Formlabs 亿级打印量：超45种打印材料，选对才能好用！

Formlabs不仅是一家3D打印机制造商，也是一家3D打印材料制造商。在本文中，我们将根据“高强度”、“高耐热性”和“橡胶状”等物理性能来介绍这些高性能材料及其可应用的领域，以帮助您更好地利用 Formlabs 的 3D 打印产品。

 

此外，在文章的最后，我们将介绍Formlabs最新的材料选择支持工具Material Selector，该工具将帮助推荐最适配您需要的材料，您可以直接滑至文末点击试用。

 

截至 2023 年 11 月，Formlabs推出了超过 45 种材料可供选择。这些材料均具有高功能性，相比其他企业制造的材料具有高强度、刚性、韧性、耐热性、耐化学性、绝缘性等，还包括采用专利技术的100%纯硅材料、4N级工业陶瓷和医用级生物相容性材料等。

 

在材料种类选择很多的同时，我们也发现用户有时会为“选择合适的材料”感到困惑，因此我们将根据以下目录撰写这篇推文，您可以直接滑到感兴趣的部分浏览。
 

01	Formlabs两类材料介绍
02	广泛应用：七种树脂材料
03	高强度材料：坚韧、耐用、刚性
04	橡胶类/软质材料：柔性、弹性、硅胶
05	耐高温材料：耐高温、刚性10K、阻燃、陶瓷
06	电气性能材料：绝缘、静电耗散
07	耐化学腐蚀材料：刚性10K 、硅胶、陶瓷
08	多款尼龙粉末：利用SLS实现小批量生产
09	智能AI材料推荐工具：Material Selector

 

01 Formlabs两类材料介绍

在Formlabs，SLA 3D打印材料上，我们提供高性能、高强度材料和类橡胶材料作为SLA 3D打印材料。在SLS 3D打印材料上，我们提供高强度工业尼龙材料和柔韧性强的TPU等高性能材料。

 

Formlabs 提供高性能材料，例如强度、刚度、韧性、耐热性、耐化学性和绝缘性。

 

两种类型的树脂材料介绍：

树脂材料有两种类型：热塑性树脂和热固性树脂，这两种类型完全不同。3D打印机有七种建模方法，根据方法的不同，选择两种材料中的哪一种都会有所不同。

我们周围的大多数塑料都是热塑性树脂，加热时会熔化成液体形态，就像注塑颗粒一样。相比之下，热固性树脂具有非常强的交联分子结构，因此即使加热时，分子动量也不会增加超过一定水平，让它们无法溶解成液体形式。3D 打印采用光固化树脂（一种热固性树脂），采用两种方法：立体光刻和材料喷射 (MJ)，也称为 PolyJet 或喷墨。

光固化树脂也称为树脂，是一种液体，可通过响应紫外线 (UV) 光的化学反应（称为光聚合）而固化。立体光刻和 MJ 两种方法利用这种光聚合进行 3D 打印，而其他五种方法则通过熔化热塑性树脂、用激光将其烧结或用凝固剂将其固化来进行打印。因此，在使用光固化树脂的立体光刻和材料喷射中，材料为类ABS、类PP或类橡胶，这些材料是为了表现出与热塑性树脂相当的机械性能而开发的等效材料。

“对于立体光刻 (SLA) Form 3，我们使用 Grey、Grey Pro、Tough 2000（类 ABS）和 Rigid 10K（高玻璃含量）树脂制作机器人身上的人体模型的手部和其他部件。而在制作人体模型的外部部件时，则需采用不会破裂的高强度材料，以避免在运输过程中破损，所以我们选择Formlabs的Nylon 12材料，强度高但还具有一定的韧性，极难断裂，“

——西田正人先生 日本吉忠人体模型株式会社

 

02 广泛应用：七种标准树脂

Formlabs标准树脂有七种类型。这些标准树脂比其他公司制造的通用材料或通常作为 FDM中的通用材料提供的 PLA（聚乳酸）具有足够高的强度。与FDM的另一个区别是，由于SLA特点，不存在强度各向异性极低（强度根据载荷方向而变化）。虽然这是一种用途广泛的标准树脂，但每种树脂都有自己的特性，因此在选择时请检查以下信息以供参考。
 

