不要让你的3D打印模型损坏：耐用耗材基本指南

如果你曾经用PLA材料3D打印过花盆，并亲眼目睹它曾经防水的结构随着时间的推移逐渐破裂并开始漏水，那么你就知道聚合物会降解。你应该使用防潮性能更好的聚丙烯材料。  

那么那个汽车零件或者那个肥皂盒怎么样？  

有些聚合物在耐受日常化学品方面比其他聚合物更胜一筹，例如弱酸性洗涤剂、泳池氯气和发动机润滑油。选择合适的耐化学性线材对于 3D 打印部件在严苛环境下的使用寿命和安全性至关重要。本文，我们将探讨不同类型 3D 打印线材的耐化学性，并探讨哪一种最适合您的下一个项目。  

什么是耐化学性？  

3D 打印泳池配件需要耐化学品和紫外线（来源：Derrick Cassel via Printables）  

一些聚合物丝对某些化学物质具有很强的耐化学性，这意味着它们不会因接触某些化学物质而分解（腐蚀、溶解、膨胀等）。有些聚合物耐酸，有些耐溶剂，有些耐酒精和燃料。  

虽然耗材的聚合物结构和分子量会影响其耐化学性，但这些数据通常不会列在材料随附的技术数据表中。您可能也不知道耗材中的各种添加剂会如何增强或削弱其耐化学性。其他影响聚合物耐化学性的因素包括高温、暴露于化学品中的时间、机械应力、湿度、氧气暴露等等  

遗憾的是，灯丝的技术数据表中通常没有像抗冲击性或机械强度那样披露耐化学性的评分。因此，这些信息应作为一般指导原则：用于水和温和的家用化学品时，应使用 PETG 或 ASA 等材料；用于燃料、油和更强的试剂时，应使用尼龙或 PP 等工程塑料；而超高分子聚合物（PEEK、Ultem 等）则用于最极端的情况。  

一、肥皂盒、浴室和厨房容器  

厨房收纳盒模型，由 Frosbe 通过 MakerWorld 制作（来源：Frosbe）  

肥皂盒、厨房收纳盒或浴室容器经常接触水、洗涤剂（通常为弱碱性），以及可能的清洁剂（漂白剂、醋等）。它们还会接触温水和潮湿的环境。  

对于这些打印，您需要具有良好防潮性和轻微耐化学性的灯丝，例如 PETG、ASA 或聚丙烯。  

PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯）对水和大多数温和家用化学品具有极强的耐受性。它吸水率不高，并且耐受肥皂、弱酸和弱碱。它能耐受酒精或醋等常见清洁剂，但会受到丙酮或苯等强溶剂的侵蚀。它易于打印，并且在潮湿环境下的耐用性比 PLA 更好。  

ASA（丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯）  是浴室用品的理想选择。它对水、清洁剂，甚至柠檬酸等弱酸均具有极佳的耐受性，即使长时间暴露在空气中，其性能也几乎不会发生变化。与ABS类似，ASA可以耐受肥皂和酒精，但应避免接触强溶剂（例如丙酮会破坏ASA）。ASA还具有抗紫外线的优势，适合在阳光充足的浴室或户外使用。  

Jamburgg 通过 Makerworld 制作的带排水功能的蛤壳式肥皂盒模型（来源：Jamburgg）  

不过，聚丙烯 (PP)或许是您的最佳选择。它化学性质极其惰性，并且由于几乎可以耐受所有家用化学品，因此已在商用家用塑料产品中得到广泛应用。它不受水、碱性肥皂甚至漂白剂或酸性清洁剂的影响。PP  在潮湿环境下不会膨胀或降解。它的缺点是打印困难（翘曲和床面粘附问题）以及相对较低的耐热性（在约 100°C  时会软化），但对于肥皂盒来说，这通常可以接受。  

为什么不选择 PLA？避免在潮湿或接触化学物质的情况下使用  PLA。PLA 耐化学性较差，长时间暴露在潮湿环境中会水解（分解）。它最初可能能吸水，但随着时间的推移，PLA  皂盒会软化或破裂。相比之下，PETG、ASA 或 PP 等材料在潮湿、肥皂环境中仍能保持完整性，而 PLA 在这些环境中会降解。  

