传统的柔性 3D 打印比刚性材料的 3D 打印更加复杂，但随着 3D 打印机制造商在硬件开发和材料科学方面取得进展，这种打印方式正日益普及。日常生活中许多领域都需要柔性材料，而 3D 打印可以为这些应用场景中的定制化和优化开辟新的机会。

当前主流的塑料 3D 打印技术，包括熔融沉积成型(FDM)、立体光固化成型(SLA)或树脂 3D 打印，以及选择性激光烧结(SLS)，均可支持柔性 3D 打印材料。由于这些技术之间固有的差异，其中一些材料可能比其他材料更适合某些特定应用。

柔性3D打印工艺比较

下文主要介绍不同柔性 3D 打印机、柔性 3D 打印材料（包括柔性丝材、树脂和粉末）以及各自的优缺点。阅读本文前，欢迎扫码加群参与讨论。

一、使用柔性丝材进行 FDM 3D 打印

FDM 3D 打印是一种通过喷嘴将一卷硬质塑料丝材加热熔化后挤出，并逐层堆积成型的技术。由于其入门价位门槛低且技术易于掌握，FDM 是目前最广为人知的 3D 打印类型之一。目前市面上有多种不同的 FDM 打印材料可供选择，其中包括数种柔性丝材。

FDM 3D 打印机用的柔性丝材适用于早期原型制造和简单设计，但也存在一些局限性。图源：All3DP

1. 使用柔性丝材进行 3D 打印的利弊

使用柔性丝材进行 FDM 3D 打印的好处在于，可以轻松、低成本地制造简单的柔性部件或原型。采用柔性 FDM 3D 打印的部件具有良好的弹性、抗冲击性、减振或减震性和伸长率。得益于这些特性，FDM 3D 打印柔性丝材成为减震器、执行器或臂端工具、软质外套和可伸缩外壳早期原型制造的理想选择。

但由于柔性丝材在挤出过程中即使处于熔融状态也会保留部分拉伸特性，FDM 3D 打印柔性材料时常常会出现打印质量问题。诸如悬垂和桥接等设计特征容易导致拉丝、表面凹凸不平、挤出机堵塞和机械性能差等问题。

由于 FDM 3D 打印部件在 Z 轴方向不具备化学各向同性，层与层之间在受力伸长时可能会剥离。如果部件的应用场景涉及反复拉伸与回弹，这种层间分离往往会导致部件失效。

另外，挤出机在运行过程中若出现任何抖动或偏离预设路径的情况，都会对柔性丝材的定型产生负面影响，相比刚性丝材，柔性丝材更容易出现附着力不足的问题，因此用户需注意打印机必须保持绝对稳定，且喷嘴和挤出机应缓慢移动，为柔性丝材留出充足的挤出和定型时间。

大多数 FDM 3D 打印机都兼容某种类型的柔性丝材。若要筛选更适合柔性材料的 FDM 打印机，建议参考以下几个关键指标：挤出机高加热温度可达 220℃ 左右、配备加热打印床、采用直驱挤出机（可减少拉丝现象）、具备可控进料速率（以调整柔性丝材的挤出速度）以及冷却风扇。

2. 热门 FDM 3D 打印用柔性丝材对比

所有柔性 3D 打印丝材均可归类为热塑性弹性体(TPE)，受热后会改变形态，并表现出弹性特性，不过 TPE 也可指代特定类型的丝材。以下是五种最常见的柔性 3D 打印丝材：

二、使用柔性材料进行树脂 3D 打印

树脂 3D 打印机（如立体光固化 (SLA) 3D 打印机）使用激光或其他光源将液态树脂逐层固化，可提供多种柔性 3D 打印材料选择。

树脂 3D 打印机制造商大多自行制造材料，因此不同于 FDM 3D 打印柔性丝材，这些材料并不易于识别和分组。尽管如此，各类柔性树脂材料仍具有相似特性和打印注意事项，并能广泛应用于众多行业的不同场景中。

1. 使用柔性树脂进行 3D 打印的利弊

目前市场上有数十种专门针对不同应用设计的柔性树脂，其硬度范围广泛，从接近工业硅胶成型的软硬度材料，到更接近硬橡胶的高硬度材料应有尽有。

由于树脂打印机使用光源固化液态树脂，各层之间在各个方向上均形成化学键合，这意味着部件具有各向同性的机械性能，不同于 FDM 部件容易沿 Z 轴方向剪切开裂。树脂 3D 打印部件还具有防水性和气密性，可用于水下机器人应用中的密封件和垫圈、燃料测量仪以及其他需要打印复杂管材等部件要求较高的场合。

该工艺还可实现平滑的表面光洁度、层线极少或几乎不可见，以及极高的准确性和精确度。柔性 3D 打印树脂是功能性原型制造、过渡或自定义成品部件生产，以及对公差要求严格的夹具、固定装置和模具制造部件等应用的理想选择。

柔性树脂 3D 打印的一个缺点在于打印部件对紫外线更敏感，而且与其他柔性 3D 打印材料类似，其操作难度高于坚硬树脂。

树脂 3D 打印的材料可用性在很大程度上取决于打印机的类型。对于 FDM 3D 打印机，不同类型的打印机可以使用通用类型的塑料，而与此不同，SLA 打印机制造商通常会自行配制并开发专有材料。

三、使用柔性粉末进行 SLS 3D 打印

选择性激光烧结 (SLS) 是指粉末床熔融 3D 打印工艺，即激光逐层融合粉末颗粒。未使用的材料在打印过程中支撑部件，因此您可以创建复杂的互连设计，而无需支撑结构。与 FDM 3D 打印一样，SLS 3D 打印制造商提供的粉末都是工程界熟知的粉末，如尼龙和 TPU。

1. 使用柔性粉末进行 3D 打印的利弊

使用Formlabs Fuse 系列和TPU 90A Powder打印的鞋底。

采用 SLS 粉末打印柔韧、坚固的复杂几何部件，优势显著。粉末床的自支撑特性使其可以在没有支撑结构的情况下打印部件，从而加速后处理过程，并有可能实现 SLA 或 FDM 技术难以打印的形状。以 Fuse 系列为代表的 SLS 生态圈可以回收粉末，从而提高效率，降低单件成本。

柔性 SLS 粉末强度高、韧性强且极其耐用，可用于制造汽车、航空航天或医疗器械制造等行业的最终消费品或工业级部件。此外，SLS 打印的部件在层间相互机械粘合，因此柔性 SLS 部件不会沿着层线断裂。

不过，SLS 3D 打印的一些局限性在柔性粉末打印中同样存在。SLS 3D 打印机在实现极低邵氏硬度材料方面能力有限，因此弹性范围较之传统制造工艺更小。打印部件的表面光洁度也略显粗糙，但使用后处理解决方案可以轻松改善这一问题。

多数 SLS 打印机制造商至少会提供一种适配其 SLS 技术的柔性材料。但并非所有制造商都支持材料切换，或为切换材料提供相应的工作流程指导。

目前市面上的 SLS 粉末多为不同版本的尼龙材料，虽不推荐但通常可实现这类材料之间的切换。但在尼龙类材料与 TPU 粉末之间切换则通常不可行。

来源：Formlabs

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1、议题方向

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