3D列印线材

3D列印线材（英语：3D printing filament），是熔融沉积成型（FDM）的3D印表机所使用之热塑性原料。市面上有多种不同特性与用途的耗材可供选择^[1] 。

各种不同颜色的 3D 列印线材，以及所列印出的模型。

线材的直径范围很广，最常见的为 1.75 mm 和 2.85 mm^[2]，后者常与较少见的 3 mm 混淆^[3]。

耗材由一条连续细长的塑胶线卷入卷筒中所组成^[4]。

生产

商业生产的线材

3D 印表机用线材是透过加热、挤出与冷却塑料的过程来将原料球转变成成品。然而与 3D 列印机不同，丝材是被拉出而非被推入喷嘴以形成丝材。丝材的直径由加热塑料后的加工过程决定，而非挤出机喷嘴的直径。当丝材从挤出机拉出时，会施加不同的力与速度以定义丝材的宽度，最常见的直径为 1.75 mm 或 2.85 mm^[5][6]。

线材的原料塑胶颗粒通常是白色或透明。将色料或其他添加剂加入材料中，使其在熔融前形成彩色长丝或具有特殊性质的长丝，例如增强强度或磁性。长丝被挤出之前，颗粒先加热至 80 °C 以干燥并降低水分含量。由于多数热塑性塑料具有吸湿性，若挤出含水的塑料会造成尺寸上的缺陷（完成的长丝在打印时亦是如此^[7]）。接著颗粒被送入单螺杆挤出机，在其中加热并挤出成长丝^[5] 。直径常透过雷射束测量（非熔融状态）作为品质控制机制，以确保长丝直径正确。然后长丝经过温水槽冷却，使长丝成形。再经冷水槽冷却至室温。最后卷绕成卷，成为成品^[5]。

DIY 线材生产

DIY 线材制作机与 FDM 3D 打印机采用相同的方法，即透过挤出机推送材料丝以制造正确直径的线材。市面上有多种 DIY 线材机型，既有开源计画也有商业机型。

食品脱水机可用于在高于 70 °C 的温度下去除吸湿材料的水分^[8]。

用法

将 3D 打印线材转变为 3D 模型的过程：

1. 丝线被送入3D印表机。
2. 热塑性材料在喷头内加热至其玻璃化转变温度之上。
3. 线材由挤出头挤出并沉积于建模平台上，待其冷却。
4. 该过程是连续的，逐层堆叠以建立模型。

