3D列印材料怎麼選?
5分鐘看懂參數表,選對材質不踩雷!

在評估 Stratasys 等工業級 3D 列印機時,材料的選擇往往決定了最終零件的強度與成敗。
材料選錯,不只浪費列印成本,更延誤產品開發期!我們為您整理最強 3D列印材料數據指南,快速解讀關鍵參數。

 

一、機械性能:決定零件強度與耐用度

這是選擇 3D 列印材質的核心指標,以下簡介四大關鍵參數:

1. 拉伸強度 (Tensile Strength)

材料在斷裂前能承受的最大拉力。單位為 MPa,數值越高越堅固。

拉伸強度測試樣本1拉伸強度測試樣本2拉伸強度測試樣本3
➔ 推薦材料: FDM 技術的 ULTEM™ 1010、 Antero 800NA、 Nylon12CF; P3 技術的 IND403 及 漢高 3955 FST。

2. 延伸率/斷裂伸長率 (Elongation at Break)

衡量材料斷裂前能拉伸的百分比。數值越高,代表材料越有韌性。

斷裂伸長率測試1斷裂伸長率測試2Silicone 25A 矽膠材料
➔ 推薦材料: FDM 技術的 TPU 92A; 光固化樹脂的 Agilus 和 Elastico, 以及 P3 技術的 Silicone 25A。

3. 耐衝擊強度 (Izod Notched Impact)

衡量材料抵抗瞬間撞擊的能力。單位為 J/m,數值越高越堅韌,不易斷裂。

耐衝擊強度測試樣本1耐衝擊強度測試樣本2耐衝擊強度測試樣本3
➔ 推薦材料: 光固化樹脂 Tough One; FDM 技術的 PC-ABS、 Diran 410MF07、 Nylon-CF10; P3 技術的 3172。

4. 蕭氏硬度 (Shore A Hardness)

衡量軟性彈性材料的硬度,數值範圍從 0 到 100,數值越高表示材料越硬。

彈性材料蕭氏硬度展示1彈性材料蕭氏硬度展示2彈性材料蕭氏硬度展示3
➔ 推薦材料:TPU 92A; 光固化 Agilus30(30–35) 和 Elastico(45–50); P3 技術的 Silicone 25A。

二、熱性能:影響列印穩定性與零件耐熱性

熱性能是應用於汽車引擎室周邊或航太零件時的首要考量。

1. 玻璃轉化溫度 (Glass Transition Temperature, Tg)

指材料從硬質轉為軟化的臨界溫度,特別影響 FDM 列印。若環境溫度超過 Tg,零件可能會變形。

2. 熱變形溫度 (Heat Deflection Temperature, HDT)

指材料在特定負重下開始變形的溫度。比玻璃轉化溫度 (Tg) 能反映材料在受熱與受力下的耐溫能力,可理解為「承重時能承受的最高溫度」。

熱變形溫度測試1
熱變形溫度測試2
熱變形溫度測試3

➔ 推薦耐高溫 3D 列印材料選購:

  • FDM 線材(耐溫 > 170°C): PPSF、ULTEM 9085、ULTEM 1010 (最高 212°C,通過 FST 認證)。
  • P3 DLP 技術: 漢高 LOCTITE® 3D 3955(熱變形溫度 285°C,適用防火、防煙、防毒應用,符合 UL-94)。

三、特殊性能:產業嚴苛標準的決策關鍵

除了基本強度與韌性,醫療、航太或電子等應用, 還需要評估材料是否符合特定使用條件。

1. 耐化學性 (Chemical Resistance)

能有效抵抗酸、鹼、油等化學物質,適合需要接觸化學品的使用環境。

➔ 應用推薦:Antero 840CN03、 Antero 800NA、 ULTEM 9085、 ULTEM 1010、 Nylon-CF10、 PC-ESD。

2. 耐磨性 (Wear Resistance)

適用於需要頻繁滑動、摩擦或接觸的動態機構件,有助於延長零件使用壽命。

➔ 應用推薦: Stratasys FDM 高性能材料 Antero 800NA 線材。

3. 阻燃性 (Flame Retardancy)

航空與軌道交通等應用常有防火安全要求。 選材時應分別確認阻燃等級,以及實際需要的煙霧與毒性規範。

➔ 應用推薦:ULTEM 9085、 ULTEM 1010、 漢高 3955 FST、 Kimya PC-FR。

4. 生物相容性 (Biocompatibility)

若零件用於醫療或可能接觸人體, 需依接觸部位、接觸時間及用途確認適用的材料測試。

5. 吸水率 (Moisture Absorption)

部分尼龍系材料較容易吸收水分,環境濕度可能影響零件公差與性能。

➔ 選材時請留意:Nylon 12、 Nylon 12CF及 High Yield PA11 等材料的儲存與使用條件。

6. 電氣性能 (Electrical Properties)

電子廠裝配治具或 PCB 周邊零件,可能需要絕緣或靜電消散(ESD)性能。

總結:依零件用途,選擇合適的 3D 列印材料

選擇 3D 列印材料時,先確認零件需要承受哪些條件: 是否重視強度與韌性、會不會接觸高溫或化學物質, 以及是否有阻燃、生物相容性或靜電防護等要求。 把使用需求列清楚,再比較材料數據,比只看單一參數更容易找到合適的材料。

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