Formlabs的白、黑和灰三种单色树脂具有相同的机械性能，但打印特性不同。除此之外，Formlabs的单色树脂还可以通过color kit进行上色。

灰树脂：

在立体光刻（SLA）技术中，取决于材料颜色的光吸收和反射也会影响性能，例如影响精确程度。灰色树脂（Grey Resin）具有与白色、黑色、透明和彩色基树脂相同的材料特性，例如强度、韧性和耐热性，但当您想要实现更高精度表现力时，建议使用灰色树脂。

黑树脂：

黑色树脂（Black Resin）的颜色是一种略带光泽的黑色，因此如果您想清楚地看到阴影，建议使用它。此外，其颜色与许多产品的成品纹理相似，也是一种较为热门的材料，特别是对于外观有特殊需要的原型制作和模型制作。黑树脂强度、韧性、耐热性等材料特性与White、Grey、Clear、Color Base相同，但Grey树脂的精度表现力稍好。

白树脂：

在 黑、白、灰树脂当中，白树脂（White Resin）具有独特的打印质量。对于精细细节要求高的模型，我们建议以 45 至 70 度的倾斜角度（取决于设计）进行打印，而不是在没有支撑材料的情况下直接在构建平台上进行打印。另一方面，如果您想给它上色，您也可以使用Formlabs的彩色套组（Color Base）进行上色，制作成您喜欢的颜色树脂。

透明树脂：

透明树脂（Clear Resin）是利用SLA特性创建的高度透明的物体，但它们在打印时只是半透明的。如果你对树脂透明度要求高，表面处理也可以提高透明度。最有效的方法是通过抛光与面漆结合来提高透明度，但如果想避免抛光，可以用一般的清漆等涂上两到三层清漆，然后在里面涂上一层透明漆。外壳无需任何抛光即可清洁。如果目的是制作这样的原型，很多情况下外壳不需要很强，所以为了避免紫外线导致的黄变，不进行二次固化（作用是增加强度），以及清洁之后，继续进行表面处理，例如透明涂层，即可获得高透明度的打印件。

Draft Resin：

Draft Resin是 Formlabs 最畅销的SLA材料之一，这是一种快速打印材料。打印速度比其他树脂快 4 倍。它是通过含有大量对紫外线起反应的成分来实现的，但如果放置在暴露在阳光下的地方，它也会很快变质，所以如果你正在制作长期使用的东西（需要使用2至3年或更长的时间）其他树脂是更好的选择。另一方面，在大多数情况下，如果树脂不暴露在阳光下，1-2年内不会出现太大问题。值得一提的是，Draft 树脂可以表现出高于一定水平的强度和精度，因此如果您想打印快速原型设计来缩短产品验证周期，它将是您最佳的材料选择。

Grey Pro Resin：

灰色Pro树脂（Grey Pro Resin）是一种保持了灰色树脂的精密表达和尺寸精度等印刷性能的材料，但提高了机械性能（特别是韧性和耐久性），并且即使是光固化树脂，也具有高抗蠕变性和耐光性。由于其粘度高，打印后不易变质，可中长期使用。推荐用于确认功能的原型制作、要求耐久性的夹具制作、中长期使用的模型、展览用模型等。
 

03 高强度材料：坚韧、耐用、刚性

“强度”包含“刚性”和“韧性”两种特性。如果“强度”是您选择材料时的一个重要选择标准，您需要考虑：您所想象的“强度”是否只强调硬度（刚度），比如即使受到压力或负载也不会变形，或者即使受到冲击或反复负载也不会断裂；还是强调耐久性（韧性）？又或者是刚性与韧性的平衡？Formlabs发现有必要明确区分它们：例如硬度和耐久性的区别、刚性和韧性的平衡程度等，因此推出了以下三款高强度材料。

坚韧树脂 Tough 1500 Resin：

Tough 1500 树脂的开发目的是表现出与聚丙烯(PP)相当的机械性能。虽然它像PP一样具有一定程度的刚性，但它是一种具有优异韧性的高度耐用材料。产品名称中的“1500”表示杨氏模量（拉伸模量和弯曲模量）的近似值，当其他Formlabs材料名称中含有数字时，高强度材料的杨氏模量约为1500。请将此理解为一个数值。还可以在批量生产时打印使用PP的零件和弹簧并重复使用。此外，如果后处理满足一定要求，它可以用作皮肤接触的生物相容性材料。