原料列表

依使用原料，有下列种类线材：

线材	特性	用途	强度	密度 (kg/m3)	弹性	耐久性	列印难度	列印温度 (°C)	热床温度 (°C)	列印说明
聚乳酸（PLA）	容易列印 在特定条件下可生物分解	消费性产品	1 !中	1240 [9]	0 !低	1 !中	0 !低	180–230	不需要热床 或建议60至80℃
ABS树脂	耐用 抗冲击	功能性零件	1 !中	1010 [10]	1 !中	2 !高	1 !中	210–250	50–100
聚对苯二甲酸乙二醇酯醇改性（PETG）	比PLA或ABS柔韧 耐用	全部	1 !中	1270 [11]	2 !高	2 !高	1 !中	220–235	不需热床
乙二醇改性聚对苯二甲酸环己烷二甲酯（PCTG）	比PETG柔韧 耐用	全部	1 !中	1230 [12]	2 !高	2 !高	1 !中	250–270	90–110
尼龙（Nylon）	坚固 柔韧 耐用	全部	2 !高	1020 [13]	2 !高	2 !高	1 !中	220–260	50–100	具吸湿性，不使用时需密封
热塑性弹性体（TPE）	极度柔韧 类似橡胶	弹性零件 可穿戴	0 !低		2 !高	1 !中	2 !高	225–235	40	需以极慢速列印
热塑性聚氨酯（TPU）	极度 柔韧 类似橡胶	弹性零件 可穿戴	0 !低		2 !高	1 !中	2 !高	225–235	不需热床	需以慢速列印
木	木纹质感	家居装饰	1 !中	1400 [14]	1 !中	1 !中	1 !中	195–220	不需热床
耐冲击聚苯乙烯（HIPS）	可溶解	以双喷嘴列印ABS时，做为支撑结构用	0 !低	1040 [15]	1 !中	2 !高	1 !中	210–250	50–100
聚乙烯醇（PVA）	可溶解 水溶性 可生物分解 耐油	以双喷嘴列印ABS或PLA时，做为支撑结构用	2 !高		0 !低	1 !中	0 !低	180–230	不需热床	具吸湿性，不使用时需密封
聚对苯二甲酸乙二酯（PET、CEP）	坚固 柔韧 耐用 可回收	全部	2 !高		2 !高	2 !高	1 !中	220–250	不需热床
加入金属粉的聚乳酸（PLA Metal）	金属处理与饰面	珠宝	1 !中		0 !低	2 !高	2 !高	195–220	不需热床	需使用硬化喷嘴
加入碳纤维的聚乳酸（PLA Carbon Fiber）	刚性 比纯PLA坚固	功能性零件	1 !中		0 !低	2 !高	1 !中	195–220	不需热床	需使用硬化喷嘴
木质素 (bioFila)	可生物分解 比PLA坚固		1 !中		0 !低	1 !中	0 !低	190–225	55
聚碳酸酯（PC）	非常坚固 柔韧 耐用 透明 耐热	功能性零件	2 !高	1180 – 1200 [16]	2 !高	2 !高	1 !中	270–310	90–105	在约 60℃的环境温度下使用封闭加热腔
电导体（通常为石墨-塑胶混合物）	具导电性	电子	1 !中		1 !中	0 !低	0 !低	215–230	不需热床	需使用硬化喷嘴
蜡 (MOLDLAY)	可完全熔化	脱蜡法铸造	0 !低		0 !低	0 !低	0 !低	170–180	不需热床
PETT (T‑Glase)	坚固 柔韧 透明 清晰	功能性零件	2 !高		2 !高	2 !高	1 !中	235–240	不需热床
丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯（ASA）	刚性 耐用 耐候	户外使用	1 !中		0 !低	2 !高	1 !中	240–260	100–120
聚丙烯（PP）	柔韧 化学抗性	柔性元件	1 !中	1040 [17]	2 !高	1 !中	2 !高	210–230	120–150
乙缩醛树脂（POM Acetal）	坚固 刚性 低摩擦 有弹性	功能性零件	2 !高		0 !低	1 !中	2 !高	210–225	130
丙烯酸聚合物（PMMA Acrylic）	刚性 耐用 透明 清晰 抗冲击	光扩散器	1 !中		0 !低	2 !高	1 !中	235–250	100–120
LAYBRICK（造型塑料）	由研磨的白垩粉末混合共聚酯制成 具有砂岩质感的饰面	建筑	0 !低		0 !低	0 !低	1 !中	165–210	不需热床
夜光塑胶（塑胶混合物）	夜光	玩具等趣味用	1 !中		1 !中	1 !中	0 !低	215	不需热床	需使用硬化喷嘴
清洁线材	做为清洁喷嘴之用	清除喷嘴阻塞	N/A		N/A	N/A	0 !低	150–260	不需热床
聚碳酸酯-ABS树脂（PC-ABS）	刚性 耐用 抗冲击 具韧性 转移热量	功能性零件	1 !中		0 !低	2 !高	2 !高	260–280	120
磁性线材（PLA混合物）	带有磁性	玩具等趣味用	1 !中		1 !中	1 !中	2 !高	195–220	不需热床
变色线材（塑胶混合物）	热致变色	玩具等趣味用	1 !中		1 !中	1 !中	0 !低	215	不需热床
nGen（共聚酯）	类似PETG 耐热 透明	全部	1 !中		2 !高	2 !高	1 !中	210–240	60
TPC	极度柔韧 类似橡胶 耐化学性 耐热 耐紫外线	弹性零件 户外使用	0 !低		2 !高	1 !中	2 !高	210	60–100
PORO-LAY	部份水溶性 多孔性 柔韧	实验用	0 !低		2 !高	1 !中	0 !低	220–235	不需热床
FPE	柔韧	弹性零件	0 !低		2 !高	2 !高	1 !中	205–250	75 [18][19][20][21][22]
聚醚酰亚胺（PEI）	耐热 坚固 耐燃	功能性零件 3D列印机热床上的列印板（列印平台）常以PEI做为涂层	2 !高	1270	1 !中	2 !高	1 !中	340–380	180–200	加热腔内需可加热到220℃