制造坚固、耐用、轻便且无腐蚀的金属部件替代品需要3D打印聚合物来完成任务。超越金属！

从航空航天到汽车再到医疗保健，越来越多的行业正在从金属过渡到非金属，用于结构部件、设备零件、植入物和工具。高性能聚合物被证明优于其较旧的金属对应物。此外，它们比金属零件更轻，更便宜，生产速度更快。

3D打印聚合物部件可以更耐用;更耐腐蚀，耐化学和耐热;在高温和零下温度下具有更大的冲击强度;并表现出高电气绝缘性和降噪性能。聚合物也可以定制和制造，其形状通常无法用金属，3D打印和整体形式，因此不需要组装或焊接。

有数十种3D打印塑料具有不同程度的强度，耐用性，耐磨性，耐热性，生物相容性以及您在最终部件中可能需要的其他属性。但是，如何选择正确的一个呢？

在高性能材料的概述中，我们将介绍当今增材制造中使用的顶级聚合物的特性，以帮助您做出最佳选择。

当谈到塑料时，术语"高性能"不是一个科学的分类，消息来源也不同意包括哪些聚合物。您可能会听到工程级、技术聚合物或高性能塑料等术语，指的是与最常见的 3D 打印材料（如 PLA 和 ABS）相比，具有更高的强度、纯度、刚度、耐磨性和耐化学性的材料。

除了各种可用的聚合物类型之外，还有聚合物共混物，用玻璃或碳纤维增强的聚合物以及品牌复合材料的海洋。

一般来说，您会发现高性能塑料是那些在恶劣环境（如高温，高压和腐蚀性化学品）下保持其理想的机械，热和化学性能的塑料。换句话说，它们不会弯曲，翘曲，开裂或分裂。

聚碳酸酯（PC）是一种坚固的材料，具有三个主要特征：光学透明度，耐热性和令人难以置信的韧性。当3D打印时，它被用于各行各业的汽车前照灯原型，灯罩和电气元件的半透明外壳。

• 高度透明和玻璃状

• 低至 -20 °C 的高韧性

• 高达 140 °C 的高机械保持性

• 固有阻燃性

• 良好的电绝缘性能，不受水或温度的影响

• 具有良好的耐磨性

• 可承受反复蒸汽灭菌

聚酰胺（也称为尼龙）作为一类塑料 - 有PA6，PA11，PA12等 - 因其良好的性能平衡而受到珍视。通常为石油基（PA11除外，PA11是一种生物塑料），它们表现出强度和耐磨性，同时易于使用。PA通常用碳纤维，玻璃纤维和凯夫拉纤维增强，或嵌入连续碳纤维，以增加增强。PA广泛用于高端工程应用，如齿轮，夹具，夹具和工具，可用作长丝和粉末。

• 高温下的高强度和刚度

• 良好的冲击强度，即使在低温下

• 非常好的流动性，易于加工

• 良好的耐磨性和耐磨性

• 高度耐燃油和耐油性

• 良好的电绝缘性能

• 高抗应力开裂、抗老化和耐磨性

• 高吸水性

• 易受无机酸和溶剂的影响

PET和PETG属于聚对苯二甲酸乙二醇酯的同一家族。PET是世界上使用最多的塑料之一，特别是用于食品和饮料包装的塑料，但由于其耐热性低，在增材制造中并不是很受欢迎。另一方面，PETG因其显着的耐化学性和耐热性，良好的耐用性和可成形性（与其他塑料相比）而被广泛用于3D打印。PETG的耐磨性和抗冲击性使其不适合工程级聚合物，因为它的强度低，使其适用于一系列以经济型塑料为优先事项的工业应用。PETG的应用包括牙齿矫正器、标牌和图形显示器，以及电气设备的外壳。