二、汽车配件及机械零件  

Practical3D 通过 MakerWorld 制作的大众斯柯达奥迪座椅模型漏斗（来源：Practical3D）  

汽车和发动机部件——排气口、发动机舱支架以及油箱盖或漏斗——可能会接触到燃料（汽油或柴油）、机油、冷却液（乙二醇防冻液）、液压油和油脂。引擎盖下的部件也面临高温。  

在这种情况下，化学物质的暴露可能会很严重：汽油和柴油是有机溶剂，油和油脂可以慢慢渗透塑料，防冻剂（乙二醇）加上其他汽车护理化学品（脱脂剂、刹车油等）可能会对聚合物产生腐蚀作用。  

对于汽车零件，工程级和高性能热塑性塑料是您的最佳选择。  

Jesse 通过 Makerworld 制作的雪地摩托冰钻支架模型（来源：Jesse）  

尼龙（聚酰胺 PA6/PA12，而非  PA11）  广泛用于功能性汽车印刷。它对油和汽油等碳氢化合物以及多种有机溶剂具有良好的耐受性。事实上，尼龙不会受到丙酮或燃料的损害，因此非常适合用于制造燃油管路连接器或油箱盖等部件。需要注意的是，尼龙会吸收水分（湿气），这会随着时间的推移降低其机械强度。不过，对于需要在中等温度下处理油脂或燃料的发动机部件，尼龙（尤其是碳纤维增强级以提高刚性）仍然是首选。  

聚丙烯 (PP)在汽车领域表现出色。它是抵抗汽油、柴油、机油和发动机冷却液的最佳材料之一。许多汽车油箱和电池盒实际上都是由 PP 制成的。它不会与脂肪族碳氢化合物（燃料的主要成分）发生化学反应。  

PP 还能抵抗道路盐和稀释的电池酸液（硫酸）。对于可能接触燃油或酸液的部件，例如液体容器、漏斗或清洗器，请使用 PP。PP 的局限性在于耐热性：PP 的热变形温度（约 100 °C）在高温发动机舱内可能处于临界温度，因此应避免将其放置在发动机或排气管附近。  

ASA，即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物  (ABS)，适用于要求较低的汽车应用（例如，车内旋钮、车外饰件、传感器外壳）。它们耐水、耐冷却液，并且耐温和化学品。例如，ASA  打印部件在长时间暴露于水/乙二醇基防冻液甚至漂白剂后均未出现性能下降。它们可以轻松处理油性指纹和道路污垢。但是，请勿将 ABS 或 ASA  直接用于可能与燃料或强溶剂接触的地方。此外，ABS 和 ASA 在 95~105 °C  左右开始软化，因此安装在发动机缸体上的部件可能会变形。它们可用于制造汽车传感器支架、保险丝盒或装饰性发动机罩等。  

TPU（热塑性聚氨酯）  可用于制造柔性部件，例如垫圈、密封件或软管。TPU 在耐化学性领域是一个令人惊喜的竞争者。某些 TPU  长丝对汽车液体具有极强的耐受性，并且能够耐受水（甚至盐水）、乙二醇基防冻液和燃料，且膨胀程度极小。TPU  的耐油和耐燃料性能已得到充分证实（聚氨酯常用于燃油软管和密封件）。打印的 TPU 垫圈比打印的柔性 PLA 或 TPE 更能耐受汽油。只需确保  TPU 的耐热等级足够（有些材料可以间歇性地承受 100°C 的高温）。TPU 是耐燃料 O 形圈、柔性联轴器或减震电机支架的理想选择。  

对于高温或极端环境的引擎盖下部件，普通塑料难以胜任。在这种情况下，像 PEEK 或 PEI 这样的材料能够耐受高温和化学侵蚀，适用于真正要求严苛的发动机部件。  

三、户外和花园项目  

McFlyFPV 通过 MakerWorld 推出的 Intex Bestway 插座适配器泳池清洁器吸力模型（来源：McFlyFPV）  

户外 3D   打印物品（例如花盆、喷头、软管接头、气象站外壳等）必须经受水、紫外线照射，有时还可能接触园艺化学品。这些化学品可能包括肥料（可能是弱腐蚀性或酸性盐）、农药/杀虫剂（有些是溶剂型）或泳池化学品，例如氯（一种强氧化剂）。此外，户外部件会经历温度波动和天气变化（雨、雪），这些都会加剧化学反应。  

