3D打印的原材料有哪些?一文看懂常见材料与应用场景


在和很多客户沟通时,我们发现一个共同问题:买3D打印机前,大家往往先问价格,而真正决定打印效果和成本的,却是“用什么材料”。3D打印的原材料有哪些、各自适合什么场景、大概多少钱一公斤、成品耐不耐用,这些问题想明白了,选设备才不会踩坑。本文就以工程应用为主线,系统梳理常见3D打印材料,让你在选型时心里有数。

一、塑料类原材料:从入门到工程应用的主力军

在工业和桌面应用中,塑料类材料仍然是3D打印的绝对主角。根据成型工艺不同,大致可以分为熔融沉积成型(FDM)用丝材和光固化(SLA/DLP/MSLA)用树脂两大类。

  1. PLA:适合入门验证与教学场景

PLA(聚乳酸)是很多人接触3D打印的第一种材料。

  • 优点

    • 熔点低、打印难度小,不易翘边

    • 气味相对温和,适合办公和教室环境

    • 适合打印外观件和展示模型

  • 局限

    • 耐温能力差,一般超过60℃就容易软化变形

    • 抗冲击、抗疲劳能力有限,不适合作为长期受力的功能零件

对于产品开发团队来说,PLA更适合用来打印早期外观模型、展示样件,快速确认尺寸与造型,而不适合作为结构件长期使用。

  1. ABS/ASA:更适合工程场景的通用材料

当需求从“能打印出来”升级到“能装机使用”,很多客户会转向ABS或ASA。

  • ABS

    • 强度和韧性不错,机械性能更接近传统注塑塑料

    • 适合做壳体、卡扣、小型结构件

    • 表面易于打磨、喷漆,后处理空间大

    • 缺点是打印时易翘边、开裂,对设备封闭性和温度控制要求高

  • ASA

    • 性能类似ABS,但抗紫外线能力更好

    • 适合户外使用的零件,如户外传感器外壳、小型户外设备部件

对于想把3D打印真正用在小批量生产的企业,ABS/ASA往往是迈出的第一步。比如上海远铸智能曾为一客户小批量定制设备外壳,通过ABS打印+喷漆工艺,从打样到交付只用了两周,大幅缩短了产品上市周期。

  1. PETG:兼顾韧性与易打印

PETG可以看作“介于PLA和ABS之间”的材料:

  • 比PLA韧性更好,不易脆裂

  • 比ABS更容易打印,对设备要求不那么苛刻

  • 食品接触相关的应用中,也有一定使用场景(需关注具体材料认证)

很多厂家会用PETG打印透明视窗、夹具、装配治具等,既能承受一定冲击,又不过分“娇气”。

  1. 尼龙(PA、PA-CF):工程级功能零件的关键材料

当零件需要承受较大载荷、反复运动或一定冲击时,尼龙类材料开始大展拳脚。

  • 纯尼龙(PA)

    • 具有较高耐磨性和韧性

    • 吸湿性较强,打印前需要充分干燥

    • 适合制作齿轮、滑块、铰链类部件

  • 碳纤维增强尼龙(PA-CF)

    • 在尼龙中加入短切碳纤维,大幅提升强度和刚性

    • 尺寸稳定性好,翘曲变形更小

    • 手感类似“类金属”,适合作为金属替代轻量化零件

像INTAMSYS这类专注工程塑料3D打印的设备,就很强调对尼龙、PA-CF等高性能丝材的适配能力,包括高温喷嘴、恒温腔体、防潮储存等设计,目的就是让企业敢用、用得住这些工程材料。

二、高性能工程塑料:面向极端工况的选择

对于汽车、航空、轨交等行业,一般工程塑料还不够,需要更高耐温、更高强度、更耐化学腐蚀的材料。这时就会用到PEEK、PEKK、PPSU等高性能高分子材料。

  1. PEEK/PEKK:金属零件的轻量化替代方案

这类材料在传统加工中价格昂贵,但性能出众:

