Formlabs不僅是一家3D打印機制造商，也是一家3D打印材料制造商。在本文中，我們將根據“高強度”、“高耐熱性”和“橡膠狀”等物理性能來介紹這些高性能材料及其可應用的領域，以幫助您更好地利用Formlabs的3D打印產品。  

此外，在文章的最后，我們將介紹Formlabs最新的材料選擇支持工具MaterialSelector，該工具將幫助推薦最適配您需要的材料，您可以直接滑至文末點擊試用。  

截至2023年11月，Formlabs推出了超過45種材料可供選擇。這些材料均具有高功能性，相比其他企業制造的材料具有高強度、剛性、韌性、耐熱性、耐化學性、絕緣性等，還包括采用專利技術的100%純硅材料、4N級工業陶瓷和醫用級生物相容性材料等。  

01  

Formlabs兩類材料介紹  

02  

廣泛應用：七種樹脂材料  

03  

高強度材料：堅韌、耐用、剛性  

04  

橡膠類/軟質材料：柔性、彈性、硅膠  

05  

耐高溫材料：耐高溫、剛性10K、阻燃、陶瓷  

06  

電氣性能材料：絕緣、靜電耗散  

07  

耐化學腐蝕材料：剛性10K、硅膠、陶瓷  

08  

多款尼龍粉末：利用SLS實現小批量生產  

09  

智能AI材料推薦工具：MaterialSelector  

01  

Formlabs兩類材料介紹  

在Formlabs，SLA3D打印材料上，我們提供高性能、高強度材料和類橡膠材料作為SLA3D打印材料。在SLS3D打印材料上，我們提供高強度工業尼龍材料和柔韌性強的TPU等高性能材料。  

Formlabs提供高性能材料，例如強度、剛度、韌性、耐熱性、耐化學性和絕緣性。  

兩種類型的樹脂材料介紹：  

樹脂材料有兩種類型：熱塑性樹脂和熱固性樹脂，這兩種類型完全不同。3D打印機有七種建模方法，根據方法的不同，選擇兩種材料中的哪一種都會有所不同。  

我們周圍的大多數塑料都是熱塑性樹脂，加熱時會熔化成液體形態，就像注塑顆粒一樣。相比之下，熱固性樹脂具有非常強的交聯分子結構，因此即使加熱時，分子動量也不會增加超過一定水平，讓它們無法溶解成液體形式。3D打印采用光固化樹脂（一種熱固性樹脂），采用兩種方法：立體光刻和材料噴射(MJ)，也稱為PolyJet或噴墨。  

光固化樹脂也稱為樹脂，是一種液體，可通過響應紫外線(UV)光的化學反應（稱為光聚合）而固化。立體光刻和MJ兩種方法利用這種光聚合進行3D打印，而其他五種方法則通過熔化熱塑性樹脂、用激光將其燒結或用凝固劑將其固化來進行打印。因此，在使用光固化樹脂的立體光刻和材料噴射中，材料為類ABS、類PP或類橡膠，這些材料是為了表現出與熱塑性樹脂相當的機械性能而開發的等效材料。  

“對于立體光刻(SLA)Form3，我們使用Grey、GreyPro、Tough2000（類ABS）和Rigid10K（高玻璃含量）樹脂制作機器人身上的人體模型的手部和其他部件。而在制作人體模型的外部部件時，則需采用不會破裂的高強度材料，以避免在運輸過程中破損，所以我們選擇Formlabs的Nylon12材料，強度高但還具有一定的韌性，極難斷裂，“  

——西田正人先生日本吉忠人體模型株式會社  

02  

廣泛應用：七種標準樹脂  

Formlabs標準樹脂有七種類型。這些標準樹脂比其他公司制造的通用材料或通常作為FDM中的通用材料提供的PLA（聚乳酸）具有足夠高的強度。與FDM的另一個區別是，由于SLA特點，不存在強度各向異性極低（強度根據載荷方向而變化）。雖然這是一種用途廣泛的標準樹脂，但每種樹脂都有自己的特性，因此在選擇時請檢查以下信息以供參考。  

