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取材自all3dp.com的文章”3D Printer Filament Guide 2018- The Top 25 Types”

現在FDM 3D印表機無所不在，從家庭到辦公室，從教室到工作場所都可以看到它的蹤影。

最常見的3D印表機線材是PLA、ABS及PETG等熱塑料，其他還有尼龍、聚碳酸酯、碳纖維、聚丙烯等等，甚至還有導電及黑暗中發光等特殊摻合材料。

因為現在有這麼多種材料，所以能夠比以往更容易列印出功能性、漂亮、高性能的物件，接下來就看看什麼樣的線材適合你。

第一類：標準型線材

這類線材包含桌上型3D印表機常用的六種線材，因為其容易使用及物理性質而廣受歡迎。以下除了列出各線材的一般資訊外，也提出彼此間的性質比較及建議使用時機。

1. 聚乳酸(PLA)

PLA是最普遍的3D印表機線材，它容易列印，不易捲翹，通常不需要加熱床，列印時不會產生異味，具有生物可分解性。它也是使用於許多奇特或休閒線材中的基礎材料，例如導電線材、黑暗中發光線材或者掺入木材或金屬的線材。 

• 強度：高
• 可撓性：低
• 耐久性：中等
• 列印困難度：低
• 列印溫度：180°C – 230°C
• 列印床溫度：20°C – 60°C（不一定需要）
• 收縮/捲翹：最小
• 可溶性：無
• 與食品接觸的安全性：視製造商而定 

PLA因為用途太過廣泛，與其問使用時機，不如問什麼時候不適合用比較實際。PLA因為比較脆，所以要避免使用它來製造可能會彎折、扭轉或重複摔落的物件，例如手機殼、常會磨到的玩具或工具把手，也要避免用來製造須耐受較高溫度的物件，因為PLA在60C或以上就會變形。整體而言，PLA仍是最好用的線材，常用來製造模型、低磨耗的玩具、打樣零件及容器。

2. ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）

ABS名列最常用線材的第二名，僅次於PLA。ABS實際上是優於PLA，除了列印容易度略遜一籌之外，因此常被用來製造家庭用品及消費產品，例如樂高積木及單車頭盔。

ABS的製成品具有高耐久性及耐受高溫的能力，但因為列印溫度較高，所以在冷卻的時候較容易捲翹，另外，列印時會產生濃密的煙霧，所以要用加熱床及在通風良好的場所工作。

• 強度：高
• 可撓性：中等
• 耐久性：高
• 列印困難度：中等
• 列印溫度：210 °C – 250 °C
• 列印床溫度：80 °C – 110 °C
• 收縮/捲翹：明顯
• 可溶性：溶於酯類、酮類及丙酮
• 與食品接觸的安全性：不安全

ABS因為堅固、能夠耐受高應力及高溫、相當柔韌等特性，讓它成為極好的一般用途線材，適合製作手機殼、高磨耗玩具、工具把手、汽車修整組件及電器包覆物等。

3. PETG(PET、PETT)

聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是世界上最常使用的塑料，它是製造礦泉水瓶、衣物纖維及食品容器的原料。

雖然PET本身很少用在3D列印，但PETG卻是常用的3D印表機線材，最後一個字母”G”代表”乙二醇改質”，這讓它變為較澄透且較不易碎的線材，並且比PET更容易使用。基於這個原因，一般認為PETG是介於PLA與ABS之間的材料，因為它比PLA柔韌及耐用，而且比ABS容易列印。

PETG具有以下特性：

• PETG具有吸溼性，它會吸收空氣中的水氣，從而對列印造成不利的影響，因此要儲存在陰涼及乾燥的環境。
• PETG在列印的時候呈現黏稠，因此不適合用作支撐結構，但附著性很好。
• PETG雖然不易碎，但比ABS容易刮傷。

Polyethylene coTrimethylene Terephthalate (PETT)是另一種PET的變體，比PET來的略微堅硬，因為透明而成為受歡迎的線材。

PETG(PET、PETT)的性質如下： 

• 強度：高
• 可撓性：中等
• 耐久性：高
• 列印困難度：低
• 列印溫度：220 °C – 250 °C
• 列印床溫度：50 °C – 75 °C
• 收縮/捲翹：很小
• 可溶性：無
• 與食品接觸的安全性：視製造商而定 

