塑料性能金字塔

了解3D打印的朋友應該都非常熟悉這個塑料性能金字塔，可能各家略有不同，但基本的分類都是大同小異。簡單來說，金字塔底部的最容易打印也是最最常見的，中間層的打印就需要性能略微高一點的3D打印機，最頂上的就需要更好一點性能的3D打印機。這是因為這幾款材料的性能也是從下往上逐層遞增的，越往上，性能參數越優異。基于此，可以打印這些材料的設備，是從下往上逐層遞減的，越往上，可以打印的設備就越少。
那么這些材料究竟有什么區別？今天我們來一文匯總，建議收藏備查！
金字塔底部：通用塑料PLA、ABS、TPU、PP等
1、PLA：聚乳酸，又稱聚丙交酯，是以乳酸為主要原料聚合得到的聚酯類聚合物，是一種新型的生物降解材料。3D打印圈的入門中的入門，顏色豐富，打印起來難度低，價格夠便宜，新手首選，某寶上二三十一公斤的都有，基本上是小白練手的第一盆菜。

紅色部分為PLA材料3D打印的模型

常見性能參數：
密度：1.25±0.05 g/cm3。
打印溫度：190-220℃。
熱床溫度：50-65℃。
熔點：160℃。
收縮率：0.3%。
特點：食品級原料生產，無氣味，抗拉強度高，韌性好，流動性穩定，收縮率小，送料順暢，打印模型不變形不翹邊，表面光滑細膩。
2、TPU（熱塑性聚氨酯）：TPU是熱塑性聚氨酯（Thermoplastic Polyurethane）的簡稱，是一種具有高彈性和耐磨性的材料，適用于制作需要柔韌性和耐磨性的零件。
常見性能參數：密度：0.92 g/cm3。
打印溫度：190-225℃。
底板溫度：80-90℃。
吸水率：0.1%。
特點：優異的附著力，良好的耐曲撓性，優異的耐磨性，高光澤度，耐候性能優，環保原材料，無刺鼻氣味。
3、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）：ABS是由丙烯腈（Acrylonitrile）、丁二烯（Butadiene）和苯乙烯（Styrene）三種單體共聚而成的熱塑性塑料。ABS具有良好的綜合性能，包括機械強度、硬度和耐沖擊性。用于3D打印中的ABS材料也屬于價格非常低廉的，但是，相比PLA，ABS雖然性能略強一點，但是有明顯的氣味，若同時多臺設備打印，氣味會比較刺鼻，因為，多數情況下，不建議家庭或者個人愛好者在通風不暢的環境中使用。
常見性能參數：
密度：1.03~1.07g/cm3
熔點：217~237℃
打印溫度：220-250℃
底板溫度：80-110℃
特點：純度高，100%原料生產，線徑穩定，流動性穩定，高強度抗拉強度，高韌性，具有良好的力學性能，沖擊強度好。
4、 PP（聚丙烯）：PP是聚丙烯（Polypropylene）的簡稱，是一種輕質、耐化學性好、電絕緣性優的熱塑性塑料，廣泛應用于汽車、包裝、消費品和電子產品等領域。
常見性能參數：密度：0.95 g/cm3
熔點：164℃-170℃
打印溫度：230-260℃
底板溫度：100-120℃
維卡軟化點：158℃
收縮率：0.5%
特點：耐高溫，層間粘接強度高，高強度高韌性，不拉絲，原料生產，無雜質不堵頭。
金字塔中間：工程塑料：PA,PC,ASA,PETG
1、PA:聚酰胺（Polyamide）的簡稱，也稱為尼龍（Nylon）。聚酰胺是一類合成高分子材料，分子主鏈上含有重復的酰胺基團（-NHCO-）。PA具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨性、耐化學性和自潤滑性。
常見性能參數：
比重：PA6為1.14克/立方厘米，PA66為1.15克/立方厘米，PA121.01至1.04克/立方厘米之間。
成型收縮率：PA6為0.8-2.5%，PA66為1.5-2.2%，PA120.5%-2%。
成型溫度：220-300℃
干燥條件：100-110℃，12小時
特點：堅韌、耐磨、耐油、耐水、抗酶菌，但吸水性大。
2、 PC：聚碳酸酯（Polycarbonate），是一種無色透明的無定形熱塑性工程塑料。PC具有極高的透明度，以及優異的抗沖擊性、尺寸穩定性和耐蠕變性。
常見性能參數：
密度：約1.2 g/cm3
熱變形溫度：135-148°C（0.45 MPa）
拉伸強度：60-80 MPa
斷裂伸長率：80-130%
沖擊強度：在缺口沖擊測試中，PC的沖擊強度非常高，可達200-300 J/m
透明度：極佳的透明度，透光率可達89%-91%
耐化學性：對水、酸、堿等化學物質具有良好的抵抗力
3、ASA（丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物）：由苯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯類橡膠體共聚合而成的產品。ASA不僅維持了ABS之主要特性，并結合PMMA耐候之優點，使得產品之應用上可延伸至戶外之用途。也可以理解為其實就是耐紫外線的ABS。
常見性能參數：
耐候性：提高了整整10倍，與其他性能如力學性能、加工性能、電絕緣性以及耐化學品性都與ABS相當。
著色性：極佳，能染色制成多種顏色。
用途：適用于汽車、機車部品、建筑部品、戶外運動用品、園藝部品、戶外天線部品、電子電機產品、衛浴用品等。
4、PETG（聚對苯二甲酸乙二醇酯共聚物）PETG是一種非晶型共聚酯，其制品高度透明，抗沖擊性能優異，特別適宜成型厚壁透明制品。PETG的加工成型性能極佳，能夠按照設計者的意圖進行任意形狀的設計。
常見性能參數：
密度：1.29g/cm3吸水率：0.12%
拉伸模量：可以從技術參數表中獲取具體數值
耐化學性：良好，尺寸穩定性良好，靜電放電保護
透明度：高度透明，特別適宜成型厚壁透明制品
金字塔頂部：特種工程塑料：PEEK、PEKK、PEI、PPS和PPSU
1、PEEK（聚醚醚酮）：PEEK是聚醚醚酮（Polyether Ether Ketone）的簡稱，是一種半結晶性、熱塑性特種工程塑料。以其卓越的機械性能、耐化學性、耐高溫、自潤滑而被廣泛應用于航空航天、汽車、電子和醫療等領域。但價格較貴，有“塑料中的軟黃金”之稱。同時，由于其優異的機械性能，導致了加工的難度較高，所以，可以提供此類加工服務的廠商較為稀缺。