坚韧树脂 Tough 2000 Resin：

Tough 2000 树脂的开发具有与 ABS 相当的机械性能，也是用户常用的材料之一。它是一种高强度材料，杨氏模量为2GPa，断裂伸长率接近50%，抗裂性和一定的硬度均衡。它具有较高的抗压力和抗冲击性，但如果韧性很重要，请考虑设计考虑因素，例如承载区域的厚度以及材料特性。另外，如果您需要树脂模具即使在高温环境下受压也不会变形等特性时，我们推荐刚性系列。

耐用树脂 Durable Resin：

耐用树脂（Durable Resin）的开发具有与聚乙烯 (PE) 相当的机械性能，即使在使用洗涤剂喷雾瓶等施加压力时发生变形（例如凹陷），也能立即恢复到原始状态。它的特点是独特的触感和低摩擦系数。如果您正在寻找与橡胶类材料不同的具有一定刚性的软材料，请考虑这款材料。当然，我们还提供生物相容性类似材料—BioMed Durable Resin。

刚性树脂1 Rigid 4000：

Rigid系列树脂是通过玻璃填充来增强刚性的材料。一般来说，在SLA 3D打印中，刚性越高，精细表达越好，即使是突出的形状（比如：悬垂）也可以在没有支撑材料的情况下打印出来。Rigid 4000是一种高刚性材料，其杨氏模量约为Tough 2000的两倍。与具有高水平的Tough系列相比，它是一种在表达精细形状和打印细节方面具有更高自由度的材料。与其他树脂相比，它还具有更好的耐光性。但是，由于它是一种高刚性材料，如果施加超过极限的冲击或压力特别是薄壁材料，它就会破裂。

刚性树脂2 Rigid 10K：

这是一种极其坚硬的材料，其玻璃填充率比 Rigid 4000 更高。由于其玻璃含量高，即使受到压力或负载也完全不变形，并且具有极高的耐热性，因此广泛用于树脂型和简易型打印。它还具有优异的耐光性和耐化学性，并具有与玻璃纤维增强塑料（GFRP）相同的刚性和强度，使其成为许多工业应用的首选材料。

 

在选择材料时以高强度为条件的情况下，很多情况不仅要求材料具有强度，还要求材料具有耐热性和耐化学性：比如上文介绍的 Rigid 10K 树脂就同时具有极高的刚性、耐热性、耐化学性和耐光性。除此以外，Formlabs 还提供以下高性能材料。

高性能材料：阻燃性、防静电

FR阻燃树脂：FR树脂是一种阻燃材料，通过UL 94 V-0认证，天然具有高耐热性。它可用于电子设备等功能确认的试制以及阻燃部件的小批量批量生产。

 

ESD树脂：SLA中极为少见的防静电材料，特别用于电路板贴装前的IC芯片托盘、电子元件储运用品、治具及治具等，保护电子元件免受静电伤害，Formlabs的ESD树脂具有超过ABS基材料的强度，并用于电子元件制造过程中的所有夹具和工具。

04 橡胶类/软性材料：柔性、弹性、硅胶

Formlabs 的类橡胶材料多年来一直受到高度重视，并继续被全球数百万家公司使用，接下来我们将介绍三种橡胶类/软质材料。此外，Silicone 40A 树脂（一种由我们独特的专利 Pure Silicone Technology™ 制成的 100% 纯有机硅材料）也已在2023年9月正式发布，为您的 3D 打印计划提供更多的软材料选择。

柔性树脂 Flexible 80A：

Flexible 80A是一种硬质橡胶类材料，在推荐值下二次固化后肖氏A硬度为80A。Formlabs的橡胶类材料的硬度可以通过调整后固化时间进行一定程度的调整。我们可以处理各种原型，例如硬橡胶和硅胶产品的原型、制造和装配线中的工件接收夹具的表面、机器人的末端执行器、手柄和握把、密封材料和垫圈。

 

弹性树脂 Elastic 50A：

 

Elastic 50A是一种柔软的类橡胶或类硅材料，在推荐值下二次固化后其肖氏 A 硬度为 50A。它能抵抗弯曲、拉伸和压缩等载荷，即使在这些条件下也能恢复到原来的形状而不会破裂。它广泛应用于硅零件、减震构件、工件接收夹具、拾放机器人等末端执行器的原型以及可穿戴设备的原型。

