3D列印線材

3D列印線材（en），是熔融沉積成型（FDM）的3D印表機所使用之熱塑性原料。市面上有多種不同特性與用途的耗材可供選擇。

線材的直徑範圍很廣，最常見的為 1.75 mm 和 2.85 mm，後者常與較少見的 3 mm 混淆。

耗材由一條連續細長的塑膠線捲入捲筒中所組成。

## 生產

### 商業生產的線材

3D 印表機用線材是透過加熱、擠出與冷卻塑料的過程來將原料球轉變成成品。然而與 3D 列印機不同，絲材是被拉出而非被推入噴嘴以形成絲材。絲材的直徑由加熱塑料後的加工過程決定，而非擠出機噴嘴的直徑。當絲材從擠出機拉出時，會施加不同的力與速度以定義絲材的寬度，最常見的直徑為 1.75 mm 或 2.85 mm。

線材的原料塑膠顆粒通常是白色或透明。將色料或其他添加劑加入材料中，使其在熔融前形成彩色長絲或具有特殊性質的長絲，例如增強強度或磁性。長絲被擠出之前，顆粒先加熱至 80 °C 以乾燥並降低水分含量。由於多數熱塑性塑料具有吸濕性，若擠出含水的塑料會造成尺寸上的缺陷（完成的長絲在列印時亦是如此）。接著顆粒被送入單螺桿擠出機，在其中加熱並擠出成長絲。直徑常透過雷射束測量（非熔融狀態）作為品質控制機制，以確保長絲直徑正確。然後長絲經過溫水槽冷卻，使長絲成形。再經冷水槽冷卻至室溫。最後捲繞成捲，成為成品。

### DIY 線材生產

DIY 線材製作機與 FDM 3D 印表機採用相同的方法，即透過擠出機推送材料絲以製造正確直徑的線材。市面上有多種 DIY 線材機型，既有開源計畫也有商業機型。

食品脫水機可用於在高於 70 °C 的溫度下去除吸濕材料的水分。

## 用法

將 3D 列印線材轉變為 3D 模型的過程：

- 絲線被送入3D印表機。
- 熱塑性材料在噴頭內加熱至其玻璃化轉變溫度之上。
- 線材由擠出頭擠出並沉積於建模平台上，待其冷卻。
- 該過程是連續的，逐層堆疊以建立模型。

## 原料列表

依使用原料，有下列種類線材：

線材｜特性｜用途｜強度｜密度(kg/m3)｜彈性｜耐久性｜列印難度｜列印溫度(°C)｜熱床溫度(°C)｜列印說明

聚乳酸（PLA）｜、容易列印、在特定條件下可生物分解｜消費性產品｜中｜1240｜低｜中｜低｜180–230｜、不需要熱床、或建議60至80℃

ABS樹脂｜、耐用、抗衝擊｜功能性零件｜中｜1010｜中｜高｜中｜210–250｜50–100

聚對苯二甲酸乙二醇酯醇改性（PETG）｜、比PLA或ABS柔韌、耐用｜全部｜中｜1270｜高｜高｜中｜220–235｜不需熱床

乙二醇改性聚對苯二甲酸環己烷二甲酯（PCTG）｜、比PETG柔韌、耐用｜全部｜中｜1230｜高｜高｜中｜250–270｜90–110

尼龍（Nylon）｜、堅固、柔韌、耐用｜全部｜高｜1020｜高｜高｜中｜220–260｜50–100｜具吸濕性，不使用時需密封

熱塑性彈性體（TPE）｜、極度柔韌、類似橡膠｜、彈性零件、可穿戴｜低｜高｜中｜高｜225–235｜40｜需以極慢速列印

熱塑性聚氨酯（TPU）｜、極度 柔韌、類似橡膠｜、彈性零件、可穿戴｜低｜高｜中｜高｜225–235｜不需熱床｜需以慢速列印

木｜木紋質感｜家居裝飾｜中｜1400｜中｜中｜中｜195–220｜不需熱床

耐衝擊聚苯乙烯（HIPS）｜、可溶解｜以雙噴嘴列印ABS時，做為支撐結構用｜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｜以雙噴嘴列印ABS或PLA時，做為支撐結構用｜高｜低｜中｜低｜180–230｜不需熱床｜具吸濕性，不使用時需密封

聚對苯二甲酸乙二酯（PET、CEP）｜、堅固、柔韌、耐用、可回收｜全部｜高｜高｜高｜中｜220–250｜不需熱床

加入金屬粉的聚乳酸（PLA Metal）｜金屬處理與飾面｜珠寶｜中｜低｜高｜高｜195–220｜不需熱床｜需使用硬化噴嘴

加入碳纖維的聚乳酸（PLA Carbon Fiber）｜、剛性、比純PLA堅固｜功能性零件｜中｜低｜高｜中｜195–220｜不需熱床｜需使用硬化噴嘴

木質素 (bioFila)｜、可生物分解、比PLA堅固｜中｜低｜中｜低｜190–225｜55

聚碳酸酯（PC）｜、非常堅固、柔韌、耐用、透明、耐熱｜功能性零件｜高｜1180 – 1200｜高｜高｜中｜270–310｜90–105｜在約 60℃的環境溫度下使用封閉加熱腔

