家居装饰｜中｜1400 ｜中｜中｜中｜195–220｜不需热床

耐冲击聚苯乙烯（HIPS）｜、可溶解｜以双喷嘴打印ABS时，做为支撑结构用｜低｜1040 ｜中｜高｜中｜210–250｜50–100

聚乙烯醇（PVA）｜、可溶解、水溶性、可生物分解、耐油｜以双喷嘴打印ABS或PLA时，做为支撑结构用｜高｜低｜中｜低｜180–230｜不需热床｜具吸湿性，不使用时需密封

聚对苯二甲酸乙二酯（PET、CEP）｜、坚固、柔韧、耐用、可回收｜全部｜高｜高｜高｜中｜220–250｜不需热床

加入金属粉的聚乳酸（PLA Metal）｜金属处理与饰面｜珠宝｜中｜低｜高｜高｜195–220｜不需热床｜需使用硬化喷嘴

加入碳纤维的聚乳酸（PLA Carbon Fiber）｜、刚性、比纯PLA坚固｜功能性零件｜中｜低｜高｜中｜195–220｜不需热床｜需使用硬化喷嘴

木质素 (bioFila)｜、可生物分解、比PLA坚固｜中｜低｜中｜低｜190–225｜55

聚碳酸酯（PC）｜、非常坚固、柔韧、耐用、透明、耐热｜功能性零件｜高｜1180 – 1200 ｜高｜高｜中｜270–310｜90–105｜在约 60℃的环境温度下使用封闭加热腔

电导体（通常为石墨-塑胶混合物）｜具导电性｜电子｜中｜中｜低｜低｜215–230｜不需热床｜需使用硬化喷嘴

蜡 (MOLDLAY)｜可完全熔化｜脱蜡法铸造｜低｜低｜低｜低｜170–180｜不需热床

PETT (T‑Glase)｜、坚固、柔韧、透明、清晰｜功能性零件｜高｜高｜高｜中｜235–240｜不需热床

丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯（ASA）｜、刚性、耐用、耐候｜户外使用｜中｜低｜高｜中｜240–260｜100–120

聚丙烯（PP）｜、柔韧、化学抗性｜柔性元件｜中｜1040 ｜高｜中｜高｜210–230｜120–150

乙缩醛树脂（POM Acetal）｜、坚固、刚性、低摩擦、有弹性｜功能性零件｜高｜低｜中｜高｜210–225｜130

丙烯酸聚合物（PMMA Acrylic）｜、刚性、耐用、透明、清晰、抗冲击｜光扩散器｜中｜低｜高｜中｜235–250｜100–120

LAYBRICK（造型塑料）｜、由研磨的白垩粉末混合共聚酯制成、具有砂岩质感的饰面｜建筑｜低｜低｜低｜中｜165–210｜不需热床

夜光塑胶（塑胶混合物）｜夜光｜玩具等趣味用｜中｜中｜中｜低｜215｜不需热床｜需使用硬化喷嘴

清洁线材｜做为清洁喷嘴之用｜清除喷嘴阻塞｜N/A｜N/A｜N/A｜低｜150–260｜不需热床

聚碳酸酯-ABS树脂（PC-ABS）｜、刚性、耐用、抗冲击、具韧性、转移热量｜功能性零件｜中｜低｜高｜高｜260–280｜120

磁性线材（PLA混合物）｜带有磁性｜玩具等趣味用｜中｜中｜中｜高｜195–220｜不需热床

变色线材（塑胶混合物）｜热致变色｜玩具等趣味用｜中｜中｜中｜低｜215｜不需热床

nGen（共聚酯）｜、类似PETG、耐热、透明｜全部｜中｜高｜高｜中｜210–240｜60

TPC｜、极度柔韧、类似橡胶、耐化学性、耐热、耐紫外线｜、弹性零件、户外使用｜低｜高｜中｜高｜210｜60–100

PORO-LAY｜、部分水溶性、多孔性、柔韧｜实验用｜低｜高｜中｜低｜220–235｜不需热床

FPE｜柔韧｜弹性零件｜低｜高｜高｜中｜205–250｜75

聚醚酰亚胺（PEI）｜、耐热、坚固、耐燃｜、功能性零件、3D打印机热床上的打印板（打印平台）常以PEI做为涂层｜高｜1270｜中｜高｜中｜340–380｜180–200｜加热腔内需可加热到220℃

## 标示

许多线材生产厂商在标准原料加上其他材质或添加剂等，以增进线材的特性或外观修饰，下列是常用的标示：

### 功能性添加类

这类着重机械强度、耐热性或特殊机能：

标示 / 缩写｜全称/ 翻译｜意义与特性

CF｜Carbon Fiber｜碳纤维强化，刚性高、翘曲低。部分厂牌在后方加上数字代表添加百分比。

GF｜Glass Fiber｜玻璃纤维强化，韧性佳、耐热。部分厂牌在后方加上数字代表添加百分比。

AF｜Aramid Fiber｜芳纶纤维（Kevlar），极耐磨但贵。

PC｜Polycarbonate｜聚碳酸酯基材，高强度、耐热。

ABS+ / PLA+｜Plus 版本｜添加韧性或流动性改良剂。

ASA｜Acrylonitrile Styrene Acrylate｜户外用耐候塑料，抗紫外线。

PAHT｜High-Temp Nylon｜高温尼龙，需高温喷嘴与热床。

ESD｜Electrostatic Discharge｜抗静电线材，含碳填料，导电但高电阻。

Conductive｜导电｜含碳或金属粉，微导电。

FR｜Flame Retardant｜加入阻燃剂，用于电器外壳。

### 外观质感类

这类线材强调视觉表现与表面效果：

标示 / 缩写｜全称 / 翻译｜特性

Matte｜雾面｜表面柔雾、散光、层纹不明显。

Silk｜丝光｜高亮度反射，如缎带、丝绸般质感。

Rainbow / Gradient｜渐层色｜线材内含多色区段，打印渐变。

Glow / GITD｜Glow in the Dark｜夜光效果，含磷光粉。

Sparkle / Glitter｜闪亮粉末｜含金属亮片，视觉华丽。

Wood / Bamboo / Cork｜木质线材｜混木粉，表面有木纹、可打磨。

Marble｜大理石纹｜含白色斑点颜料，模仿石材质感。

Transparent / Clear / Glass｜透明系｜透光度高，适合灯罩。

### 加工性能类

着重于速度、稳定性、温度耐性：

标示 / 缩写｜全称 / 翻译｜特性

HF / HS / HT｜High Flow / High Speed / High Temp｜对应高流量、高速、高温或专用喷嘴，可缩短打印时间。

LW｜Light Weight｜发泡 PLA（发泡密度可降至 0.6 g/cm³），非常轻，可用于无人机、飞机模型之类。

Easy / EZ｜易打印版本｜低温可印、收缩小、对新手友好。

Low Warp｜低翘曲｜特别配方降低内应力，ABS树脂常见。

Annealable｜可退火｜打印后加热可提升强度与耐热性。

Support / Breakaway / Soluble｜支撑材质｜如PVA、HIPS、BVOH等材质，通常需以双喷头打印。