Formlabs的白、黑和灰三種單色樹脂具有相同的機械性能，但打印特性不同。除此之外，Formlabs的單色樹脂還可以通過colorkit進行上色。  

灰樹脂：  

在立體光刻（SLA）技術中，取決于材料顏色的光吸收和反射也會影響性能，例如影響精確程度。灰色樹脂（GreyResin）具有與白色、黑色、透明和彩色基樹脂相同的材料特性，例如強度、韌性和耐熱性，但當您想要實現更高精度表現力時，建議使用灰色樹脂。  

黑樹脂：  

黑色樹脂（BlackResin）的顏色是一種略帶光澤的黑色，因此如果您想清楚地看到陰影，建議使用它。此外，其顏色與許多產品的成品紋理相似，也是一種較為熱門的材料，特別是對于外觀有特殊需要的原型制作和模型制作。黑樹脂強度、韌性、耐熱性等材料特性與White、Grey、Clear、ColorBase相同，但Grey樹脂的精度表現力稍好。  

白樹脂：  

在黑、白、灰樹脂當中，白樹脂（WhiteResin）具有獨特的打印質量。對于精細細節要求高的模型，我們建議以45至70度的傾斜角度（取決于設計）進行打印，而不是在沒有支撐材料的情況下直接在構建平臺上進行打印。另一方面，如果您想給它上色，您也可以使用Formlabs的彩色套組（ColorBase）進行上色，制作成您喜歡的顏色樹脂。  

透明樹脂：  

透明樹脂（ClearResin）是利用SLA特性創建的高度透明的物體，但它們在打印時只是半透明的。如果你對樹脂透明度要求高，表面處理也可以提高透明度。最有效的方法是通過拋光與面漆結合來提高透明度，但如果想避免拋光，可以用一般的清漆等涂上兩到三層清漆，然后在里面涂上一層透明漆。外殼無需任何拋光即可清潔。如果目的是制作這樣的原型，很多情況下外殼不需要很強，所以為了避免紫外線導致的黃變，不進行二次固化（作用是增加強度），以及清潔之后，繼續進行表面處理，例如透明涂層，即可獲得高透明度的打印件。  

DraftResin：  

DraftResin是Formlabs最暢銷的SLA材料之一，這是一種快速打印材料。打印速度比其他樹脂快4倍。它是通過含有大量對紫外線起反應的成分來實現的，但如果放置在暴露在陽光下的地方，它也會很快變質，所以如果你正在制作長期使用的東西（需要使用2至3年或更長的時間）其他樹脂是更好的選擇。另一方面，在大多數情況下，如果樹脂不暴露在陽光下，1-2年內不會出現太大問題。值得一提的是，Draft樹脂可以表現出高于一定水平的強度和精度，因此如果您想打印快速原型設計來縮短產品驗證周期，它將是您最佳的材料選擇。  

GreyProResin：  

灰色Pro樹脂（GreyProResin）是一種保持了灰色樹脂的精密表達和尺寸精度等印刷性能的材料，但提高了機械性能（特別是韌性和耐久性），并且即使是光固化樹脂，也具有高抗蠕變性和耐光性。由于其粘度高，打印后不易變質，可中長期使用。推薦用于確認功能的原型制作、要求耐久性的夾具制作、中長期使用的模型、展覽用模型等。  

03  

高強度材料：堅韌、耐用、剛性  

“強度”包含“剛性”和“韌性”兩種特性。如果“強度”是您選擇材料時的一個重要選擇標準，您需要考慮：您所想象的“強度”是否只強調硬度（剛度），比如即使受到壓力或負載也不會變形，或者即使受到沖擊或反復負載也不會斷裂；還是強調耐久性（韌性）？又或者是剛性與韌性的平衡？Formlabs發現有必要明確區分它們：例如硬度和耐久性的區別、剛性和韌性的平衡程度等，因此推出了以下三款高強度材料。  

堅韌樹脂：Tough1500Resin：  

Tough1500樹脂的開發目的是表現出與聚丙烯(PP)相當的機械性能。雖然它像PP一樣具有一定程度的剛性，但它是一種具有優異韌性的高度耐用材料。產品名稱中的“1500”表示楊氏模量（拉伸模量和彎曲模量）的近似值，當其他Formlabs材料名稱中含有數字時，高強度材料的楊氏模量約為1500。請將此理解為一個數值。還可以在批量生產時打印使用PP的零件和彈簧并重復使用。此外，如果后處理滿足一定要求，它可以用作皮膚接觸的生物相容性材料。  

