工程塑料在機械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面能達到更高的要求，而且加工更方便并可替代金屬材料。工程塑料被廣泛應用于電子電氣、汽車、建筑、辦公設備、機械、航空航天等行業(yè)，以塑代鋼、以塑代木已成為國際流行趨勢。結合3D打印塑料領域的兩家典型企業(yè)Stratasys與Polymaker，一起來感受工程塑料的3D打印進入工業(yè)領域的應用趨勢。

Stratasys
打印工藝方面，Stratasys的全資子公司Evolve Additive Solutions推出了高速塑料3D打印工藝。該公司自2009年以來一直在開發(fā)快速增材制造技術（EPSD）。
材料方面，Stratasys擁有一系列工程級塑料以滿足性能要求苛刻的工業(yè)應用場景需求。
-- FDM 熱塑性塑料 - 使用生產級別材料打印耐用零件
ULTEM 9085：高性能部件
具有完善良好的的耐熱性（達153°C）、機械強度以及化學抗性性質。應用包括功能性原型、制造工具以及小批量高價值生產部件。
FDM 尼龍 6：堅韌部件
綜合了各種 FDM 材料的強度和韌度，更出色的抗疲勞性斷裂延伸率，適合用于打印耐用原型、可經受嚴苛生產環(huán)境的制造工具以及可滿足高功能要求的小批量部件。
ASA：高機械強度
ASA 是一種生產級熱塑性塑料，具有 10 種耐褪色的顏色，有較高的機械強度和紫外線穩(wěn)定性，可構建耐用的原型進行擬合、形狀和功能性測試，或者制作最終用途零件。
PC - ABS
結合了PC材料的強度與耐熱性以及 ABS材料 的柔韌性，也具備良好的特征定義與表面光潔度。能夠制作出更高強度的部件，進而確保更好地進行測試以及制作出模擬最終產品材料性能的原型。
碳纖維增強尼龍材料
Stratasys公司用于FDM 3D打印技術的尼龍12CF材料，含有多達35%的碳纖維，因此各種屬性都非常優(yōu)異，比如最終拉伸強度為76兆帕（MPA），拉伸模量為7529兆帕，抗彎強度為142兆帕，足以在許多應用中取代金屬，非常適合汽車、航空航天等行業(yè)。這種碳纖維增強熱塑性材料，用于生產高性能原型，能夠在設計驗證過程中經受生產零件的嚴格測試 滿足生產環(huán)境的苛刻要求，并可應用于生產線上的夾具制造。

-- PolyJet 材料 - 數(shù)百種不同屬性選擇
數(shù)字 ABS
將耐高溫與高韌性的特性結合，模擬標準 ABS 塑料，制作真實、精密、具有韌性和耐熱特性的工具和原型。在厚度不到 1.2 mm (0.047 in.) 的壁中剛度和韌性均表現(xiàn)出色。
Polymaker
解決高性能材料在3D打印工藝中的經濟性問題，是Polymaker正在努力且需要不斷努力的方向，目前，Polymaker主要有兩大應用板塊，Polymaker消費板塊 和 Polymaker工業(yè)板塊。
Polymaker消費板塊是最早推向市場的業(yè)務板塊，目標客戶主要是一些設計師、工程師和創(chuàng)客等。這也是3D打印開始普及時的主要市場。
工業(yè)應用板塊方面，Polymaker在2017年初推出了Polymaker Industrial的產品線，其以開發(fā)兼顧高性能與經濟性的先進材料為目標，包含了超過4大產品體系和超過20種不同的3D打印工程塑料及應用解決方案。

Polymaker PC
PC （聚碳酸酯），是目前最被廣泛使用的高性能聚合物材料之一，擁有良好的力學和熱學性能?？墒羌幢鉖C具備如此優(yōu)良的性能，其在3D打印中還并沒有被大量地應用。其主要原因是受制于傳統(tǒng)PC材料的一些特性，令其很難適用于3D打印。
為解決PC材料與3D打印匹配適用性的難題，2016年，Polymaker與Covestro公司開展了合作，推出了PC-Plus和PC-Max兩款產品。在保持了PC高性能的同時，大幅度降低了其進行打印的難度。
一般通用PC材料在進行3D打印時，需要腔體加熱至110-120℃，打印平臺加熱至120-150℃。而Polymaker PC在這兩方面的溫度要求僅為70-80℃和80-110℃。

這就意味著一般準工業(yè)級別的FDM/FFF打印機就可以順利打印PC材料了，甚至于目前一些桌面級3D打印機也可以使用Polymaker的PC材料。而如果使用傳統(tǒng)的PC材料，在硬件方面的投入相比起來將會是極其巨大的。
PolyCast
PolyCast是一款針對金屬鑄造應用推出的材料，Polymaker對于這款材料的定義是：快速，經濟地制備金屬件的解決方案。

傳統(tǒng)的失蠟鑄造在制作小批量產品時，會遇到兩個難題：1. 成本高，主要是開模的成本 ；2. 周期長，一般需要2-4周才能完成開模并制作蠟模。 使用PolyCast材料，便可以解決這些問題，無模具成本，并且很快就可以得到由PolyCast材料制作的“蠟?！薄?br /> 對于小批量制作，和制備一些復雜零件來說，Polycas是一個很理想的解決方案。
PolyCast材料有4個特性：
可拋光：結合Polysher共同使用，能使打印件擁有可與注塑件媲美的光潔表面。
低灰分：PolyCast材料在實際的鑄造環(huán)境中測得的灰分數(shù)據(jù)為 0.003% ，可被極為充分徹底地燒除干凈，鑄造出無瑕疵的金屬件。
低成本：無論與傳統(tǒng)鑄造工藝相比，還是與其他類型3D打印技術相比較，使用PolyCast材料進行鑄造的成本都更低。
易用性：PolyCast?材料極易打印，幾乎市面所見線材3D打印機（FDM/FFF）都可以輕松打印這款材料。
PolyCast應用案例：SO3D & 3D Sailing的用戶通過PolyCast技術生產帆船零件，實現(xiàn)零件非標準化的小批量生產。

PolyMide CoPA
PA尼龍也是最常見的工程塑料之一，有非常良好的機械性能，但在進行3D打印時，也需要腔體以及平臺加熱才能保證其在打印過程中不發(fā)生翹曲。這無疑又提高了尼龍材料的使用難度和使用成本。

經過不斷地研發(fā)和創(chuàng)新，Polymaker使用Warp-Free技術解決了尼龍易翹曲的難題，開發(fā)出防翹曲尼龍線材PolyMide CoPA， 使得FFF/FDM 3D打印機無需平臺加熱或是腔體加熱，只要噴嘴溫度能夠達到250℃以上便可使用該款尼龍材料。
PolyMide CoPA應用案例：同濟大學志遠車隊參加在新加坡舉辦的2018亞洲殼牌生態(tài)馬拉松賽獲得2項大獎：城市概念車最佳設計獎&原型車ICE組亞洲亞軍。

圖片：志遠車隊選擇使用包括PolyMide CoPA在內的尼龍3D打印材料來制造賽車的結構件

在打造賽車時，志遠車隊需要選擇低成本的小批量制造方案，來實現(xiàn)輕量化的設計理念。3D打印技術因此而成為了他們的理想方案。在材料選擇方面，必須要滿足車輛在熱學和力學方面的較高要求。最終志遠車隊選擇使用包括PolyMide CoPA在內的尼龍3D打印材料來制造賽車的結構件。