PETG 3D印表機線材的使用時機

PETG是良好的全能選手，但比其他3D印表機線材勝出的主要原因還是在於柔韌性、強度、抗高溫及抗衝擊性，因此極適合用來製造可能經歷持續或突然應力的物件，例如機械零件、印表機零件及保護性組件。

4. 尼龍

尼龍是工業3D列印常用的線材之一，在3D列印業扮演重量級角色，和大部分的其他3D印表機線材相較，當綜合考量柔韌性、強度及耐久性時，尼龍是排名第一的競爭者。

尼龍另一個獨一無二的特性是可以染色，不論在列印之前或之後。尼龍的缺點是具有吸溼性，就像PETG一樣，必須儲存在陰涼且乾燥的環境，以確保列印品質。

一般而言，尼龍有好幾種等級，其中最常用來做為3D印表機線材的是618及645。

尼龍線材的性質如下：

• 強度：高
• 可撓性：高
• 耐久性：高
• 列印困難度：中等
• 列印溫度：240 °C – 260 °C
• 列印床溫度：70 °C – 100 °C
• 收縮/捲翹：明顯
• 可溶性：無
• 與食品接觸的安全性：視製造商而定

使用尼龍3D印表機線材的時機

尼龍因為具有極佳的柔韌性、強度及耐久性，可以用來製造工具、功能性樣品或者機械零件（例如鉸鏈、搭扣或齒輪）。

5. TPE、TPU、TPC等軟性材料

熱塑性彈性體(TPE)是具有類橡膠性質的基礎塑料，因此極為柔韌及耐用，常用在汽車零件、家庭用品及醫療補給品。因為它柔軟且可以拉伸，所以能夠耐得住PLA或ABS無法忍受的嚴苛條件，但是因為TPE不易壓出，所以沒那麼好列印。

熱塑性聚胺基甲酸乙酯(TPU)是TPE的一種，也是常見的3D印表機線材，和一般的TPE相較，TPU略微堅硬一些，因此也比較容易列印，另外，耐久性也略爲好些，在寒冷的環境下也較能保持彈性。

熱塑性共聚酯(TPC)也是TPE的一種，但沒TPU那麼普遍，TPC的主要優點是具有較高的耐化學性、耐UV性及耐熱性（可高達150 °C）。

TPE、TPU、TPC的性質如下：

• 強度：中等
• 可撓性：非常高
• 耐久性：非常高
• 列印困難度：中等（TPE及TPC），低（TPU）
• 列印溫度：210 °C – 230 °C
• 列印床溫度：30 °C – 60 °C（不一定需要）
• 收縮/捲翹：很小
• 可溶性：無
• 與食品接觸的安全性：不安全

使用時機

TPE或TPU適合用來建造會承受大量磨耗的物件，如果你想要列印的物件會彎曲、拉伸或壓縮，那麼選這類材料就對了，例如玩具、手機殼或穿戴裝置（如腕套）。TPC也可以用在同樣的時機，但在嚴苛的物理衝擊及熱環境（例如室外）下，就沒那麼好。

6. 聚碳酸酯(PC)

聚碳酸酯除了是本文所介紹的3D印表機線材中強度最高者之外，耐久性也非常好，並且對物理衝擊及熱也有很高的抵抗性，可以耐受高達110 °C的溫度。另外，聚碳酸酯呈現透明，在商業上用於製造防彈玻璃、水肺面罩及電子顯示螢幕等。

雖然使用時機有點類似，但不要把PC和壓克力或樹脂玻璃搞混，PC具有柔韌性（雖然不像尼龍那麼好），讓它可以彎曲一直到變形為止，而另兩種材料在應力下會碎裂或破裂。

PC具有吸溼性，會吸收空氣中的水分，因此要儲存在陰涼乾燥的環境，以確保列印品質。

PC的性質如下： 

• 強度：非常高
• 可撓性：中等
• 耐久性：非常高
• 列印困難度：中等
• 列印溫度：270 °C – 310 °C
• 列印床溫度：90 °C – 110 °C
• 收縮/捲翹：嚴重
• 可溶性：無
• 與食品接觸的安全性：不安全

