3D打印以独特的逐层堆积制造方式，能够快速、灵活地制造出各种复杂形状的物体。而3D打印材料作为这一技术的物质基础，其性能直接决定了打印成品的质量和应用范围。其中，材料能否长期使用是众多用户和行业关注的焦点问题。那么，目前的3D打印材料有能长期使用的吗？

常见的3D打印材料类型

热塑性塑料

• 聚乳酸（PLA）：这是一种生物可降解的热塑性塑料，来源于可再生资源如玉米淀粉等。它具有易于打印、成型效果好、表面光滑等优点，常用于制作模型、玩具、教育用品等。

• 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物（ABS）：ABS具有较高的强度、韧性和耐热性，能够在一定温度下保持稳定。它广泛应用于汽车零部件、电子产品外壳、工具等领域。

• 聚碳酸酯（PC）：PC材料具有优异的光学性能、高强度和良好的耐冲击性，常用于制造光学镜片、汽车灯罩、医疗器械等对透明度和强度要求较高的产品。

光敏树脂

光敏树脂是一种通过紫外线照射固化的材料，具有打印精度高、表面质量好、可制作复杂细节等特点。它主要用于珠宝、牙科模型、精密零部件等对精度要求极高的领域。

金属材料

常见的3D打印金属材料包括不锈钢、铝合金、钛合金等。金属材料具有高强度、高硬度、良好的导热性和导电性等优点，广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等高端制造领域。

陶瓷材料

陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性、耐高温、耐腐蚀等特性，但3D打印陶瓷的难度较大，目前主要用于制造艺术陶瓷、电子陶瓷、生物陶瓷等。

3D打印材料长期使用面临的挑战

环境因素影响

• 紫外线辐射：对于一些热塑性塑料和光敏树脂材料，长期暴露在紫外线下会导致材料发生降解，出现变色、变脆、强度下降等问题。例如，PLA材料在户外长时间受阳光照射后，会逐渐失去原有的柔韧性和强度。

• 温度变化：温度的波动会对材料的性能产生显著影响。一些材料在高温下会软化、变形，而在低温下则可能变脆、开裂。如ABS材料在高温环境下容易发生蠕变，影响其尺寸稳定性。

• 湿度影响：湿度过高会使某些材料吸收水分，导致性能下降。例如，尼龙材料容易吸湿，吸湿后其强度和韧性会降低，还可能在打印过程中出现气泡等问题。

化学腐蚀

在使用过程中，3D打印材料可能会接触到各种化学物质，如酸、碱、溶剂等。这些化学物质会对材料产生腐蚀作用，破坏材料的分子结构，导致材料性能恶化。例如，金属材料在潮湿的酸性环境中容易发生锈蚀，影响其使用寿命。

机械磨损

长期承受机械应力或摩擦作用会使材料表面逐渐磨损，导致材料的尺寸精度下降、性能降低。例如，3D打印的机械零件在长期运转过程中，其表面会因摩擦而磨损，影响零件的正常功能。

具有长期使用潜力的3D打印材料及应用案例

聚醚醚酮（PEEK）

• 材料特性：PEEK是一种高性能的热塑性聚合物，具有优异的耐高温、耐化学腐蚀、高强度、高韧性等性能。它可以在250℃的高温下长期使用，且具有良好的机械性能和尺寸稳定性。

• 应用案例：在航空航天领域，PEEK材料被用于制造飞机发动机零部件、航天器结构件等，能够在极端的环境条件下长期稳定工作。在医疗领域，PEEK材料因其生物相容性好，被用于制造人工关节、脊柱植入物等医疗器械，可与人体长期接触。

钛合金

• 材料特性：钛合金具有高强度、低密度、良好的耐腐蚀性和生物相容性等优点。它的强度比钢铁高，但密度只有钢铁的一半左右，且在许多恶劣的环境中都能保持稳定。

• 应用案例：在航空航天领域，钛合金被广泛应用于制造飞机发动机叶片、机身结构件等关键部件，能够承受高温、高压和高速飞行等极端条件。在医疗领域，钛合金是制造人工骨骼、牙科种植体等的理想材料，可与人体组织长期融合。

氧化铝陶瓷

• 材料特性：氧化铝陶瓷具有高硬度、高耐磨性、耐高温、耐腐蚀等特性，其硬度仅次于金刚石。它在高温下仍能保持良好的机械性能和化学稳定性。

• 应用案例：在电子工业中，氧化铝陶瓷被用于制造集成电路基板、电子封装材料等，能够在高温、高频率等恶劣环境下长期稳定工作。在机械制造领域，氧化铝陶瓷可用于制造刀具、轴承等耐磨零部件，延长设备的使用寿命。