堅韌樹脂：Tough2000Resin  

Tough2000樹脂的開發具有與ABS相當的機械性能，也是用戶常用的材料之一。它是一種高強度材料，楊氏模量為2GPa，斷裂伸長率接近50%，抗裂性和一定的硬度均衡。它具有較高的抗壓力和抗沖擊性，但如果韌性很重要，請考慮設計考慮因素，例如承載區域的厚度以及材料特性。另外，如果您需要樹脂模具即使在高溫環境下受壓也不會變形等特性時，我們推薦剛性系列。  .

耐用樹脂：DurableResin：  

耐用樹脂（DurableResin）的開發具有與聚乙烯(PE)相當的機械性能，即使在使用洗滌劑噴霧瓶等施加壓力時發生變形（例如凹陷），也能立即恢復到原始狀態。它的特點是獨特的觸感和低摩擦系數。如果您正在尋找與橡膠類材料不同的具有一定剛性的軟材料，請考慮這款材料。當然，我們還提供生物相容性類似材料—BioMedDurableResin。  

剛性樹脂1：Rigid4000  

Rigid系列樹脂是通過玻璃填充來增強剛性的材料。一般來說，在SLA3D打印中，剛性越高，精細表達越好，即使是突出的形狀（比如：懸垂）也可以在沒有支撐材料的情況下打印出來。Rigid4000是一種高剛性材料，其楊氏模量約為Tough2000的兩倍。與具有高水平的Tough系列相比，它是一種在表達精細形狀和打印細節方面具有更高自由度的材料。與其他樹脂相比，它還具有更好的耐光性。但是，由于它是一種高剛性材料，如果施加超過極限的沖擊或壓力特別是薄壁材料，它就會破裂。  

剛性樹脂2：Rigid10K  

這是一種極其堅硬的材料，其玻璃填充率比Rigid4000更高。由于其玻璃含量高，即使受到壓力或負載也完全不變形，并且具有極高的耐熱性，因此廣泛用于樹脂型和簡易型打印。它還具有優異的耐光性和耐化學性，并具有與玻璃纖維增強塑料（GFRP）相同的剛性和強度，使其成為許多工業應用的首選材料。  

在選擇材料時以高強度為條件的情況下，很多情況不僅要求材料具有強度，還要求材料具有耐熱性和耐化學性：比如上文介紹的Rigid10K樹脂就同時具有極高的剛性、耐熱性、耐化學性和耐光性。除此以外，Formlabs還提供以下高性能材料。  FR阻燃樹脂：FR樹脂是一種阻燃材料，通過UL94V-0認證，天然具有高耐熱性。它可用于電子設備等功能確認的試制以及阻燃部件的小批量批量生產。  

ESD樹脂：SLA中極為少見的防靜電材料，特別用于電路板貼裝前的IC芯片托盤、電子元件儲運用品、治具及治具等，保護電子元件免受靜電傷害，Formlabs的ESD樹脂具有超過ABS基材料的強度，并用于電子元件制造過程中的所有夾具和工具。  

04  

橡膠類/軟性材料：柔性、彈性、硅膠  

Formlabs的類橡膠材料多年來一直受到高度重視，并繼續被全球數百萬家公司使用，接下來我們將介紹三種橡膠類/軟質材料。此外，Silicone40A樹脂（一種由我們獨特的專利PureSiliconeTechnology?制成的100%純有機硅材料）也已在2023年9月正式發布，為您的3D打印計劃提供更多的軟材料選擇。  

柔性樹脂：Flexible80A：  

Flexible80A是一種硬質橡膠類材料，在推薦值下二次固化后肖氏A硬度為80A。Formlabs的橡膠類材料的硬度可以通過調整后固化時間進行一定程度的調整。我們可以處理各種原型，例如硬橡膠和硅膠產品的原型、制造和裝配線中的工件接收夾具的表面、機器人的末端執行器、手柄和握把、密封材料和墊圈。  

