任何產(chǎn)品的制造，不僅需要能夠良好運(yùn)行的制造設(shè)備，制作所用的材料也是息息相關(guān)。在3D打印使用的材料中，塑料與其它材質(zhì)比較，塑料具有加工溫度低、便宜、種類(lèi)多的特性，所以應(yīng)用范圍才會(huì)比較廣泛。方興未艾的3D打印技術(shù)發(fā)展，設(shè)備與材料的發(fā)展，關(guān)系也是相當(dāng)密切，兩者相輔相成。

如最早的3D打印制造技術(shù)，是由美國(guó)3D Systems公司約在1988年提出的光固化成形(Stereolithography Apparatus；SLA)法，使用的材料為液態(tài)的光硬化樹(shù)脂；1990年美國(guó)Stratasys開(kāi)發(fā)的熔融沈積法(Fused Deposition Modeling；FDM)，則是將絲狀的聚合物或蠟(wax)以細(xì)小的噴嘴噴出；1991年美國(guó)Helisys開(kāi)發(fā)的薄片疊層法(Laminated Object Manufacturing；LOM)，則是以紙張為原材。 

美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校(University of Texas-Austin)則是開(kāi)發(fā)出選擇性雷射燒結(jié)(Selective Laser Sintering；SLS)技術(shù)，材料可為聚氯乙烯(polyvinylchloride)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酯(polyester)、聚氨酯(polyurethane)、ABS、尼龍(nylon)、精密鑄造的蠟等粉末，成本比SLS法的液態(tài)樹(shù)脂低，DTM也已將其商品化并銷(xiāo)售機(jī)器，其特點(diǎn)就是提高材料的選擇性。

由于材料的發(fā)展會(huì)影響3D打印技術(shù)的發(fā)展，要深入了解3D打印技術(shù)，并掌握應(yīng)用的秘訣，打印原理與材料的關(guān)系，都需要加以熟悉。熱熔技術(shù)原理，主要是透過(guò)噴嘴噴出熱熔材料，然后在成型平臺(tái)完成制作過(guò)程，因?yàn)樯涑鰷囟雀撸哉麄€(gè)過(guò)程都要能夠耐熱。

此外，由于3D打印設(shè)備的噴嘴孔非常小，材料要有流動(dòng)性，才能快速?lài)姵?。熔融材料的流變可說(shuō)是影響3D打印質(zhì)量的關(guān)鍵，材料如果流動(dòng)的不穩(wěn)定，可能會(huì)造成第一層及第二層在成型時(shí)出現(xiàn)堆疊的誤差，自然就會(huì)影響成品質(zhì)量。

由石油提煉出來(lái)的ABS(Acrylonitrile-butadine-styrene)，是3D打印相當(dāng)常見(jiàn)的材料。ABS是由丙烯腈、丁二烯及苯乙烯這3種單體的聚合，產(chǎn)生具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯—丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相，ABS塑料原料的特性，主要取決于3種單體的比率及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。

每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度，使用者可以透過(guò)調(diào)整不同的單體，調(diào)整彎曲強(qiáng)度、彈性率等特性。

PLA(聚乳酸纖維)則具備生物基的特性(可從玉米淀粉提煉)，不是從石油提煉，且于自然界中可生物分解，對(duì)環(huán)境的沖擊，相對(duì)于其它材料要比較友善，PLA還具有低收縮率、有透明度及生物兼容性，而且流動(dòng)性非常好，也因此成為3D打印的熱門(mén)材料。

尼龍(Nylon)是一種強(qiáng)大而靈活的工程塑料，在化學(xué)上屬于聚醯胺類(lèi)物質(zhì)，耐沖擊性大，耐磨耗性最優(yōu)秀，具有自己潤(rùn)滑的特性，耐熱性佳，高溫使用下不易熱劣化。有良好之防火特性，最小層厚為1mm，自然色彩為白色，但制作者可以很容易的添增色彩。