 

硅胶树脂 Silicone 40A：

 

Silicone 40A 是由 Formlabs 专有的 Pure Silicone Technology™ 制成的低成本纯硅材料。它可以与Form3系列设备一起使用，轻松制作硅零件原型并制造实际产品的零件而无需切割或模制板材。制成的产品具有 40A 的肖氏 A 硬度、230% 的断裂伸长率和 12kN/m 的撕裂强度，非常适合需要柔韧性和耐用性以承受反复弯曲、拉伸和压缩的应用。此外，它还具有34%的回弹性、优异的耐化学性和温度稳定性（-25°C至125°C），并可实现小至0.3毫米的精致细节和传统制造难以实现的复杂形状。

 

生物相容性树脂1 BioMed Flex 80A：

 

BioMed Flex 80A 树脂是一种生物相容性硬橡胶类材料，肖氏 A 硬度为 80A，可与 Form 3B 系列（Form 3B、3B+、3BL）一起使用，是 ISO 10993 和 USP VI 级认证材料，并且是 由 FDA 注册、ISO 13485 认证的工厂制造。已获得长期皮肤接触（超过30天）和短期粘膜接触（小于24小时）的生物相容性认证，可用于生产硬橡胶类模型、可穿戴设备零件、以及医疗器械和仪器。

 

生物相容性树脂2 BioMed Elastic 50A：

 

与 BioMed Flex 80A 一样，BioMed Elastic 50A 树脂是一种生物相容性软橡胶/硅胶类材料，肖氏 A 硬度为 50A，可用于 Form 3B 系列（Form 3B、3B+、3BL），同时也是 ISO 10993和 USP VI 级认证材料。由 FDA 注册、ISO 13485 认证的工厂制造。可用于需要佩戴舒适性和视觉清晰度的可穿戴设备组件、医疗设备和仪器的所有应用，包括长期皮肤接触（30天或以上）和短期粘膜接触（小于24小时）。

05 耐高温材料：耐高温、刚性、阻燃、陶瓷

通常情况下，仅仅耐高温的材料是不够的。制造业中大部分暴露在高温环境下的产品和零部件，都需要满足高温环境下承受恒定的载荷的需求。

最高耐热性：High Temp Resin：

 

High Temp Resin在Formlabs SLA材料中具有最高的耐热性，清洗后在80°C的Form Cure中后固化120分钟，然后放入工业烤箱或其他炉中至160°C。加热固化处理180分钟，荷重挠曲温度238℃（0.45MPa时）。虽然它具有很高的刚性，但韧性较低，因此如果施加高负载或压力，它可能会破裂。因此对于暴露于高负载和压力的应用，建议您使用Rigid 10K Resin。

 

高负载力：Rigid 10K Resin：

 

正如前文高强度材料部分内容介绍的，刚性10K（Rigid 10K）树脂填充了高比例的玻璃，提高了其刚度和耐热性，使其能够承受高负载和压力而不会破裂。因此，它被用作注射成型、热成型/真空成型的模具（树脂模具），也经常被用作流体分析的测试模型。清洗后，Rigid 10K 在 Form Cure 中于 70°C 下进行二次固化 60 分钟，然后在工业烤箱或其他熔炉中于 90°C 下加热 125 分钟，会提升它的热变形温度至218°C （0.45MPa 时）。

 

阻燃树脂

 

阻燃树脂具有 UL 94 V-0 阻燃等级，还具有高耐热性。通过Form Cure在80℃、120分钟进行二次固化，在施加0.45MPa的荷重挠曲温度时耐热性为111℃，如果加厚，可以在更高的温度环境下使用。Formlabs建议将其用于直接接触火焰或需要防火考虑的零件和夹具。

 

陶瓷树脂：Alumina 4N Resin

 

Alumina 4N Resin是一种高密度、高纯度的技术陶瓷，它是一种将陶瓷粉末填充在光固化树脂中而不是粘合剂（凝固剂）中的材料，在极端环境下具有卓越的性能：耐热、坚硬、耐磨、机械强度高、化学惰性。在3D打印完成后，将产品放入工业烤箱等熔炉中，进行两阶段的淬火：脱脂去除树脂和烧结烘烤陶瓷部件，可以获得最高温度上限为1500°C。
 