彈性樹脂：Elastic50A：  

Elastic50A是一種柔軟的類橡膠或類硅材料，在推薦值下二次固化后其肖氏A硬度為50A。它能抵抗彎曲、拉伸和壓縮等載荷，即使在這些條件下也能恢復到原來的形狀而不會破裂。它廣泛應用于硅零件、減震構件、工件接收夾具、拾放機器人等末端執行器的原型以及可穿戴設備的原型。  

硅膠樹脂：Silicone40A  

Silicone40A是由Formlabs專有的PureSiliconeTechnology?制成的低成本純硅材料。它可以與Form3系列設備一起使用，輕松制作硅零件原型并制造實際產品的零件而無需切割或模制板材。制成的產品具有40A的肖氏A硬度、230%的斷裂伸長率和12kN/m的撕裂強度，非常適合需要柔韌性和耐用性以承受反復彎曲、拉伸和壓縮的應用。此外，它還具有34%的回彈性、優異的耐化學性和溫度穩定性（-25°C至125°C），并可實現小至0.3毫米的精致細節和傳統制造難以實現的復雜形狀。  

生物相容性樹脂1：BioMedFlex80A  

BioMedFlex80A樹脂是一種生物相容性硬橡膠類材料，肖氏A硬度為80A，可與Form3B系列（Form3B、3B+、3BL）一起使用，是ISO10993和USPVI級認證材料，并且是由FDA注冊、ISO13485認證的工廠制造。已獲得長期皮膚接觸（超過30天）和短期粘膜接觸（小于24小時）的生物相容性認證，可用于生產硬橡膠類模型、可穿戴設備零件、以及醫療器械和儀器。  

生物相容性樹脂2：BioMedElastic50A：  

與BioMedFlex80A一樣，BioMedElastic50A樹脂是一種生物相容性軟橡膠/硅膠類材料，肖氏A硬度為50A，可用于Form3B系列（Form3B、3B+、3BL），同時也是ISO10993和USPVI級認證材料。由FDA注冊、ISO13485認證的工廠制造。可用于需要佩戴舒適性和視覺清晰度的可穿戴設備組件、醫療設備和儀器的所有應用，包括長期皮膚接觸（30天或以上）和短期粘膜接觸（小于24小時）。  

05  

耐高溫材料：耐高溫、剛性、阻燃、陶瓷  

通常情況下，僅僅耐高溫的材料是不夠的。制造業中大部分暴露在高溫環境下的產品和零部件，都需要滿足高溫環境下承受恒定的載荷的需求。  

最高耐熱性：HighTempResin：  

HighTempResin在FormlabsSLA材料中具有最高的耐熱性，清洗后在80°C的FormCure中后固化120分鐘，然后放入工業烤箱或其他爐中至160°C。加熱固化處理180分鐘，荷重撓曲溫度238℃（0.45MPa時）。雖然它具有很高的剛性，但韌性較低，因此如果施加高負載或壓力，它可能會破裂。因此對于暴露于高負載和壓力的應用，建議您使用Rigid10KResin。  

高負載力：Rigid10KResin：  

正如前文高強度材料部分內容介紹的，剛性10K（Rigid10K）樹脂填充了高比例的玻璃，提高了其剛度和耐熱性，使其能夠承受高負載和壓力而不會破裂。因此，它被用作注射成型、熱成型/真空成型的模具（樹脂模具），也經常被用作流體分析的測試模型。清洗后，Rigid10K在FormCure中于70°C下進行二次固化60分鐘，然后在工業烤箱或其他熔爐中于90°C下加熱125分鐘，會提升它的熱變形溫度至218°C（0.45MPa時）。  

阻燃樹脂  

阻燃樹脂具有UL94V-0阻燃等級，還具有高耐熱性。通過FormCure在80℃、120分鐘進行二次固化，在施加0.45MPa的荷重撓曲溫度時耐熱性為111℃，如果加厚，可以在更高的溫度環境下使用。Formlabs建議將其用于直接接觸火焰或需要防火考慮的零件和夾具。  