電導體（通常為石墨-塑膠混合物）｜具導電性｜電子｜中｜中｜低｜低｜215–230｜不需熱床｜需使用硬化噴嘴

蠟 (MOLDLAY)｜可完全熔化｜脫蠟法鑄造｜低｜低｜低｜低｜170–180｜不需熱床

PETT (T‑Glase)｜、堅固、柔韌、透明、清晰｜功能性零件｜高｜高｜高｜中｜235–240｜不需熱床

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

聚丙烯（PP）｜、柔韌、化學抗性｜柔性元件｜中｜1040｜高｜中｜高｜210–230｜120–150

乙縮醛樹脂（POM Acetal）｜、堅固、剛性、低摩擦、有彈性｜功能性零件｜高｜低｜中｜高｜210–225｜130

丙烯酸聚合物（PMMA Acrylic）｜、剛性、耐用、透明、清晰、抗衝擊｜光擴散器｜中｜低｜高｜中｜235–250｜100–120

LAYBRICK（造型塑料）｜、由研磨的白堊粉末混合共聚酯製成、具有砂岩質感的飾面｜建築｜低｜低｜低｜中｜165–210｜不需熱床

夜光塑膠（塑膠混合物）｜夜光｜玩具等趣味用｜中｜中｜中｜低｜215｜不需熱床｜需使用硬化噴嘴

清潔線材｜做為清潔噴嘴之用｜清除噴嘴阻塞｜N/A｜N/A｜N/A｜低｜150–260｜不需熱床

聚碳酸酯-ABS樹脂（PC-ABS）｜、剛性、耐用、抗衝擊、具韌性、轉移熱量｜功能性零件｜中｜低｜高｜高｜260–280｜120

磁性線材（PLA混合物）｜帶有磁性｜玩具等趣味用｜中｜中｜中｜高｜195–220｜不需熱床

變色線材（塑膠混合物）｜熱致變色｜玩具等趣味用｜中｜中｜中｜低｜215｜不需熱床

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

TPC｜、極度柔韌、類似橡膠、耐化學性、耐熱、耐紫外線｜、彈性零件、戶外使用｜低｜高｜中｜高｜210｜60–100

PORO-LAY｜、部份水溶性、多孔性、柔韌｜實驗用｜低｜高｜中｜低｜220–235｜不需熱床

FPE｜柔韌｜彈性零件｜低｜高｜高｜中｜205–250｜75

聚醚醯亞胺（PEI）｜、耐熱、堅固、耐燃｜、功能性零件、3D列印機熱床上的列印板（列印平台）常以PEI做為塗層｜高｜1270｜中｜高｜中｜340–380｜180–200｜加熱腔內需可加熱到220℃

## 標示

許多線材生產廠商在標準原料加上其他材質或添加劑等，以增進線材的特性或外觀修飾，下列是常用的標示：

### 功能性添加類

這類著重機械強度、耐熱性或特殊機能：

標示 / 縮寫｜全稱/ 翻譯｜意義與特性

CF｜Carbon Fiber｜碳纖維強化，剛性高、翹曲低。部份廠牌在後方加上數字代表添加百分比。

GF｜Glass Fiber｜玻璃纖維強化，韌性佳、耐熱。部份廠牌在後方加上數字代表添加百分比。

AF｜Aramid Fiber｜芳綸纖維（Kevlar），極耐磨但貴。

PC｜Polycarbonate｜聚碳酸酯基材，高強度、耐熱。

ABS+ / PLA+｜Plus 版本｜添加韌性或流動性改良劑。

ASA｜Acrylonitrile Styrene Acrylate｜戶外用耐候塑料，抗紫外線。

PAHT｜High-Temp Nylon｜高溫尼龍，需高溫噴嘴與熱床。

ESD｜Electrostatic Discharge｜抗靜電線材，含碳填料，導電但高電阻。

Conductive｜導電｜含碳或金屬粉，微導電。

FR｜Flame Retardant｜加入阻燃劑，用於電器外殼。

### 外觀質感類

這類線材強調視覺表現與表面效果：

標示 / 縮寫｜全稱 / 翻譯｜特性

Matte｜霧面｜表面柔霧、散光、層紋不明顯。

Silk｜絲光｜高亮度反射，如緞帶、絲綢般質感。

Rainbow / Gradient｜漸層色｜線材內含多色區段，列印漸變。

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

Sparkle / Glitter｜閃亮粉末｜含金屬亮片，視覺華麗。

Wood / Bamboo / Cork｜木質線材｜混木粉，表面有木紋、可打磨。

Marble｜大理石紋｜含白色斑點顏料，模仿石材質感。

Transparent / Clear / Glass｜透明系｜透光度高，適合燈罩。

### 加工性能類

著重於速度、穩定性、溫度耐性：

標示 / 縮寫｜全稱 / 翻譯｜特性

HF / HS / HT｜High Flow / High Speed / High Temp｜對應高流量、高速、高溫或專用噴嘴，可縮短列印時間。

LW｜Light Weight｜發泡 PLA（發泡密度可降至 0.6 g/cm³），非常輕，可用於無人機、飛機模型之類。

Easy / EZ｜易列印版本｜低溫可印、收縮小、對新手友好。

Low Warp｜低翹曲｜特別配方降低內應力，ABS樹脂常見。

Annealable｜可退火｜列印後加熱可提升強度與耐熱性。

Support / Breakaway / Soluble｜支撐材質｜如PVA、HIPS、BVOH等材質，通常需以雙噴頭列印。