06 电气性能材料：绝缘、静电耗散

大多数树脂材料具有非常高的电阻，被归类为绝缘材料。根据IEC 61350-5-1规定，静电是电子元件制造中的一个重要特性，绝缘性能的常见指标包括体积电阻率、介电常数和介电损耗角正切。在Formlabs，除了 ESD 树脂等旨在实现非绝缘性能的材料外，所有SLA树脂均根据内部标准开发以满足以下标准。

 

*不包括ESD树脂

 

静电耗散材料：ESD Resin：

 

在将电子元件和IC芯片安装到电路板上之前对其进行处理时，防静电尤其重要。当将附近工作台接地使用时，ESD树脂可以像地线一样消散静电，保护电子元件免受静电损坏。强度高于其他公司的产品和基于FDM的ABS ESD灯丝，适用于电子元件和设备的上游工艺，例如夹具、工具、安装机器人的末端执行器和利用优势的芯片托盘。

 

绝缘性能：阻燃树脂和Alumina 4N Resin：

 

上文中提到的阻燃树脂和Alumina 4N Resin两款树脂材料也拥有优秀的绝缘性。

阻燃树脂：V-0级阻燃阻燃树脂是一种优异的绝缘体，在ASTM D150/1 MHz下介电强度为15.1 kV/mm，介电常数为3.82，损耗因数为0.025。

Alumina 4N Resin：它是一款可用于3D打印的氧化铝陶瓷，一种典型的工业陶瓷。由于烧成后树脂被吹掉，成为完整的陶瓷产品，因此具有优异的绝缘性和耐热性.。氧化铝4N树脂成型品的上限温度为1500℃，体积电阻率为1×1014 (Ω·m)以上，1MHz下的介电常数为9.8，损耗角正切为9×10-5。

07 耐化学腐蚀材料：Regid 10K 、硅胶、陶瓷

树脂材料的耐化学性一般难以达到与SUS等合金相当的水平，但从工业水平的未加工树脂材料来看，能够表现出“高耐化学性”的材料非常有限。但Formlabs可以为您推荐以下三款具有较优异的耐化学腐蚀性树脂材料。
 

Rigid 10K Resin：这款树脂具有独特的质感，具有哑光白色表面，并填充了高比例的玻璃，使其不仅具有刚性和耐热性，而且还具有极高的耐化学性。其机械性能包括极高的强度和高刚性，但韧性较低，即使用作注塑模具（树脂模具）也足以承受锁模和注射压力，如果超过极限，会因脆性而产生裂纹，随后断裂。

Silicone 40A：这款硅胶树脂材料采用我们独特的专利技术Pure Silicone Technology™，使用100%纯硅材料实现立体光刻3D打印，可以表现出与硅胶相同的高耐化学性。

Alumina 4N Resin：这是一款氧化铝陶瓷树脂材料。打印和烧制后除去树脂后，即可得到纯度为99.99%的4N级氧化铝陶瓷产品。这种材料具有良好的绝缘性能和耐化学性，耐高温性的温度上限也可达1500℃，常被用作工业陶瓷。

08 多款尼龙粉末：利用SLS实现小批量生产

上文介绍了多种适用于光固化3D打印（SLA）的树脂材料，下文我们将围绕激光烧结3D打印（SLS）介绍几款粉末材料及其应用。

SLS打印使用的Fuse 系列打印机构建仓的内部尺寸为W165 x D165 x H300mm，可用空间大小根据每种材料的特性略有不同。我们还会在介绍每种材料的最大可用空间尺寸，但我们建议您在打印时使用一些安全缓冲区，而不是最大限度地使用每种材料的最大尺寸。

 

采用支持小批量量产的SLS法Fuse系列设备，在降低成本同时，实现内部每月量产200-500个

 