陶瓷樹脂：Alumina4NResin  

Alumina4NResin是一種高密度、高純度的技術陶瓷，它是一種將陶瓷粉末填充在光固化樹脂中而不是粘合劑（凝固劑）中的材料，在極端環境下具有卓越的性能：耐熱、堅硬、耐磨、機械強度高、化學惰性。在3D打印完成后，將產品放入工業烤箱等熔爐中，進行兩階段的淬火：脫脂去除樹脂和燒結烘烤陶瓷部件，可以獲得最高溫度上限為1500°C。  

06  

電氣性能材料：絕緣、靜電耗散  

大多數樹脂材料具有非常高的電阻，被歸類為絕緣材料。根據IEC61350-5-1規定，靜電是電子元件制造中的一個重要特性，絕緣性能的常見指標包括體積電阻率、介電常數和介電損耗角正切。在Formlabs，除了ESD樹脂等旨在實現非絕緣性能的材料外，所有SLA樹脂均根據內部標準開發以滿足以下標準。  

*不包括ESD樹脂  

靜電耗散材料：ESDResin：  

在將電子元件和IC芯片安裝到電路板上之前對其進行處理時，防靜電尤其重要。當將附近工作臺接地使用時，ESD樹脂可以像地線一樣消散靜電，保護電子元件免受靜電損壞。強度高于其他公司的產品和基于FDM的ABSESD燈絲，適用于電子元件和設備的上游工藝，例如夾具、工具、安裝機器人的末端執行器和利用優勢的芯片托盤。  

絕緣性能：阻燃樹脂和Alumina4NResin：  

上文中提到的阻燃樹脂和Alumina4NResin兩款樹脂材料也擁有優秀的絕緣性。  

阻燃樹脂：V-0級阻燃阻燃樹脂是一種優異的絕緣體，在ASTMD150/1MHz下介電強度為15.1kV/mm，介電常數為3.82，損耗因數為0.025。  

Alumina4NResin：它是一款可用于3D打印的氧化鋁陶瓷，一種典型的工業陶瓷。由于燒成后樹脂被吹掉，成為完整的陶瓷產品，因此具有優異的絕緣性和耐熱性.。氧化鋁4N樹脂成型品的上限溫度為1500℃，體積電阻率為1×1014(Ω·m)以上，1MHz下的介電常數為9.8，損耗角正切為9×10-5。  

07  

耐化學腐蝕材料：Regid10K、硅膠、陶瓷  

樹脂材料的耐化學性一般難以達到與SUS等合金相當的水平，但從工業水平的未加工樹脂材料來看，能夠表現出“高耐化學性”的材料非常有限。但Formlabs可以為您推薦以下三款具有較優異的耐化學腐蝕性樹脂材料。  

Rigid10KResin：這款樹脂具有獨特的質感，具有啞光白色表面，并填充了高比例的玻璃，使其不僅具有剛性和耐熱性，而且還具有極高的耐化學性。其機械性能包括極高的強度和高剛性，但韌性較低，即使用作注塑模具（樹脂模具）也足以承受鎖模和注射壓力，如果超過極限，會因脆性而產生裂紋，隨后斷裂。  

Silicone40A：這款硅膠樹脂材料采用我們獨特的專利技術PureSiliconeTechnology?，使用100%純硅材料實現立體光刻3D打印，可以表現出與硅膠相同的高耐化學性。  

Alumina4NResin：這是一款氧化鋁陶瓷樹脂材料。打印和燒制后除去樹脂后，即可得到純度為99.99%的4N級氧化鋁陶瓷產品。這種材料具有良好的絕緣性能和耐化學性，耐高溫性的溫度上限也可達1500℃，常被用作工業陶瓷。  

08  

多款尼龍粉末：利用SLS實現小批量生產  

上文介紹了多種適用于光固化3D打印（SLA）的樹脂材料，下文我們將圍繞激光燒結3D打印（SLS）介紹幾款粉末材料及其應用。  

SLS打印使用的Fuse系列打印機構建倉的內部尺寸為W165xD165xH300mm，可用空間大小根據每種材料的特性略有不同。我們還會在介紹每種材料的最大可用空間尺寸，但我們建議您在打印時使用一些安全緩沖區，而不是最大限度地使用每種材料的最大尺寸。  