使用時機

因為物理性質使然，PC適合用來製造在高溫環境下必須保持強度、韌度及形狀的零件，例如電氣、機械及汽車組件。另外，它的光學澄淨度也被應用於照明裝置或螢幕。

第二類：奇特及娛樂型3D印表機線材

上面六種標準型線材著重在強度、柔韌度及耐久性等物理性質，以下則是一些有趣的線材，其受歡迎的原因有很大一部分是來自於美感、組成或者特殊效果。

7. 木材

這是一種掺入木材纖維的PLA線材，目前市面上已有許多這類的木材-PLA掺合線材，木材包括常見的松木、白樺、杉木、黑檀木及柳木，以及不那麼常見的竹子、山桃木、椰子及軟木等。

想要列印木材-PLA掺合線材，必須在它的優缺點間進行取捨，其強項是美感及觸感，但柔韌度及強度則有不足。列印時要注意溫度的控制，溫度太高會使外觀有燒焦的感覺，但可以簡單地用後加工來美化外觀。

使用時機

如果物件強調的不是功能性而是外觀，那就很適合使用木材-PLA掺合線材，例如放在桌上或架上展示的物件，包括碗、公仔及獎章。較有創意的作品是比例模型，例如建築模型。

8. 金屬

如果你想印一些有重量感又閃閃發亮的物件，金屬是不二的選擇。金屬線材不是十成十的金屬，而是金屬粉末與PLA或ABS的掺合物，但這並不妨礙它看起來及摸起來就像金屬，甚至連重量都像金屬。

市面上可以買得到的金屬3D印表機線材有青銅、黃銅、紅銅、鋁及不銹鋼等，如果你想要物件看起來很特別，列印完畢之後還可以實施拋光、風化或銹蝕處理。

列印金屬掺合線材會增加更換噴頭的頻率，因為金屬顆粒具有磨蝕性，它會磨耗噴頭。

最常見的金屬3D印表機線材是約50%金屬粉末與約50%PLA或ABS的掺合物，但也有金屬含量高達85%的線材。

使用時機

金屬線材適合列印具有美感及功能性的物件，公仔、模型、玩具及代幣列印出來的效果都很好。如果不會承受太大的應力，金屬3D印表機線材也可以用來列印工具、爐柵或加工組件等。

9. 可生物分解的線材(bioFila)

可生物分解的3D印表機線材獨佔一格，因為它最有價值的地方不在於物理性質，而是可以減輕塑料對環境的衝擊。

除了前文提到的PLA是可生物分解的線材之外，這類線材還包括twoBEars公司的bioFila系列及Biome Bioplastics公司的Biome3D。

使用時機

雖然可生物分解的3D印表機線材的主要訴求是環境友善，但用來列印具有堅固物理性質的物件也是不錯的選擇，尤其是在你對強度、柔韌度或耐久性沒有特定要求的時候，例如打樣樣品。

10. 導電性線材

這類線材是在PLA或ABS中加入導電性的碳微粒而製得，適合列印低電壓電子電路，例如利用雙噴頭3D印表機，一個噴頭列印導電性線材，另一個噴頭列印一般的PLA或ABS。

使用時機

雖然這類導電性線材只能印出低電壓電路板，但可以試著聯結LED、感測器甚至樹莓派(Raspberry Pi)，看看效果如何。另外，遊戲機控制器、數位鍵盤及觸控板也是常見的應用。

11. 黑暗中發光的線材

黑暗中發光的線材，不言自明，就是印出的物件放在燈光下一段時間，然後關掉燈光，就可以看到物件發出幽幽的綠光。當然顏色不一定是綠色，也有可能是藍色、紅色、粉紅色、黃色或橘色，但還是綠色比較酷。

這類線材是在PLA或ABS中加入磷光材料而製得，它會先吸收再放射光子，這也是為什麼它要先在光線下放置一段時間才會發光，因為它要先儲存能量，然後再將能量釋放出來。

列印的時候要增加壁的厚度，並且填實度(infill)要小，壁越厚發光越強。

使用時機

想到幽幽的綠光，馬上就會聯想到可以用這類線材來列印萬聖節用品，例如南瓜燈或窗戶裝飾品，其他的應用還包括穿戴裝置（例如珠寶）、玩具及公仔。

12. 磁性線材

這類3D印表機線材是在PLA或ABS中掺入粉末狀態的鐵而製得，列印出來的物件呈現顆粒狀炮銅色外觀，並且會被磁鐵吸引。

這類3D印表機線材實際上是鐵磁性，也就是說，它們會被磁場吸引，但本身不會產生磁場，易言之，它們會黏到磁鐵上，但本身不是磁鐵。

它們可以用來列印裝飾品（特別是吸在冰箱上者），玩具或工具也是很有創意的應用。

13. 變色線材

還記得80年代隨體溫高低改變顏色的T恤嗎？還是心情戒指？同樣的概念，這類3D印表機線材也是利用溫度的變化來改變顏色。最常見的是紫色變粉紅色、藍色變綠色或黃色變綠色，而且基礎塑料也是PLA或ABS。

