PLA、PETG、樹脂與尼龍比較:該選哪一種

手托起放有剛列印好零件的柔性列印板
圖庫照片: Jakub Zerdzicki / Pexels · 圖片來源

大多數訂購列印件的人,並不需要懂高分子化學。他們需要知道的是,哪種材料能撐得住自己的使用情境,又不必多付不需要的錢。這就是那份指南,順序就是製作者實際思考的順序。

從用途出發,而不是從材料出發

在挑選材料之前,先回答三個問題:

幾乎每個零件最多只會對其中一個回答「是」,而那一個答案就決定了材料。

PLA:預設選項

價格最低、最容易列印,顏色也最多。剛性高、細節不錯,在室內沒問題。弱點:它大約在 55–60 °C 就會軟化(七月的汽車儀表板會讓它變形),而且在反覆受力下很脆。

適合訂購 PLA 的情況: 展示品、檢查配合度的原型、放在工作台上的治具、手機架、收納用品,以及任何不會發熱或彎折的東西。

價格壓力: 底線。其他一切都拿它來比較。

PETG:功能性的預設選項

比 PLA 貴一點,明顯更堅韌,能承受約 75–80 °C,對水和紫外線的耐受度也高得多。表面稍微更有光澤,層紋也稍微更明顯。當零件必須實際運作時,大多數製作者會選這個。

適合訂購 PETG 的情況: 支架、卡扣、外殼、戶外固定座、家電的替換零件,以及任何需要反覆扣入扣出的東西。

價格壓力: 略高於 PLA。

ABS 與 ASA:耐熱與日曬

ABS 是老牌主力:可承受 90–100 °C,容易打磨,也適合溶劑平滑處理。ASA 是 ABS 適合戶外的表親,抗紫外線能力好得多。兩者都需要封閉式印表機,所以提供的製作者較少,報價也稍高。

適合訂購 ABS/ASA 的情況: 靠近引擎或高溫電子裝置的零件、任何要長年暴露在直射陽光下的東西,以及你想用丙酮平滑處理的零件。

價格壓力: 高於 PETG,主要是因為能列印的商家較少。

尼龍與碳纖維:承重

FDM 尼龍堅韌且略有彈性;它能承受會讓 PETG 裂開的衝擊與磨耗。含碳纖維的尼龍更硬,尺寸穩定性也更好。兩者都比較難列印、價格也更高,而且一般尼龍會吸收水氣,這由製作者來處理。

適合訂購尼龍/碳纖維的情況: 齒輪、鉸鏈、需要循環上千次的卡扣、無人機機架、工具把手、承重支架。

價格壓力: 遠高於 PLA 與 PETG。

樹脂:細節

樹脂列印(SLA/MSLA)是用光一層一層固化液態樹脂,解析度是 FDM 比不上的。表面平滑、細節銳利,28 mm 的微縮模型連臉部都能印出來。不過,標準樹脂很脆:掉落時會碎裂,承重時會潛變。工程樹脂能改善其中一些問題,但價格較高。

適合訂購樹脂的情況: 微縮模型、人偶、珠寶母模、牙科與細節豐富的模型,以及任何你要上色並展示的東西。

價格壓力: 高於線材塑膠;清洗、固化與清理支撐增加了作業。

SLS 尼龍:量產級

選擇性雷射燒結(SLS)把尼龍粉末融合在一起,完全不需要支撐,所以零件在各個方向都很強,表面細緻、霧面、略帶顆粒感。對於需要看起來和表現起來像射出成型、卻不必開模的零件,它是首選材料。提供 SLS 的製作者較少,最低訂購量也較高。

適合訂購 SLS 的情況: 即將進入量產的功能性原型、帶有內部流道的複雜幾何形狀,以及小批量的最終用途零件。

價格壓力: 這幾種之中最高。

簡短版

需求 訂購 價格壓力
最便宜、室內、展示 PLA 最低
功能性、日常、戶外 PETG 略高
耐熱或長期日曬 ABS / ASA 較高
承重、衝擊、磨耗 尼龍 / 碳纖維 高很多
精細細節、平滑表面 樹脂 較高
量產級、沒有支撐痕跡 SLS 尼龍 最高

我的零件該選哪種 3D 列印材料?從 PLA 到 SLS 尼龍

大多數材料指南是寫給為自己的印表機挑選線材的人看的。它們花好幾段篇幅談噴嘴溫度與熱床附著力。當你是在訂購零件時,這些都不是你的問題。你的問題更簡單:我的零件必須承受什麼?

從這裡開始,選擇通常就很明顯了。

依工作挑選

如果你的零件…… 從這個開始 原因
是裝飾品、原型或模型,放在室內 PLA 容易列印、細節銳利、顏色多。「不適合技術性與戶外使用」(Prusa)
是功能性的支架、夾子、固定座或外殼 PETG 堅韌、層間附著力好,適用於「低於 80 °C」的使用環境(Prusa)
放在戶外或車內 ASA 比 ABS「更抗紫外線」,「最高 93 °C」(Prusa)
會承受衝擊、需要丙酮平滑處理或黏合 ABS 「高韌性與機械抗性」,但在戶外會泛黃(Prusa)
必須彎折、壓縮或抓握 TPU 柔軟、耐磨耐化學,「即使在寒冷環境中也保持柔軟」(Prusa)
是齒輪、鉸鏈或磨耗零件 尼龍 「耐磨」、「低摩擦係數」(Prusa)
需要精細細節與平滑表面 樹脂 層厚 25 到 100 微米,表面近似模具成型(Hubs)
是複雜的功能性零件,或需要大量 SLS 尼龍(PA12) 不需支撐;其性質被 Formlabs 拿來與射出成型相比(Formlabs)

以上的耐熱數據,出自 Prusa 針對自家線材的指南。其他品牌各有不同。請把它們當作大致的上限,而不是額定值。

三種特殊情況

接觸食物。 Prusa 表示 PLA 與 PETG 作為原料被認為是食品安全的,但不建議列印任何直接接觸食物的東西,因為層紋的溝槽可能藏有細菌(Prusa)。Formlabs 補充說,食品安全的零件需要符合 FDA 21 CFR 或歐盟 10/2011 的材料(Formlabs)。請直接詢問製作者。

高溫環境。 引擎室、烤箱、水壺、暖氣:如果它接近或超過表中的上限,常見的列印塑膠就是錯誤的材料。請詢問工程材料,或不要列印。

攸關安全的零件。 不要讓材料的選擇說服你去列印一個故障時可能傷人的零件。

如果你還是不確定

不要用猜的。描述零件的功用、放在哪裡、要裝在什麼東西上,發布時材料選「不確定」。製作者會在報價中給出建議,你通常會得到兩個建議與兩個價格,正是你想要的比較。還有哪些因素會影響報價,請見價格指南;準備好了,就發布零件委託。

常見問題

最強的 3D 列印材料是什麼? 在常見的材料中,尼龍與 SLS 尼龍是功能性零件中最堅韌的。PETG 是實用的中間選項。「最強」取決於你指的是衝擊、剛性、耐磨還是耐熱。

戶外零件用哪種材料最好? ASA。Prusa 評定它抗紫外線。PLA 與 ABS 會在陽光下劣化。

哪種材料細節最多? 樹脂。若要堅韌又精細的功能性零件,則用 SLS 尼龍。

PLA 夠堅固嗎? 對裝飾品、原型與輕負載的室內零件,夠。對於任何溫熱、戶外或承受實際負載的東西,請改用 PETG 或 ASA。

描述工作內容,而不是塑膠種類,然後免費發布你的零件委託。製作者會在報價中提出材料建議。

資料來源

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