3D列印線材

3D列印線材（英語：3D printing filament），是熔融沉積成型（FDM）的3D印表機所使用之熱塑性原料。市面上有多種不同特性與用途的耗材可供選擇^[1] 。

各種不同顏色的 3D 列印線材，以及所列印出的模型。

線材的直徑範圍很廣，最常見的為 1.75 mm 和 2.85 mm^[2]，後者常與較少見的 3 mm 混淆^[3]。

耗材由一條連續細長的塑膠線捲入捲筒中所組成^[4]。

生產

商業生產的線材

3D 印表機用線材是透過加熱、擠出與冷卻塑料的過程來將原料球轉變成成品。然而與 3D 列印機不同，絲材是被拉出而非被推入噴嘴以形成絲材。絲材的直徑由加熱塑料後的加工過程決定，而非擠出機噴嘴的直徑。當絲材從擠出機拉出時，會施加不同的力與速度以定義絲材的寬度，最常見的直徑為 1.75 mm 或 2.85 mm^[5][6]。

線材的原料塑膠顆粒通常是白色或透明。將色料或其他添加劑加入材料中，使其在熔融前形成彩色長絲或具有特殊性質的長絲，例如增強強度或磁性。長絲被擠出之前，顆粒先加熱至 80 °C 以乾燥並降低水分含量。由於多數熱塑性塑料具有吸濕性，若擠出含水的塑料會造成尺寸上的缺陷（完成的長絲在打印時亦是如此^[7]）。接著顆粒被送入單螺桿擠出機，在其中加熱並擠出成長絲^[5] 。直徑常透過雷射束測量（非熔融狀態）作為品質控制機制，以確保長絲直徑正確。然後長絲經過溫水槽冷卻，使長絲成形。再經冷水槽冷卻至室溫。最後捲繞成捲，成為成品^[5]。

DIY 線材生產

DIY 線材製作機與 FDM 3D 打印機採用相同的方法，即透過擠出機推送材料絲以製造正確直徑的線材。市面上有多種 DIY 線材機型，既有開源計畫也有商業機型。

食品脫水機可用於在高於 70 °C 的溫度下去除吸濕材料的水分^[8]。

用法

將 3D 打印線材轉變為 3D 模型的過程：

1. 絲線被送入3D印表機。
2. 熱塑性材料在噴頭內加熱至其玻璃化轉變溫度之上。
3. 線材由擠出頭擠出並沉積於建模平台上，待其冷卻。
4. 該過程是連續的，逐層堆疊以建立模型。

