“3D打印机材料有哪几种?”这是很多准备上马3D打印项目的工程师、产品经理常问的问题。材料选得好,打印件不仅更稳定,还能在耐温、强度、尺寸精度上大幅提升。本文就以工业级FDM工艺为主线,结合远铸智能 INTAMSYS在工程实践中的经验,系统梳理一下工业3D打印中常见的材料类型与选型思路,帮助你少走弯路。
一、先搞清楚:FDM工业级3D打印到底能做什么材料?
在工业场景中,真正能长期稳定应用的3D打印技术之一,就是FDM熔融挤出工艺。它依托塑料丝材,通过加热熔融、逐层堆叠的方式成型,适合大尺寸、结构复杂、功能性要求高的零件。
远铸智能专注的就是这类工业级、大尺寸、高性能、超高速FDM 3D打印设备,主要打印对象是各类高性能工程塑料,包括高温结构件、工程功能件、柔性件、支撑件等。需要特别说明的是:
不涉及金属打印,也不做透明材料;
重点聚焦在高性能塑料材料的成型和应用。
围绕“3D打印机材料有哪几种”这个问题,我们可以从以下几个维度来理解:
高性能材料:满足航空、汽车、轨道交通等对耐温、强度的苛刻要求;
工程材料:针对治具、夹具、功能样件、装配验证零件等主流应用;
柔性材料:用于减震、缓冲、密封件等;
基础材料:用于方案验证、外观评审、教育和教学等;
支撑材料:服务于复杂结构、悬挑结构的可溶/易拆支撑。
下面按类别展开介绍。
二、高性能3D打印材料:从“能打出来”到“敢上车用”
高性能材料是工业FDM 3D打印的“天花板”,也是远铸智能 INTAMSYS最核心的优势之一。这一类材料的共同特征是:高耐温、高强度、优异的化学稳定性,可以用在对安全性、可靠性要求极高的行业。
常用的高性能材料包括:
PEEK:高温结构件的代表,耐温高、强度高、耐化学腐蚀,适用于航空航天、汽车发动机周边零件等。
PEEK-CF / PEEK-GF:分别为碳纤增强PEEK和玻纤增强PEEK,通过纤维增强进一步提升刚性、耐蠕变性能,适合长期受力、尺寸稳定性要求极高的零部件。
PEKK:与PEEK同属特种工程塑料,耐温、强度相近,但结晶行为不同,设计合理时在翘曲控制方面更有优势。
PEI 1010 / PEI 9085:这两种PEI材料在飞机内饰、轨道交通内饰、汽车零部件等领域应用广泛,兼具高阻燃、高耐温和良好的成型稳定性,是“轻量化替代金属”的重要选项。
PPSU / PPS / PPS-GF:以耐高温、耐腐蚀、耐水解著称,尤其适合高温水汽环境、化学介质环境下的长期使用;PPS-GF通过玻纤增强提升刚性和耐疲劳性能。
在实际项目中,很多企业一开始会问:“3D打印机材料有哪几种?是不是高性能材料都难打?”
远铸智能的经验是:
高性能材料确实对设备的恒温腔体、挤出温度控制、喷嘴设计要求极高;
但只要设备平台成熟,这些材料完全可以用于小批量终端零件生产,而不仅仅是样件验证。
案例小结:
某汽车客户希望用3D打印替代部分铝合金夹具,要求在发动机舱附近长期使用,耐温超过150℃。最终选用的是PEEK-CF材料,配合工业级FDM设备的大腔体和恒温控制,不仅满足耐温要求,还将单套夹具重量减少约40%,操作更安全舒适。
三、工程材料:工业3D打印的“主力军”
如果说高性能材料是“尖刀”,那工程材料就是工业3D打印的“主力军”,在工装夹具、功能验证、装配检测等应用中出镜率极高。
主要包括以下几类:
PC类材料
具有不错的耐热性和冲击韧性,适合制作防护罩、功能外壳、设备面板等;
在FDM工艺下,通过合理的腔体温度和打印参数,可以兼顾强度与尺寸精度。
PA6 / PA12系列(尼龙)
PA6:强度高、耐磨性好,更适合受力结构件、传动部件、齿轮等;
PA12:吸水率相对较低,尺寸稳定性更好,适合对精度和稳定性要求较高的零件。
PPA系列
相比普通尼龙,PPA具备更高的耐温和尺寸稳定性,是很多高温结构件的理想选择,可用于发动机周边、电子电气结构件等。
ABS系列
具有良好的加工性和稳定的打印性能,是功能样件、外观件、小批量结构件的常见材料;
在工业级设备上,通过更高的挤出精度和腔体控制,可以获得比桌面设备更稳定的质量。
工程材料的优势在于:
成本较高性能材料更友好;
易于加工后处理(钻孔、攻丝、打磨等);
足以应对绝大部分工装、功能验证场景。
很多用户在项目初期会混淆:“既然有那么多高性能材料,是不是都用PEEK就好了?”