至于尼龍與3D打印技術(shù)的關(guān)系，尼龍?jiān)诩訜岷?，黏度的下降?huì)比較快，因此從3D打印噴嘴噴出來(lái)時(shí)，比較容易流動(dòng)。尼龍系列很多，其中又以尼龍6最常使用，因其具有高熔點(diǎn)特性，耐熱性佳，不易加熱熔解，制作出來(lái)的成品在高溫下，材質(zhì)也不易產(chǎn)生變化。

玻璃纖維補(bǔ)強(qiáng)尼龍(Glass filled polyamide；PA-GF)的特性，則是使用PA粉末填充玻璃顆粒(PA-GF)，具有更高的耐熱性，通常用于需要負(fù)荷較高溫度的功能測(cè)試項(xiàng)目；耐沖擊聚苯乙烯(High impact polystyrene；HIPS)的材質(zhì)比較硬，耐沖擊強(qiáng)度高，更具有低殘留單體量、耐熱性佳、底色穩(wěn)定、良好加工性及高流動(dòng)性等特色。

聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)是一種非晶體工程材料，具有特別好的抗沖擊強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制細(xì)菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC有很好的機(jī)械特性，但流動(dòng)特性較差，因此這種材料的注塑過(guò)程較困難。在選用何種質(zhì)量的 PC材料時(shí)，要以產(chǎn)品的最終期望為基準(zhǔn)。如果塑件要求有較高的抗沖擊性，那么就使用低流動(dòng)率的PC材料；反之，可以使用高流動(dòng)率的PC材料，這樣可以?xún)?yōu)化注塑過(guò)程。

聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol；PVA)則是一種水溶性材料，可以被生物分解，主要是充當(dāng)3D打印時(shí)的支撐材料用。分類(lèi)上可以分為完全堿化及部分堿化，應(yīng)用時(shí)要考慮水溫高低。因其對(duì)熱的敏感性高，加工溫度或螺桿組態(tài)如果沒(méi)有調(diào)整好，材料就可能容易裂解。

Alumide則是用尼龍混合鋁粉所制成的材料，它采用逐層燒結(jié)的方式將鋁粉凝固，材料紋理較為粗糙，有近似水泥或石材的質(zhì)感，另一種經(jīng)打磨的尼龍混合鋁粉材料，比原先的平滑一些，可以讓打印出的成品有金屬的質(zhì)感，具有鋁的顏色，適合打印珠寶及飾品。

熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer；TPE)則可依化學(xué)組成，分為苯乙烯系彈性體(Styrenic；TPS)、聚烯烴系彈性體(Olefinic；TPO)、聚胺基甲酸酯系彈性體(Urethane；TPU)、聚酯系彈性體(Ester；TPEE)及聚醯胺系彈性體(Amide；TPAE)。

TPE因?yàn)榫哂懈邚椥蕴厣?，所以比較不好加工，如TPU即較為耐磨，但不耐紫外線光，因此用TPU制成的成品，容易會(huì)有黃化現(xiàn)象，同時(shí)也有相當(dāng)不錯(cuò)的耐溫范圍，但在耐低溫(最低-20°C)的表現(xiàn)還不錯(cuò)，耐高溫(80°C)就比較差一點(diǎn)。

樹(shù)脂(Resin)則是由液態(tài)光致聚合物(Photo polymeric liquid)制得，細(xì)節(jié)表現(xiàn)極佳且有平滑表面，但因?yàn)槭莿傂圆牧?，模型通常較適合用于展示，不適合作為功能性用途。

3D打印材料與設(shè)備之間要好好搭配設(shè)計(jì)，要跟設(shè)備配合，整體一起銷(xiāo)售，產(chǎn)品才能走出差異化。一般而言，3D打印材料傾向選擇硬度比較軟、流動(dòng)速度比較快，熔點(diǎn)溫度比較低，要掌握3D打印材料，就要掌握材料配方，如只要能掌握合膠或復(fù)合材料，就可以延伸更多制造領(lǐng)域，而添加劑更是3D打印材料發(fā)展非常重要的方向，如添增滑劑，可能會(huì)讓3D打印的成品，出現(xiàn)與現(xiàn)在很不一樣的產(chǎn)品，因而影響3D打印技術(shù)的走向。