ASA在户外表现出色。它具有极强的耐水性和耐洗涤剂性，并且能够耐受肥料中的弱酸/碱。更重要的是，ASA  在紫外线照射下仍能保持其韧性，而 ABS 则会脆化。对于可能受潮或接触植物养料或温和农药的喷头组件、管件或园艺工具支架而言，ASA  是首选。ASA  的耐氯性适中——在含氯的泳池环境中不会立即开裂，但长时间接触强氧化剂（含氯漂白剂）最终会导致任何苯乙烯基塑料降解。尽管如此，对于大多数户外用途（雨水、土壤、阳光、肥料），ASA  仍然是可靠的选择。  

PamArt 通过 Makerworld 制作的旋转喷水器模型（来源：PamArt）  

PETG是另一种适合户外使用的全能材料。它能轻松应对水、酒精和弱化学品。例如，PETG  不受水或温和清洁剂的影响，并且能够耐受低浓度的多种盐和酸。它常用于植物水培系统和户外围栏。然而，PETG  的抗紫外线能力有限（长时间暴露在紫外线下可能会变色或变脆），因此如果暴露在阳光下，ASA  可能是更好的选择。对于存放在阴凉处或偶尔在户外使用的部件，PETG 的耐化学性（以及易于打印的特性）使其成为一个不错的选择。  

聚乙烯 (PE)  或聚丙烯 (PP)具有高惰性，由于其耐化学性，常用于户外塑料产品（水桶、花园家具）。PP  可以耐受稀释的肥料、杀虫剂或泳池化学品。它们不耐碱或酸，即使面对强烈的园艺化学品也不会腐蚀。如果您拥有可以处理这些材料的打印机或改装件（它们密度低且易变形），PP  或 PE 部件（例如，定制的软管接头或花盆）将可以使用很长时间。PP 本身也具有很强的抗紫外线能力（优于 ABS，但不如  ASA）。对于业余爱好者来说，PE 和 PP 的 3D  打印难度非常高——它们需要特定的打印床表面和外壳来防止变形。如果打印成功，它们制成的部件将具有注塑成型的户外塑料的性能，能够抵御湿气和化学物质的侵蚀。  

对于特殊需求（例如经常浸泡在含氯泳池中或暴露于强效农用化学品的部件），请考虑使用PVDF（聚偏氟乙烯） 等工业材料（如有）——PVDF 几乎不受腐蚀性化学品和紫外线的影响（它用于制造化学管道和屋顶）。PVDF 耗材适用于高端打印机，能够抵抗腐蚀性强的酸、氯和氧化剂，而这些物质会腐蚀普通塑料。  

四、汽车零部件、油泵、航空航天  

3D 打印无人机部件可能会接触润滑油、电机热量和其他化学物质（图片：美国陆军中士布列塔尼·康利）  

当标准塑料无法满足需求时，工程师们会转向高性能热塑性塑料和工程级聚合物，它们具有卓越的耐化学性（通常还具有耐高温性）。这些材料是高要求应用领域中聚合物金字塔的顶端。虽然它们可能价格昂贵或打印难度较高，但它们能够支持涉及腐蚀性环境、高温环境或两者兼而有之的项目。  

PEEK（聚醚醚酮）  通常被认为是性能卓越的3D打印耗材。它具有卓越的耐化学性和热稳定性，即使暴露于会导致其他塑料变形的腐蚀性化学品和高温下，也能保持其性能。PEEK能够耐受酸、碱、溶剂和油类，且影响极小——只有强氧化剂（如发烟硝酸）或长时间接触沸腾的浓缩试剂才会对其产生影响。这种耗材需要工业打印机（挤出温度约400°C，加热室），但它可以生产航空航天和医疗领域中使用的部件，而其他塑料则无法在这些领域生存。如果您需要3D打印组件，例如酸性温泉泵或燃烧室附近的发动机部件，那么PEEK几乎可以胜任。  