特点

• 显著的耐化学性和耐热性

• 良好的耐久性和成型性

• 只有中等刚度和强度

• 食品安全无毒

• 半透明，表面光洁度光滑

TPE（热塑性弹性体）是一类塑料和橡胶混合的材料，包括TPU（热塑性聚氨酯），TPC（热塑性共聚酯）等。这些塑料非常柔软和有弹性。它们在增材制造中变得越来越普遍，以生产可以弯曲或拉伸而不会变形的零件。TPU通常也比TPE长丝更耐用，并且可以提供更高的耐磨性，耐油性，耐化学性以及高温和低温性。TPC具有耐高温性和优异的抗紫外线性能。它在生物医学应用以及可穿戴和医疗设备中尤其珍贵。TPE 有灯丝、粉末和树脂两种形式。

• 在整个硬度范围内具有高弹性

• 优异的低温和冲击强度

• 对油、油脂和溶剂的适应性

• 坚固的耐候性和高能辐射性

• 非常好的电绝缘性能

• 可生产各种硬度等级

聚醚酰亚胺（PEI）最初由通用电气公司（现称为SABIC）于1982年以商品名Ultem开发，因为它仍然广为人知。这种高性能塑料的特点是具有出色的热、机械和电气性能。PEI为制造商提供了高强度重量比，使其成为金属的具有成本效益的替代品，在某些应用中足够坚固，可以取代钢，并且足够轻，可以在其他应用中用于替代铝，特别是在航空航天领域。其他 PEI 应用包括齿轮元件、阀壳、传感器和恒温器外壳、要求苛刻的电气应用、印刷电路板和充气室设备。Ultem有许多等级，最常见的是Ultem 1000。Ultem 1010是一种树脂材料，Ultem 2300是30%的玻璃纤维增强材料。

• 在极高温度下保持极佳的机械性能

• 出色的比强度、刚性、柔韧性和尺寸强度

• 良好的电气性能

• 良好的抗紫外线性和耐候性

• 固有的阻燃性

• 耐醇、酸和碳氢化合物溶剂，但可溶于部分卤化溶剂

• PEI还具有良好的水解稳定性

• 在热空气和水环境中表现特别好

• 大多数 PEI 牌号符合食品接触标准

PEEK属于聚芳醚酮（PAEK）聚合物家族，在军事，制药，石化和食品包装中的应用越来越受欢迎。然而，其高成本和棘手的处理限制了它与特定打印机的工业用途。PEEK的重量不到铝的一半，钢的重量只有六分之一，使其成为石油和天然气工业以及航空航天领域出色的金属替代零件。通过将PEEK与复合材料（如玻璃纤维，石墨或碳增强材料）相结合，可以进一步增强PEEK的性能，这有助于防止收缩。PEEK也用于医疗植入物（因为它是完全生物相容性和X射线透明的），但工业和植入式PEEK之间存在巨大差异，赢创提供迄今为止市场上唯一完全获得医学批准的PEEK长丝（价格约为5，000美元/千克）。

• 高度耐受高达 260°C 的极端温度

• 耐腐蚀性流体、气体和高压

• 对高压水或蒸汽具有很强的耐受性

• 自润滑能力强，摩擦力低

• 出色的抗蠕变性

• 良好的尺寸稳定性

• 燃烧时可燃性低，烟雾排放小

• 卓越的绝缘性能

• 在高温下具有优异的耐灭菌性

• 完全生物相容

PEKK是聚芳醚酮（PEAK）家族中的另一种聚合物，是世界上性能最高的聚合物之一。PEKK具有非常好的机械，耐热性和耐化学性，但具有比PEEK更容易的印刷适性。事实上，PEKK可以在比基于PEEK的长丝更低的3D打印温度下加工，不需要过热的腔室（如PEEK），并且具有出色的层粘合性，从而产生具有出色尺寸精度和z强度的零件。这是另一种多功能高性能3D打印聚合物，可以取代从航空航天和汽车到医疗技术和船舶等各个行业的金属和复合材料部件。该材料耐碳氢化合物和流体。

用PEKK打印的零件可以在打印后进行热处理（退火），以最大限度地提高机械，耐热和耐化学性。打印部件的颜色将是透明的金色，然后在退火后变成不透明的棕褐色。

• 耐高温 255+ ºC

• 非常高的刚度，拉伸和抗压强度，抗冲击性

• 易于打印

• 阻燃，低释气

• 非常有限的翘曲

• 可耐受几乎所有有机和无机化学品