原料列表

依使用原料，有下列種類線材：

線材	特性	用途	強度	密度 (kg/m3)	彈性	耐久性	列印難度	列印溫度 (°C)	熱床溫度 (°C)	列印說明
聚乳酸（PLA）	容易列印 在特定條件下可生物分解	消費性產品	1 !中	1240 [9]	0 !低	1 !中	0 !低	180–230	不需要熱床 或建議60至80℃
ABS樹脂	耐用 抗衝擊	功能性零件	1 !中	1010 [10]	1 !中	2 !高	1 !中	210–250	50–100
聚對苯二甲酸乙二醇酯醇改性（PETG）	比PLA或ABS柔韌 耐用	全部	1 !中	1270 [11]	2 !高	2 !高	1 !中	220–235	不需熱床
乙二醇改性聚對苯二甲酸環己烷二甲酯（PCTG）	比PETG柔韌 耐用	全部	1 !中	1230 [12]	2 !高	2 !高	1 !中	250–270	90–110
尼龍（Nylon）	堅固 柔韌 耐用	全部	2 !高	1020 [13]	2 !高	2 !高	1 !中	220–260	50–100	具吸濕性，不使用時需密封
熱塑性彈性體（TPE）	極度柔韌 類似橡膠	彈性零件 可穿戴	0 !低		2 !高	1 !中	2 !高	225–235	40	需以極慢速列印
熱塑性聚氨酯（TPU）	極度 柔韌 類似橡膠	彈性零件 可穿戴	0 !低		2 !高	1 !中	2 !高	225–235	不需熱床	需以慢速列印
木	木紋質感	家居裝飾	1 !中	1400 [14]	1 !中	1 !中	1 !中	195–220	不需熱床
耐衝擊聚苯乙烯（HIPS）	可溶解	以雙噴嘴列印ABS時，做為支撐結構用	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	以雙噴嘴列印ABS或PLA時，做為支撐結構用	2 !高		0 !低	1 !中	0 !低	180–230	不需熱床	具吸濕性，不使用時需密封
聚對苯二甲酸乙二酯（PET、CEP）	堅固 柔韌 耐用 可回收	全部	2 !高		2 !高	2 !高	1 !中	220–250	不需熱床
加入金屬粉的聚乳酸（PLA Metal）	金屬處理與飾面	珠寶	1 !中		0 !低	2 !高	2 !高	195–220	不需熱床	需使用硬化噴嘴
加入碳纖維的聚乳酸（PLA Carbon Fiber）	剛性 比純PLA堅固	功能性零件	1 !中		0 !低	2 !高	1 !中	195–220	不需熱床	需使用硬化噴嘴
木質素 (bioFila)	可生物分解 比PLA堅固		1 !中		0 !低	1 !中	0 !低	190–225	55
聚碳酸酯（PC）	非常堅固 柔韌 耐用 透明 耐熱	功能性零件	2 !高	1180 – 1200 [16]	2 !高	2 !高	1 !中	270–310	90–105	在約 60℃的環境溫度下使用封閉加熱腔
電導體（通常為石墨-塑膠混合物）	具導電性	電子	1 !中		1 !中	0 !低	0 !低	215–230	不需熱床	需使用硬化噴嘴
蠟 (MOLDLAY)	可完全熔化	脫蠟法鑄造	0 !低		0 !低	0 !低	0 !低	170–180	不需熱床
PETT (T‑Glase)	堅固 柔韌 透明 清晰	功能性零件	2 !高		2 !高	2 !高	1 !中	235–240	不需熱床
丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯（ASA）	剛性 耐用 耐候	戶外使用	1 !中		0 !低	2 !高	1 !中	240–260	100–120
聚丙烯（PP）	柔韌 化學抗性	柔性元件	1 !中	1040 [17]	2 !高	1 !中	2 !高	210–230	120–150
乙縮醛樹脂（POM Acetal）	堅固 剛性 低摩擦 有彈性	功能性零件	2 !高		0 !低	1 !中	2 !高	210–225	130
丙烯酸聚合物（PMMA Acrylic）	剛性 耐用 透明 清晰 抗衝擊	光擴散器	1 !中		0 !低	2 !高	1 !中	235–250	100–120
LAYBRICK（造型塑料）	由研磨的白堊粉末混合共聚酯製成 具有砂岩質感的飾面	建築	0 !低		0 !低	0 !低	1 !中	165–210	不需熱床
夜光塑膠（塑膠混合物）	夜光	玩具等趣味用	1 !中		1 !中	1 !中	0 !低	215	不需熱床	需使用硬化噴嘴
清潔線材	做為清潔噴嘴之用	清除噴嘴阻塞	N/A		N/A	N/A	0 !低	150–260	不需熱床
聚碳酸酯-ABS樹脂（PC-ABS）	剛性 耐用 抗衝擊 具韌性 轉移熱量	功能性零件	1 !中		0 !低	2 !高	2 !高	260–280	120
磁性線材（PLA混合物）	帶有磁性	玩具等趣味用	1 !中		1 !中	1 !中	2 !高	195–220	不需熱床
變色線材（塑膠混合物）	熱致變色	玩具等趣味用	1 !中		1 !中	1 !中	0 !低	215	不需熱床
nGen（共聚酯）	類似PETG 耐熱 透明	全部	1 !中		2 !高	2 !高	1 !中	210–240	60
TPC	極度柔韌 類似橡膠 耐化學性 耐熱 耐紫外線	彈性零件 戶外使用	0 !低		2 !高	1 !中	2 !高	210	60–100
PORO-LAY	部份水溶性 多孔性 柔韌	實驗用	0 !低		2 !高	1 !中	0 !低	220–235	不需熱床
FPE	柔韌	彈性零件	0 !低		2 !高	2 !高	1 !中	205–250	75 [18][19][20][21][22]
聚醚醯亞胺（PEI）	耐熱 堅固 耐燃	功能性零件 3D列印機熱床上的列印板（列印平台）常以PEI做為塗層	2 !高	1270	1 !中	2 !高	1 !中	340–380	180–200	加熱腔內需可加熱到220℃