在尖端应用领域（化学反应器、油气工业部件等），新型专用线材也正在涌现。例如，PPS（聚苯硫醚） 等材料或专有共混物可以提供比PEEK更优异的化学惰性，并可在高端设备上打印。这些高性能选项能够通过3D打印部件（这些部件曾经需要加工PTFE或模制部件）来降低成本，同时还能自信地应对腐蚀性环境。  

机油和挡风玻璃清洗液加注漏斗支架，由 Code72 通过 MakerWorld 提供（来源：Code72）  

PEI（聚醚酰亚胺，例如Ultem）  是另一种耐高温热塑性塑料。PEI比PEEK（喷嘴温度约350°C）打印起来略微容易，并且具有出色的耐化学性。它耐酸、醇、油等，但长时间暴露在强碱和酮类物质中可能会腐蚀（请务必检查具体的耗材）。PEI通常用于可灭菌医疗器械和飞机部件，因此非常适合用于接触化学物质且高温（工作温度高达约170°C）的部件。  

PVDF常用于化学罐和管道的内衬。在 3D 打印中，如果能获得 PVDF 线材，它就是那些必须耐受氯、溴、强氧化性酸或溶剂混合物（甚至会破坏尼龙或 ABS）的部件的首选。但 PVDF 的缺点是打印温度较高，操作起来比较棘手。  

五、实验室和化学品处理部件  

任何化学制品的持有者最终都会接触到化学物质，所以要知道什么会与什么发生反应（来源：s5862140 & Sunnyallday  

有些项目需要直接接触实验室试剂或工业化学品，例如高中化学课上的漏斗、烧杯架和传感器探头。这些应用可能会使打印部件暴露于强酸（如盐酸或硫酸）、强碱（如氢氧化钠/碱液或氨水）或腐蚀性溶剂（丙酮、甲苯、乙醇等）。  

如前所述，聚丙烯是实验室的首选材料，因为它能耐受多种化学物质。因此，许多实验室瓶子和容器都采用聚丙烯制成。聚丙烯可以耐受强酸强碱（在典型浓度下，它不惧盐酸、硫酸或氢氧化钠）。它还能耐受多种溶剂（酒精、丙酮等），但强氧化剂（如浓硝酸或铬酸）会随着时间的推移对其产生腐蚀。如果您需要打印一个用于酸碱的烧杯，或者一个用于碱性清洗槽的固定装置，那么如果您能打印出所需的形状，聚丙烯是理想的选择。它的化学惰性涵盖了除最强氧化剂之外的大多数试剂。  

Brighton3D Forge 通过 MakerWorld 制作的化学实验室溶液烧杯标签（来源：Brighton3D Forge）  

PVC（聚氯乙烯）是另一种很少用于3D打印的塑料，但它确实存在。它对无机酸（盐酸和硫酸）、碱（氢氧化钠）、碳氢化合物（汽油和柴油）以及溶剂（醇、酮和酯）具有优异的耐受性。尽管PVC在最终的3D打印部件中发挥了重要作用，但目前市场上通常只找到一个PVC线材品牌：Fillamentum的Vinyl  303。为什么？因为排放。使用PVC时，最好佩戴口罩和防护手套，穿上打印完成后脱下清洗的实验服，并在打印后用肥皂清洗暴露的皮肤。  

PC可承受中等程度的化学腐蚀，并且耐水和酒精。它的优点是透明，非常适合用作实验室器具。然而，PC 对许多溶剂和强碱的耐受性较差——当暴露于高 pH 值的清洁剂或某些化学品时，可能会发生应力开裂。

正如我们上文所述， PPS是一种高性能热塑性塑料，具有极强的耐化学性；它常被提及在  200°C 以下的任何溶剂中均不溶解。目前市面上有 PPS 耗材（通常需要约 280°C 的高温才能打印）。PPS  几乎比任何普通塑料都能更好地耐受刺激性化学物质，甚至是高温强酸或强碱。如果您正在设计像热酸浴装置或腐蚀性化学泵组件这样的部件，PPS  值得考虑，因为它能够抵御 PP 可能失效的挑战。  

对于任何关键的实验室应用，请务必查阅特定聚合物和试剂的化学兼容性图表。每种材料都有其局限性——例如，ABS 可以承受 10% 的盐酸，但无法承受 100% 的丙酮。如果可能，最好测试一下打印的样品。  

编译整理：ALL3DP