3D打印是一种多用途制造工艺，用于样件及耐用型终端零部件的生产。一些领域要求3D打印零部件具有极高的强度和耐用型，而这些特点很大程度上取决于设计以及生产零部件所使用的3D打印材料。本文将介绍Xometry的几种高强度3D打印材料。
高强度3D打印材料的指标
高强度材料或者高强度材料制成的零部件具有较高的抗张强度、压实强度或者剪切强度。能够抵抗高应力并且在重载下不易变形。高强度材料还具有较好的耐冲击性、耐化学性以及耐恶劣天气条件的特性。此外，打印件的强度还取决于一些其他因素如设计、后处理以及打印设置。
Xometry高强度3D打印材料
不同的打印技术需要不同的塑料或金属。下面将介绍每种打印技术所需要的打印材料及具体特性。
PA12碳填充尼龙
PA12尼龙树脂混合短切碳纤维，具有出色的结构性能。碳纤维占总重量的35%。方便自由设计，特别是原型设计。
拥有较高的强度和硬度，在某些应用中可以代替金属使用，比如钻模、固定件、钻导子以及压配嵌件。广泛应用于汽车、工业及娱乐行业。PA12碳填充尼龙被广泛认为是拥有最高强度重量比的FDM材料。
- 3D打印技术: FDM
- 应用领域： 工装、原型设计
聚碳酸酯(PC)
聚碳酸酯是一种韧性无定形材料，拥有较高的抗冲击强度、出色的稳定性及卓越的电气性能。使用温度范围较广，热变形温度140°C。
广泛用于安全头盔、汽车前照灯透镜及防弹玻璃的生产。可配合阻燃材料使用，无明显的材料降解。
- 3D打印技术: FDM
- 应用领域：医用设备、工业产品、电子部件
不锈钢 17.4 / 1.4542
17.4不锈钢属于铬镍铜钢，拥有较高的强度和出色的韧性。抗张强度1070N/mm2。具有较好的耐腐蚀性。强度高，多用于航空航天及高科技行业零部件如齿轮、涡轮叶片、机轴及压模。
可以按照不同的硬度及韧性要求，对该材料进行热处理。直接金属激光烧结（DMLS）是标准的不锈钢打印形式。不过也会用到一些其他方法如粘合成型和选择性激光熔化（SLM）。
- 3D打印技术: DMLS， 粘合成型， SLM
- 应用领域： 航空航天、高科技行业
ULTEM 1010
和其他FDM热塑性材料相比，ULTEM 1010表现出最佳的耐热性、耐化学性和抗张强度。有透明、不透明以及玻璃填充等级。可广泛应用于自定义工具（金属或塑料零部件加工）、医用工具及耐热模具。
ULTEM 1010是一种高性能聚醚酰亚胺热塑性材料，可以说是目前强度最高的FDM打印材料。热膨胀系数极低。食品接触级，具有生物相容性，是食品行业的理想材料。
- 3D打印技术： FDM
- 应用领域：食品行业、工装
PEEK
能够抵抗刺激性化学品，机械强度高、尺寸稳定性好。PEEK能够在高温环境中保持硬度，可在170°C以内持续使用。
PEEK,耐疲劳、耐应力开裂性较好，适用于航空航天、油气及半导体的生产。
- 3D打印技术： FDM
- 应用领域：轴承、密封件、阀门、管件
ULTEM 9085
较高的强度重量比、高冲击强度、耐热性好。ULTEM 9085阻燃效果好，可用于航空航天及汽车行业样机及工具的生产。性能堪比6.68尼龙（9800）。
ULTEM 9085 机械强度高、重量轻，适合终端部件的生产。
- 3D打印技术： FDM
- 应用领域：钻模、固定件、复合模具
AlSiMG 铝/ EN 1706: 1998
AISiMG铝在高温（约200°C）条件下表现出较高的强度。出色的耐腐蚀性、易抛光。较好的可使用性、耐热裂性。疲劳强度110N/mm2。
AISiMG铝具有较好的可焊接性，广泛应用于车辆、机器及飞行器零部件。室温下抗张强度290MPa。
- 3D打印技术： SLM
- 应用领域：汽车、航空航天
316L不锈钢 / 1.4404
含碳量低，属于铬镍钼不锈钢，熔点1400°C。在氯基介质和不氧化酸中表现出出色的耐腐蚀性和稳定性。抗张强度高达500N/mm2。
主要用于食品加工与实验室设备、热交换器、螺母与螺栓。在所有金属材料中，光滑性最好。
- 3D打印技术：SLM
- 应用领域： 食品与饮料设备、制药设备
高强度3D打印材料对比
Xometry报价引擎中三种树脂抗张强度对比，以下是CAD模型：
| 材料 | 技术 | 抗张强度 |
| PA 12碳填充尼龙 | FDM | 76 MPa |
| PC | FDM | 60 MPa |
| 17.4不锈钢 | DMLS | 1103 MPa |
| ULTEM 1010 | FDM | 105 MPa |
| PEEK | FDM | 110 Mpa |
| ULTEM 9085 | FDM | 70 MPa |
| AlSiMG铝 | DMLS | 230 – 290 MPa |
| 316L不锈钢 | DMLS | 490 – 690 MPa |
结语
高强度3D打印材料分为两种：塑料（FDM、SLS、SLA）和金属（SLM）。 Xometry为您提供高效、可靠、高精度的3D打印服务。我公司拥有实时报价引擎，超1万家制造商遍布全球，从报价到上门配送全程贴心服务，为您的零部件生产保驾护航。
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