多功能材料：Nylon 12 粉末：

*目前使用尼龙12粉末时的最大打印尺寸：W159.8 x D159.8 x H295.5mm

Nylon 12，通常也称为 PA12，是一种多功能材料，具有工业级强度和一致的韧性，兼具硬度和抗断裂性。在尼龙材料中，它具有优异的耐热性，并且由于即使在高温环境下也能展现其性能，因此已经在工业应用中得到了广泛的应用。它还在细节方面表现出高性能，并且在打印过程中减少了不规则性。3D 打印为形状、外部设计、表面纹理（颗粒）、文本等提供了多种选择。此外，由于它是一种可用于皮肤接触的生物相容性材料，因此也可用于与皮肤直接接触的应用。由于这些优点，它是国内外使用最广泛的SLS材料。

此外，SLS允许材料重复使用，它可以在30%的材料刷新率（即重复使用过程中混合新的、未使用的粉末的比例）下高效运行。

 

Nylon 11 粉末：

 

*目前使用尼龙11粉末时的最大打印尺寸：W158.6 x D158.6 x H294.4mm　

 

Nylon 11 粉末虽然具有一定的刚性，但通常也被称为PA11，具有很高的韧性，与PA12相比，即使在低温环境下也能发挥其特性。它的使用强度和耐用性比PP更高，而且由于它是100%生物基材料，因此近年来越来越多地应用于消费品、可穿戴设备、假肢等领域。增加。它对于皮肤接触也具有生物相容性。在设计方面，由于具有高韧性，其精细表现性能略低于尼龙12，对于精细的凹凸、钻孔或设计间隙，需要有足够余量的尺寸。打印时，空气环境下材料刷新率为50%，但通过在氮气环境下打印，可以将刷新率降低至30%，提高成本效率。

 

TPU 90A 粉末：

 

*目前使用TPU 90A粉末时的最大打印尺寸：W152.1 x D152.1 x H294.9mm

TPU 90A是一种高强度软质材料，肖氏A硬度90A。它具有高水平的撕裂强度和高断裂伸长率，这对于使用 SLS 方法制造的软材料来说是不寻常的。TPU 90A也是一种与皮肤接触的生物相容性材料，因此可用于广泛的应用，包括运动器材和假肢的减震材料、可穿戴设备的腰带、接触部件的防护材料与蒙皮、生产/组装治具、遮蔽治具一起使用，是一种性价比极高的材料，材料刷新率最低可达20%。此外，软材料有怪癖的原则也适用于这种材料，无论是在设计还是印刷设置方面。

 

Nylon 12 GF 粉末：

 

*当前使用尼龙 12 GF 粉末时的最大打印尺寸：W160.1 x D160.1 x H297.3mm　

 

Nylon 12 GF是一种通过玻璃填充Nylon 12 提高强度和耐热性的复合材料。它不仅具有玻璃成分带来的高刚性和耐热性，而且继承了Nylon 12的精细“表达”能力，打印细节完美还可以利用其刚性直接打印螺纹零件，因此可以打印带有螺纹的零件，直接使用3D打印进行批量生产。另一方面，由于其极高的刚性，薄而长的壁或板状形状如果承受超过一定水平的载荷可能会破裂。

 

Nylon 11 CF 粉末：

 

*目前使用尼龙 11 CF 粉末时的最大打印尺寸：W162.0 x D162.0 x H287.6mm　

 

这是一种基于尼龙11和短切碳纤维的复合材料。不仅具有优异的比强度（强度重量比），而且具有高水平的耐热性，可用于移动产品、无人机、工业机械、重型机械等非结构件的高强度部件、机械。尽管碳纤维 3D 打印材料被吹捧为具有与轻金属相同的强度（在本例中为刚度），但它们通常缺乏韧性，并且在受到冲击时会断裂。而这款材料以Nylon 11 作为基础，已被开发为表现出高水平的抗冲击性和耐用性。另一方面，由于碳纤维的特性，它不具有生物相容性。由于它是复合材料，因此具有一些类似于Nylon 12 GF的印刷特性，因此我们建议您等待一定时间适应后再开始使用。

09 智能AI材料推荐工具：Material Selector来了

 

最后，为您隆重介绍 Formlabs 免费提供材料选择支持的工具Material Selector，它可以通过简单地以问卷形式回答客户的应用和要求，利用 AI 为您推荐最合适的材料。除了根据上文材料信息选择材料，您还可以选择使用此工具来比较和考虑所选择的材料！

 

欢迎浏览Formlabs官方网站 ，使用Material Selector来选择您想要的材料。