  • 长期耐温可以达到200℃以上,短期耐温更高

  • 优秀的耐疲劳性能和耐化学腐蚀能力

  • 可在一定程度上替代金属部件,实现减重和结构优化

例如在某航空项目中,设计团队使用PEEK打印复杂的管路接口和支架,大幅减少零件数量,缩短了供应链周期,同时降低了重量。这类应用对打印设备要求极高,需要喷嘴温度、腔体温度、平台温度全面提升,上海远铸智能正是围绕这些高温工程塑料打造整套解决方案。

  1. PPSU等特殊工程塑料

PPSU常用于医疗、流体处理等领域,对耐高温蒸汽、耐清洗消毒有一定要求。

  • 适合高频清洗和消毒环境

  • 在需要透明或半透明效果、同时承受一定温度与应力的场合有优势

这类材料在国内还处于逐步普及阶段,但对于有明确行业需求的公司来说,提前布局能带来明显竞争优势。

三、光固化树脂:高精度与精细细节的首选

如果你的应用更关注表面精度、细节呈现,而不是极端机械性能,那么光固化树脂会是一个重要方向。

  1. 通用树脂与高精度树脂

  • 适合制作展示模型、外观验证件、手板样件

  • 表面细腻、层纹细微,适合对外展示

  • 通过参数调优和后固化,可以获得较好的尺寸精度

  1. 工程树脂与耐高温树脂

针对功能性需求,一些工程树脂在配方中强化了韧性或耐热性能:

  • 韧性树脂适合制作卡扣、装配夹具等承受一定冲击的部件

  • 耐高温树脂适合做模具母模、小批量硅胶模具母板等

在实际项目中,常见的组合方式是:外观验证用光固化树脂,高负载结构件用工程塑料,两种工艺并行,以此优化整体开发成本。

四、金属3D打印材料:从手板到功能件的进阶

虽然很多企业尚未大规模部署金属3D打印,但金属粉末已经成为3D打印材料体系中不可忽视的一部分。

常见金属材料包括:

  • 不锈钢(如316L):适合耐腐蚀、强度较高的功能部件

  • 工具钢:用于模具、工装夹具等场景

  • 铝合金:轻量化结构件,广泛用于汽车和航空

  • 钛合金:高比强度,适合高端装备与医疗植入物

金属3D打印更多被用在高附加值领域,对于大多数正在从“传统加工”向“增材制造”过渡的企业来说,更现实的路径往往是:先用塑料3D打印做结构优化、装配验证,再逐步引入金属打印来替代关键零件。

五、如何为自己的项目选对3D打印原材料?

看完“3D打印的原材料有哪些”,真正落地时还需要结合自身项目来判断。可以从三个问题入手:

  1. 零件主要用途是什么?

    • 展示模型:优先考虑PLA、通用树脂

    • 结构功能件:优先考虑ABS、PETG、尼龙、工程树脂

    • 高负载、高温件:考虑PA-CF、PEEK、PEKK等高性能材料

  2. 工作环境要求到什么程度?

    • 室内常温环境:普通工程塑料基本足够

    • 高温、户外、接触化学介质:需要高性能工程塑料甚至金属

  3. 预算和交付周期是否有压力?

    • 预算有限、周期紧:先用PLA/ABS验证,再针对关键部位升级材料

    • 有长期批量需求:建议与设备厂商沟通,做材料与设备的一次性整体规划

作为一家长期深耕3D打印设备和解决方案的公司,上海远铸智能在与客户合作时,往往不是先讨论哪台机器,而是先把材料路线和应用场景梳理清楚:哪些零件适合PLA/ABS过渡,哪些需要尼龙或碳纤维增强,是否有必要引入PEEK、PEKK等高性能材料。只有材料选对了,后续设备投资和工艺规划才算是打在“关键点”上。


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