這類線材沒有特殊的物理、觸覺或功能等特性，純粹是美學的訴求，如果你常使用PLA或ABS線材列印，但有時候想要有些視覺變化的時候，就可以嘗試一下用這種線材來列印手機殼、穿戴裝置、玩具或者容器。

第三類：專業級線材

這類線材是基於以下兩個原因被列為專業級線材，ㄧ是它們比較不常用在桌上型3D列印，其擅長的舞台是工業及商業領域，二是它們除了單純是列印材料之外，還提供功能性（例如結構支撐或壓出器清潔）。

14. 碳纖維線材

當PLA、ABS、PETG及尼龍之類的3D印表機線材以碳纖維進行強化時，會得到重量極輕但非常硬挺且堅固的材料，極適合用來做爲耐受不同環境的結構。

碳纖維線材的缺點是會增加對3D印表機噴嘴的磨耗，特別是像黃銅之類的軟金屬製成的噴頭，即使只有500公克的碳纖維線材就足以讓黃銅噴嘴的直徑變大。除非你對經常更換噴嘴極為享受，不然還是考慮用較硬材料製成（或塗佈）的噴頭。

碳纖維因為具有結構強度及低密度，所以極適合用來製作機械組件，如果你想更換模型車或飛機的零件，找碳纖維線材就對了。

15. PC/ABS線材

聚碳酸酯ABS合金(PC-ABS)是一種堅硬的塑料，結合聚碳酸酯的強度及耐熱性與ABS的柔韌性，常用於汽車、電子及電信等產業，是全世界使用最多的工業塑料之一。

這種線材的缺點是列印過程略微複雜，ㄧ是PC-ABS具有吸溼性，建議在列印前先烘烤一下，二是它需要的列印溫度較高（至少260 °C），三是容易捲翹，所以要用較高的列印床溫度（至少100 °C）。

16. HIPS

結合聚苯乙烯硬度與橡膠彈性的高耐衝擊性聚苯乙烯(HIPS)在商業常用於保護包覆及容器，例如CD外殼。

在3D列印界，HIPS最常和ABS搭配在雙噴頭3D列印中做為支撐材料，列印時先用HIPS填滿需要支撐的間隙，再將印好的物件放在檸檬油精（limonene，一種無色液態烴）中將HIPS溶解掉，就可以得到鏤空之類的物件。

HIPS不能和ABS之外的其他3D印表機線材搭配，因為它們會被檸檬精油破壞，但ABS則完全無損。HIPS和ABS是最佳拍檔，它們有類似的強度及韌度，並且列印溫度也接近。

雖然主要用途是做為支撐材料，但HIPS本身也是還不錯的3D印表機線材，它比PLA及ABS來的堅固，捲翹沒ABS來的嚴重，並且很容易膠合、磨砂及噴塗。

17. PVA

聚乙烯醇(PVA)可溶解於水是它的主要賣點，在雙噴頭印表機中，和其他的3D印表機線材搭配，PVA是很棒的支撐材料。同樣做為支撐材料，PVA比HIPS來得好的原因是除了ABS之外，它還可以搭配PLA及尼龍線材。

這種3D印表機線材的缺點是比較難列印，因為它的吸溼性非常強，所以儲存的時候要小心，另外，列印前置時間如果拖得太久，光空氣中的水氣就足以損壞線材。

18. 蠟(MOLDLAY)

以前想要列印真正的金屬（例如黃銅、錫或其他金屬）物件，只有專業人士才辦得到，但現在因為有蠟質3D印表機線材的問世，變得不再那麼遙不可及。這種製程稱為脱蠟法(Lost wax)或者包模鑄造法(Investment casting)，它的工作原理大致如下： 

• 建立陽模(Positive mold)：也就是先用蠟建立最終物件的模型。
• 將模型浸在熟石膏中，然後讓它乾燥。
• 將蠟-熟石膏模型放在爐中，加足夠的熱讓蠟熔化，在熟石膏中形成物件的陰模，最後進行金屬的鑄造。 

