3D 打印机耗材类型:完整概览
在PLA、PETG、TPU、ABS、ASA、尼龙、PC、PVA和复合耗材之间,很容易搞不清每个大类对你的打印机究竟有什么要求。本概览列出了购买料盘之前需要考虑的标准。
简短结论
PLA和PETG涵盖大多数日常用途,不需要外罩或特殊喷嘴;TPU增加了柔韧性,代价是打印速度更慢;而根据Prusa的文档,ABS、ASA、尼龙和PC需要外罩。PVA和BVOH可作为复杂悬垂的可溶性支撑,含碳纤维、木质或金属的复合耗材则根据厂商数据表需要硬化喷嘴。
如何理解耗材类别
选择耗材不只是颜色或品牌的问题:每个材料大类都有自己对机器的要求、自己的打印难度和自己最适合的用途。根据Prusa的文档,这种多样性源于零件完成后,它们在冷却、吸湿和机械应力方面的表现截然不同。
厂商数据表中反复出现三项标准:成品零件的预期用途、对机器的要求(外罩、硬化喷嘴、干燥),以及材料对初学者的宽容程度。下方的表格对最常见的大类汇总了这三项标准,之后每类再逐一展开,并各有专门的指南。下列大类没有一种是普遍优于其他的;每一种都以打印的容易程度换取某种特定的机械或外观特性,合适的选择取决于眼前的零件。
PLA与PETG:日常常用的一对
根据Prusa的文档,PLA是最容易使用的材料:热床温度低,不需要外罩,对不完美的设置也足够宽容,使其成为几乎每台FDM打印机上默认的入门耗材。
PETG是常见的第二种耗材:Prusa的文档称其使用成本低廉,韧性和耐热性高于PLA,代价是略有拉丝倾向,不过合适的回抽设置通常能解决。PLA与PETG的对比更详细地分析了针对特定零件的选择。在两者之间,PLA通常在易用性和尺寸精度上占优,而一旦零件要承受明显的机械应力或户外潮湿环境,PETG就更胜一筹。
TPU:柔性材料类
根据Prusa的文档,TPU的邵氏A硬度跨度很大,从类橡胶材料到较硬的耗材,大多数市售料盘在85A到100A之间。数值越低,材料越软,就越需要单独的速度和回抽设置。
较短的耗材路径(最好是直驱)可以减少柔性材料容易出现的卡料。Prusa的文档建议,与PLA或PETG相比,要明显降低打印速度,以控制挤出。
ABS与ASA:需要外罩的一类
ABS和ASA与众不同,因为它们冷却时收缩显著,据Prusa称,在开放式打印机上有明确记录的翘边风险。一份专门指南介绍了热床设置、通风,以及哪些封闭式打印机适合这两种材料。
这些耗材大多用于功能性零件,或者就ASA而言用于户外零件,很少用于第一次打印,因为它们要求外罩、通风和干燥这三者兼备。
尼龙与PC:工程材料类
尼龙(PA)和聚碳酸酯(PC)面向承受较高机械或热应力的零件:齿轮、反复弯折的铰链、真正暴露在高温下的部件。Prusa的外罩指南把这两种材料与ABS、ASA和PP归为需要外罩以限制翘边的一组。
尼龙对水分也特别敏感:Prusa的文档建议打印前在低于90 °C(194 °F)的温度下干燥至少四小时,因为受潮的料盘会造成起泡和表面不均匀。这两种材料最适合已经习惯精细调校打印机的用户。
PVA与BVOH:可溶性支撑
PVA和BVOH不是结构材料,而是临时支撑:根据Prusa的文档,它们在多材料装置上与主耗材一起打印,打印完成后在水中溶解,从而清除那些否则不可能不留痕迹地支撑的悬垂。
这两种耗材都需要存放在密封盒中,因为它们吸湿很快。Prusa的文档指出,BVOH比普通PVA打印效果更好,但成本更高,而且完全溶解可能需要几个小时,具体取决于水温。
耗材直径:为何1.75 mm成为标准
耗材市场实际上只使用两种常见直径,1.75 mm和2.85 mm(有时取整为“3 mm”)。根据Prusa的术语表,1.75 mm规格是全球最常见的,所有Original Prusa FFF打印机出厂时都按此配置;2.85 mm仍是少数格式,主要与较老的远程挤出机或某些工业机器相关。
直径不仅关系到进料口是否兼容:沿长度方向粗细漂移的料盘,会扰乱固件预期的流量,与材料的化学成分无关,即使其他所有设置都正确,也可能表现为挤出不稳定。在把它装到已经按特定打印温度配置调校好的打印机上之前,值得在料盘的数据表上检查这一点,同时看看其推荐的存储湿度和额定直径公差。
干燥存放还是烤箱:应对受潮的两种不同方式
许多创客把围绕水分的两件事混为一谈:一是从一开始就保持料盘干燥,二是干燥已经吸了水的料盘。根据Prusa关于其密封存储盒(防潮箱)的文档,带干燥剂的防潮箱可以减缓打印过程中的吸湿,但不能干燥已经受潮的耗材:浸湿的料盘需要先用专用的干燥设备处理,然后再放回盒中。
这一区别适用于上述所有类别,而不仅仅是尼龙或PVA:同一份文档指出PEEK、PEKK和PSU等吸湿性很强的工程聚合物,需要比放在架子上的PLA或PETG料盘更严密的存放条件。专用耗材干燥箱指南会在料盘已经受潮之后,逐种材料地介绍烘干设置和干燥时间,而不是像防潮箱那样只减缓未来的吸湿。
复合材料:碳纤维、木质与金属填充
复合耗材在PLA、PETG、尼龙或PC基材中添加填料:碳纤维用于提高刚度,木质或金属颗粒则主要用于外观。Polymaker为其碳纤维填充耗材提供的技术数据表要求使用硬化喷嘴,因为这种填料对标准黄铜具有磨蚀性。
碳纤维带来的刚度提升并不会自动让零件在各个方向上都更强:基材、打印摆放方向和填充同样重要。如果经常打印磨蚀性复合材料,现实的入门预算还应考虑更频繁地更换喷嘴,因为磨损的黄铜喷嘴在完全失效之前很久就会降低打印质量。
资料来源与局限
- Prusa知识库 — PETG
- Prusa知识库 — 柔性材料(TPU)
- Prusa知识库 — 聚酰胺(尼龙)
- Prusa知识库 — 水溶性材料(PVA/BVOH)
- Prusa知识库 — 外罩指南
- Polymaker Wiki — Fiberon PA6-CF20技术数据表
- Prusa知识库 — 术语表:1.75 mm
- Prusa知识库 — Prusa USS干燥箱
我们整理的是厂商和社区的文档,并未亲自测量这些产品。针对你具体型号的手册优先于一般性的指导。
更清晰的候选清单,从你的项目出发。
在对比报价之前,请使用免费的选购清单和预算表。