采用支持小批量量產的SLS法Fuse系列設備，在降低成本同時，實現內部每月量產200-500個  

多功能材料：Nylon12粉末：  

*目前使用尼龍12粉末時的最大打印尺寸：  

W159.8xD159.8xH295.5mm  

Nylon12，通常也稱為PA12，是一種多功能材料，具有工業級強度和一致的韌性，兼具硬度和抗斷裂性。在尼龍材料中，它具有優異的耐熱性，并且由于即使在高溫環境下也能展現其性能，因此已經在工業應用中得到了廣泛的應用。它還在細節方面表現出高性能，并且在打印過程中減少了不規則性。3D打印為形狀、外部設計、表面紋理（顆粒）、文本等提供了多種選擇。此外，由于它是一種可用于皮膚接觸的生物相容性材料，因此也可用于與皮膚直接接觸的應用。由于這些優點，它是國內外使用最廣泛的SLS材料。  

此外，SLS允許材料重復使用，它可以在30%的材料刷新率（即重復使用過程中混合新的、未使用的粉末的比例）下高效運行。  

Nylon11粉末：  

*目前使用尼龍11粉末時的最大打印尺寸：  

W158.6xD158.6xH294.4mm  

Nylon11粉末雖然具有一定的剛性，但通常也被稱為PA11，具有很高的韌性，與PA12相比，即使在低溫環境下也能發揮其特性。它的使用強度和耐用性比PP更高，而且由于它是100%生物基材料，因此近年來越來越多地應用于消費品、可穿戴設備、假肢等領域。增加。它對于皮膚接觸也具有生物相容性。在設計方面，由于具有高韌性，其精細表現性能略低于尼龍12，對于精細的凹凸、鉆孔或設計間隙，需要有足夠余量的尺寸。打印時，空氣環境下材料刷新率為50%，但通過在氮氣環境下打印，可以將刷新率降低至30%，提高成本效率。  

TPU90A粉末  

*目前使用TPU90A粉末時的最大打印尺寸：  

W152.1xD152.1xH294.9mm  

TPU90A是一種高強度軟質材料，肖氏A硬度90A。它具有高水平的撕裂強度和高斷裂伸長率，這對于使用SLS方法制造的軟材料來說是不尋常的。TPU90A也是一種與皮膚接觸的生物相容性材料，因此可用于廣泛的應用，包括運動器材和假肢的減震材料、可穿戴設備的腰帶、接觸部件的防護材料與蒙皮、生產/組裝治具、遮蔽治具一起使用，是一種性價比極高的材料，材料刷新率最低可達20%。此外，軟材料有怪癖的原則也適用于這種材料，無論是在設計還是印刷設置方面。  

Nylon12GF粉末  

*當前使用尼龍12GF粉末時的最大打印尺寸：  

W160.1xD160.1xH297.3mm  

Nylon12GF是一種通過玻璃填充Nylon12提高強度和耐熱性的復合材料。它不僅具有玻璃成分帶來的高剛性和耐熱性，而且繼承了Nylon12的精細“表達”能力，打印細節完美還可以利用其剛性直接打印螺紋零件，因此可以打印帶有螺紋的零件，直接使用3D打印進行批量生產。另一方面，由于其極高的剛性，薄而長的壁或板狀形狀如果承受超過一定水平的載荷可能會破裂。  

Nylon11CF粉末  

*目前使用尼龍11CF粉末時的最大打印尺寸：  

W162.0xD162.0xH287.6mm  

這是一種基于尼龍11和短切碳纖維的復合材料。不僅具有優異的比強度（強度重量比），而且具有高水平的耐熱性，可用于移動產品、無人機、工業機械、重型機械等非結構件的高強度部件、機械。盡管碳纖維3D打印材料被吹捧為具有與輕金屬相同的強度（在本例中為剛度），但它們通常缺乏韌性，并且在受到沖擊時會斷裂。而這款材料以Nylon11作為基礎，已被開發為表現出高水平的抗沖擊性和耐用性。另一方面，由于碳纖維的特性，它不具有生物相容性。由于它是復合材料，因此具有一些類似于Nylon12GF的印刷特性，因此我們建議您等待一定時間適應后再開始使用。