蠟質3D印表機線材的問世讓第一步驟變得簡單可行，因為以前是要由純蠟雕刻出模型。

蠟質3D印表機線材的王者是Kai Parthy CC Products的產品MOLDLAY，在使用這種線材或類似材料的時候，記得它們比大部分3D印表機線材柔軟的多，列印的時候要調整壓出器並在列印床塗抹黏著劑。

19. ASA

ABS雖然是很棒的材料，但因為有上述的缺點，所以塑料製造商一直在找尋適當的替代品，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)是其中之一，它的特性是耐候性極佳，所以主要用在汽車業。

除了強固、堅硬及容易列印之外，ASA線材的優點還包括極佳的耐化學性及耐熱性，最最重要的是它可以改變形狀及顏色。ABS的列印物件放在室外很容易發生水蝕或變黃，但ASA則不然，因此很適合用來列印鳥籠及裝飾花園的小矮人。

ASA比ABS好的另外一個原因是列印時比較不容易捲翹，但要注意調整冷卻風扇。

20. PP

聚丙烯(PP)因為具有結實、柔韌、輕質、耐化學性及食品安全等特性，所以應用廣泛，包括工程塑膠、食品包裝、紡織品及塑膠貨幣。

不幸的是，PP在做為3D印表機線材的時候，卻是有名的難印，非常容易捲翹且層間的附著差，如果沒有這些問題，PP極佳的物理及化學性質，應該能和PLA競爭最受歡迎的3D印表機線材。

另外，因為很多家庭用品都是由PP製成的，所以可以回收再製成3D印表機線材。

21. POM

聚甲醛(POM)也稱為acetal或Delrin，是一種知名的工程塑膠，常用於製造高精密度零件，例如齒輪、軸承、相機聚焦構件及拉鍊等。

POM因為結實、堅硬、耐磨耗及低磨擦係數，而有廣泛的應用，也因為其低磨擦係數，成就了PP是極佳線材的美名。

對上述的大部分3D印表機線材而言，工業應用與非工業應用的分野極為明顯，但對POM而言，則相對較小。POM的光滑特性，讓它不論在製造功能性零件或者量產零件上都有類似的表現。

列印POM線材的時候，記得列印床要加熱，因為第一層不那麼容易附著。

22. PMMA

也許你沒有聽過聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，但可能知道壓克力或者普列克斯有機玻璃(Plexiglas)，沒錯，它們是同一種材料，因為質輕且耐粉碎，常做為玻璃的替代品。

PMMA具有堅硬、耐衝擊及透明等特性，可以用來製作窗玻璃或者彩色玩具，但不適合用來製作需要彎曲的物件，因為PMMA的柔韌性沒那麼好。

另外，PMMA沒那麼容易列印，為了防止捲翹及確保澄澈，壓出溫度要高且要維持溫度的一致性，可以將列印室包覆起來，以有效管理溫度狀況。

23. 清潔線材

跟上面提到的其他線材不一樣，這類線材不是用來列印物件，而是用來清潔壓出器，也就是移除先前列印在熱端(hot end)產生的沉積物。當更換不同列印溫度或顏色的線材時，最好用這類線材清潔一番。

清潔程序大致如下：壓出器加熱後手動送入清潔線材，擠出上次列印用的殘餘舊線材，再讓壓出器略微冷卻，然後將清潔線材猛然地往回抽。詳細的步驟視個別供應商提供的資訊而定。

另外，還要注意以下：

• 清潔線材的使用溫度要由清潔前及清潔後使用那種線材來決定，清潔線材在150 - 280 °C都很安定。
• 清潔線材一次的使用量通常不超過10公分。
• 其他的清潔方法還有所謂的”冷拔法”，它和上面的清潔過程類似，但不用清潔線材。

24. FPE

柔韌性聚酯(FPE)兼具堅硬與柔軟聚合物的特性，它和PLA很像，但更軟更柔韌，其柔韌性視所用軟硬聚合物的種類及比率而定。

FPE最傑出的性質包括層與層的附著性佳，及還不錯的耐熱性與耐化學性，市面上FPE的種類很多，通常以蕭氏硬度(Shore value)區分其規格，例如85A或60D，數字大表示柔韌度低。

25. 陶瓷（黏土）

陶瓷具有食品安全性、可回收性及水密性等特性，可以用來製造杯、盤、雕像或公仔。用黏土列印，需要特殊的3D印表機，其價格通常較高，如果負擔不起，可以委託專業公司代印。