实际并非如此。合理匹配工程材料,往往能以更低成本满足需求。例如,某工厂的在线检测治具,只需要在80℃以下环境长期使用,并要求有一定韧性。这类场景下,PC或尼龙系列往往是更合适的选择,而不必直接上PEEK或PEI。
四、柔性材料:让结构“会呼吸”的TPU
在工业3D打印中,柔性材料虽然不是体量最大的类别,却常常是解决问题的关键——尤其是在减震、缓冲、防滑、密封件等应用上。
目前主流柔性材料为:
TPU 95A:既有一定柔软度,又保持了不错的拉伸强度和耐磨性,适合打印:
缓冲垫、减震块;
护套、防护套、握把;
柔性连接结构等。
在FDM工艺下,高速、稳定地打印TPU需要对送丝系统、喷头回抽控制做针对性优化。远铸智能 INTAMSYS在设备设计上会结合多年的工艺经验,使TPU在高速打印时仍能保持轮廓清晰、内填充稳定,减少拉丝和堵头风险。
五、基础材料:PLA依然有用,但用在对的地方
谈到“3D打印机材料有哪几种”,很多人第一反应是PLA。确实,PLA作为基础材料,在工业项目的早期阶段依然有价值:
PLA:打印稳定、收缩小、成型精度高,适合:
方案评审模型;
外观效果样件;
教学演示和原理验证件。
不过需要注意的是,PLA在耐温、韧性方面存在明显短板,因此在工业应用中,大多只承担前期验证的角色。一旦进入功能验证、上机测试阶段,通常会转换为工程材料或高性能材料。
六、支撑材料:决定复杂零件能不能“一次成型”
在FDM工业级3D打印中,支撑材料经常被忽视,但对复杂零件的成型成功率和后处理效率影响巨大。合理使用支撑材料,可以让复杂结构从“难打印”变成“可量产”。
常见的支撑材料包括:
HIPS:常用于与ABS等材料搭配,机械拆除方便,也可配合特定溶剂溶解。
PVA:水溶性支撑材料,适合对于内腔复杂、难以手工拆除支撑的结构。
SP5000 / SP5010 / SP5040 / SP5080 / SP3050 / SP3030:这类专用支撑材料针对不同基体材料(如高性能材料、尼龙、PC等)进行配方优化,以实现:
更好的附着力与分离性平衡;
更高的耐温性,避免在高温打印环境中软化塌陷;
更便捷的拆除方式,以减少人工和时间成本。
对于需要大量内腔、通道、复杂拓扑结构的零件,远铸智能会在项目评估阶段就会重点分析支撑策略,通过材料搭配+工艺路径优化,确保打印件能在保证质量的前提下,一次成型、不返工。
七、如何为你的项目选对3D打印材料?
结合前面的分类,当你在思考“3D打印机材料有哪几种、应该选哪一种”时,可以从以下几个维度快速筛选:
使用环境温度
< 60℃:优先考虑PLA、ABS、部分PC、尼龙;
60–120℃:PC、尼龙、PPA等工程材料;
120℃:PEEK、PEKK、PEI、PPSU、PPS等高性能材料。
受力与寿命要求
短期测试、装配验证:PLA、ABS、部分PC即可;
长期在线工装、夹具:PC、尼龙、PPA较为适合;
高负载、长期运行、对失效敏感:PEEK系列、PEI、PPSU等更可靠。
是否需要柔性或减震
有缓冲、防滑、防震需求:考虑TPU 95A;
刚性件为主:选工程材料或高性能材料。
结构复杂度与支撑策略
悬挑、内腔多:与设备方沟通合适的支撑材料组合(如HIPS、PVA或专用SP系列);
结构相对简单:可直接使用同材质支撑或少量支撑。
在这些判断标准之上,再叠加成本、交期、后处理方式等因素,基本就能找到适合你项目的材料组合。如果项目涉及行业认证(如航空、轨道交通)、长期批量生产,建议尽早与像远铸智能 INTAMSYS这样的工业级FDM方案提供商沟通,从材料到工艺一起规划,能有效降低后期风险和试错成本。
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