3D打印的PEEK樣件集合

常見性能參數：
密度：1.3-1.5 g/cm3
熔點：343°C
連續使用溫度：可長期在260°C下使用，短期可耐300°C。
機械性能：具有較高的機械強度和剛度，同時具備良好的耐疲勞性能。
耐腐蝕性：PEEK對酸、堿、溶劑和氧化劑等化學品表現出色，適用于化學處理設備和石油化工管道等領域
耐磨性：PEEK在高摩擦和高壓力條件下表現出色，低摩擦系數和良好的耐刮擦性能使其適用于汽車制動系統等應用
電絕緣性：PEEK具有良好的電絕緣特性和耐高電壓性能，廣泛應用于電子、電氣和電力工業中的絕緣材料和電纜保護套
尺寸穩定性：PEEK具有低水吸濕性和低熱膨脹系數，尺寸變化小，適用于需要保持精確尺寸和幾何形狀的應用。
2、 PEKK（聚醚酮酮）：PEKK是聚醚酮酮（Polyether Ether Ketone）的簡稱，是一種來自PAEK家族的半晶體熱塑性塑料，通常用于極端操作工作環境。
常見性能參數：
耐溫性：長期使用溫度達到250~260°C，短期使用溫度可達300°C。
機械強度：具有高模量和高拉伸強度。
耐化學性：耐受幾乎所有有機和無機化學品（除超強腐蝕性的化學品如發煙硫酸和硝酸，二氯甲烷）。
3、PEI（聚醚酰亞胺）：PEI是聚醚酰亞胺（Polyetherimide）的簡稱，是一種高性能工程塑料，具有優異的機械性能、耐熱性、化學穩定性和尺寸穩定性。
常見性能參數：
密度：1.27 g/cm3
吸潮率：0.75%
耐低溫度：表現出良好的耐低溫性能
機械性能：具有極高的強度、剛度和耐沖擊性
4、PPS（聚苯硫醚）：PPS是聚苯硫醚（Polyphenylene Sulfide）的簡稱，是一種綜合性能優異的特種工程塑料，具有優良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理機械性能和極好的尺寸穩定性以及優良的電性能。PPS產品敲擊起來聲音非常清脆響亮，和金屬非常接近，有時候叫它“鐵料”或者“鋼料”，也被稱為“金屬般的塑料”。
常見性能參數：
密度：1.35 g/cm3
熔化溫度：280°C
連續工作溫度：200℃以上，甚至在某些情況下可達240℃
電性能：PPS的電絕緣性、介電性和耐化學介質性都很突出，介電量數小、介電損耗低
耐化學性能：對酸、堿、溶劑等具有良好的抵抗能力，不易發生化學反應
阻燃性能：PPS具有難燃性，可以達到UL94V-0級別
PPS具有許多優點，但其本身也存在一些缺陷，如脆性較大、加工難度高、成本較高等。
5、PPSU（聚亞苯基砜）：PPSU是聚亞苯基砜（Polyphenylsulfone）的簡稱，是一種高溫芳香族砜聚合物，具有優異的耐水解性和能夠抵抗常見化學物質的特性。
常見性能參數：
熱變形溫度：207°C
相對密度：1.29 g/cm3
連續使用最高溫度：180°C
耐化學腐蝕性：能夠抵抗常見化學物質