3D打印材料ABS、PLA、尼龍拉伸強度評測報告

實驗人：南極熊3d打印網(wǎng)的南極熊和北極熊
時間：2013年9月6日
地點：清華大學深圳研究生院X材料研究實驗室
實驗技術(shù)平臺：MTS公司的SANS電子拉力試驗機 。SANＳ試驗機作為材料試驗機領(lǐng)域的知名品牌，廣泛應用于航空航天、大專院校、科研院所、計量質(zhì)檢、石油化工、車輛制造、機械制造、電線電纜、橡膠塑料、紡織纖維、陶瓷建材、金屬材料及制品等眾多行業(yè)及領(lǐng)域。
實驗方案：選取五種耗材，分別為國產(chǎn)某ABS、國產(chǎn)PLA、國產(chǎn)立現(xiàn)優(yōu)品ABS、進口ABS、塔爾曼618（可在南極熊團購），直徑均為1.75mm。將每種耗材截取60mm的長度（試樣原始標距為50mm），做拉伸強度實驗。

實驗視頻：

實驗結(jié)果：

執(zhí)行標準	GB 13022-91
試樣寬度	試樣厚度	試樣原始標距
1.75 mm	1.75 mm	50 mm

	拉伸斷裂應力	拉伸強度	拉伸屈服應力	最大力
	MPa	MPa	MPa	N
2 國產(chǎn)ABS	0.822	1.233		2.84
3 國產(chǎn)PLA	2.055	2.466		5.51
4 立現(xiàn)優(yōu)品ABS	1.233	1.644		4.46
5 進口ABS	1.233	1.233	0.02	3.05
6 尼龍618	10.275	11.097		26.95
南極熊備注：強度（MPa）=力（N）/截面積（CM2）

    其中第2根為國產(chǎn)ABS、第3根為國產(chǎn)PLA、第4根為立現(xiàn)優(yōu)品ABS、第5根為進口ABS、第6根為塔爾曼618.

從數(shù)據(jù)及曲線可以看出：

（1）南極熊3D打印網(wǎng)正在團購的美國塔爾曼618尼龍材料，當拉力不斷增大的時候，發(fā)生的形變位移很小，而且拉力幾乎是ABS和PLA的10倍之后，才會發(fā)生斷裂，得出：塔爾曼618的拉伸強度遠遠高于其他幾種ABS及PLA，高出一個數(shù)量級。適合用來制作功能性零部件，可承受高強度的壓力，例如打印出可以真正實用的扳手、螺紋固件、打螺絲進內(nèi)部的固件，在玩具、生活、航空航天、汽車等領(lǐng)域有著極為廣闊的應用前景。高強度的3D打印物件，使得3D打印技術(shù)進入實際應用階段，而不僅僅是模型。

（2）進口的ABS伸縮性非常大，可以趕得上PLA，而且其在拉伸過程中整根絲均勻拉伸，材料伸展性好。但正是由于伸縮性太大，構(gòu)件無法穩(wěn)定，一旦受力容易變形，不適合做功能性零部件。

（3）國內(nèi)頂級ABS耗材的立現(xiàn)優(yōu)品ABS相比進口ABS及某國產(chǎn)ABS，拉伸強度要高出1倍，也就是不容易變形。從打印效果來看，物品表面精度還可以。質(zhì)量比較好的ABS，打印相同模型設(shè)置也相同的情況下，打印出的物品更為清晰。也就是說，即使你調(diào)節(jié)打印機的精度是一樣的去，打印出的精度也會更高。南極熊認為，可能由于質(zhì)量均勻，融化后的流動性較好，出絲大小和速度也就更為保持一致，清晰度因而更高。
     當然，當所有材料都使用另一個打印精度進行打印時，結(jié)果可能表現(xiàn)會不一樣。因為不同的材料，可能會適應不同的打印精度。本次打印采用0.2~0.25的層厚精度。

（4）PLA作為材料進行3D打印時，打印出物體后，溫度還沒有冷卻下去時，物體非常柔軟，即使冷卻后由于其伸縮性較大也會相對容易發(fā)生形變。雖然PLA屬于生物材料，比較環(huán)保。

     擁有3D打印機的朋友們，南極熊3D打印網(wǎng)在此提醒大家，當你面對不同使用需求時，需要選擇合適的3D打印材料。

→《美國塔爾曼尼龍618團購》
→《尼龍618打印視頻》
→《尼龍618各項性能參數(shù)（官方）》
→《立現(xiàn)優(yōu)品ABS套裝試用》

后語：南極熊嘗試從技術(shù)角度對3D打印材料進行評測，以上結(jié)果僅作參考，未必完全正確，歡迎大家提出自己的意見。

關(guān)于3D打印精度的其它補充討論：
（1）針對不同的打印機：打印效果好不好,  跟材料的韌性, 這個有一定的相關(guān), 但不是唯一變量, 而要弄得好, 必須是切片軟件, 3D打印機機械設(shè)置有關(guān)的,  反而切片軟件, 3D打印機在流量上的控制, 這些比材料更重要。-----中泰亨國際
（2）尼龍的確韌性很好。我挺喜歡你做的這個實驗，很實用的技術(shù)貼啊。不過這個實驗我有三個建議，一是我記得618的尼龍材料抗拉強度是六十幾兆帕，而實驗中是11兆帕，誤差稍微有點大，不知道是實驗的問題還是官方提供的參數(shù)有誤。二是結(jié)論里“尼龍材料，當拉力不斷增大的時候，發(fā)生的形變位移很小”這句話似乎有誤，我覺得應該說是尼龍抗拉，但是形變率還是比較大的，從圖中看，相同拉力下，尼龍的形變量比其他幾種材料都大，只是它的彈性形變范圍大，因此更耐拉，不易斷裂損壞，撤銷拉力后能恢復原形，這一點比其他材料要好很多。第三是可以再做個抗壓強度實驗，這樣就完美了，呵呵。其實我現(xiàn)在做的一些機器人零件用的就是3D打印的尼龍材料，還是很喜歡它的，性價比很好。話說，你找的這個拉伸實驗儀器，好像和我以前上學見到的一樣，很懷念。------WPI

三種3D打印材料ABS、PLA、尼龍的實際打樣效果

實驗技術(shù)平臺：MTS公司的SANS電子拉力試驗機 。

3D打印材料ABS、尼龍618打印出來的牙齒模型對比。

MTS公司的SANS電子拉力試驗機

此實驗只能說明材料的塑性和韌性，對于硬度有一定要求的材料，這個實驗還不能充分說明。

樓主厲害啊， 不過測試條那么短確實不好操作。 為啥不按照ASTM D638取制樣��？

QQ_A36AE0 發(fā)表于 2013-9-8 23:55
此實驗只能說明材料的塑性和韌性，對于硬度有一定要求的材料，這個實驗還不能充分說明。

說的對，硬度測試將在后續(xù)推出。

北極熊 發(fā)表于 2013-9-9 16:50
說的對，硬度測試將在后續(xù)推出。

其實塑料模型的話一般不做結(jié)構(gòu)材料，功能材料更談不上。這種更多的是看結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)不同，受力也不同。

單車 發(fā)表于 2013-9-9 18:44
其實塑料模型的話一般不做結(jié)構(gòu)材料，功能材料更談不上。這種更多的是看結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)不同，受力也不同。

塑料材料做結(jié)構(gòu)材料，功能材料的多的很啊。