如何選出最佳的3D打印機金屬絲？

導讀：純金屬精確3D打印物體是一個十分吸引人的概念。只有使用合適的金屬 3D 打印機才能真正實現(xiàn)，而這又很昂貴，人們往往“望而卻步”。有調查顯示，純金屬3D打印的最低投資為 50,000 美元，通常在 100,000 美元及以上。通常需要使用特殊材料進行打印，并且需要一個非常昂貴的打印機來“完成”打印。如果您能接受與金屬相似但不完全是金屬的東西，那么可以選擇“金屬絲”。這是一個比較“經濟”的方法，可用于打印金屬物體。



什么是金屬絲？


△獅子雕像是用 Formfutura 的 MetalFil Classic Copper 打印的（來源：Formfutura）

金屬 3D 打印燈絲本質上是添加了一些金屬的普通長絲。這意味著它可以與普通的桌面 FDM 打印機一起使用（但可能帶有特殊的噴嘴）。金屬絲有多種材料，從銅和青銅到鐵和不銹鋼。金屬絲打印品更堅固，看起來類似于鑄造金屬。打印品還可進行正常的后處理，例如拋光等。

要注意，如果你想要一根帶有實際金屬的長絲，你需要搜索“復合材料”或“金屬填充”這個詞。注意若名稱中只有“金屬”的長絲，可能并不是你想找的東西，因為這可能只是表示具有金屬色或光澤的長絲。

還要知道，盡管制造商可能會列出其長絲中金屬的百分比，您要能夠分辨這個百分比是體積還是重量； Formfutura 的 Classic Copper 長絲具有“80% 的銅填充”。然而，考慮到 3 g/cm 3 的規(guī)定密度（介于 PLA 的 1.25 g/cm 3和銅的 8.96 g/cm 3之間），這顯然是一個重量百分比，體積百分比接近 30% 。

綜合考慮，有很多公司提供一系列具有不同類型和數(shù)量的嵌入金屬的 3D 打印機金屬絲。南極熊按照金屬的體積百分比的順序對金屬長絲進行了整理，在調研過程中還考慮了其他三個特性。在我們找到最好的長絲之前，讓我們快速了解一下金屬長絲的定價以及一些技巧。

價格


△更多的金屬通常意味著更多的錢（來源：Killer Robotics）

如前所述，使用金屬絲和使用工業(yè)金屬打印機之間的成本差異是天文數(shù)字。然而，與標準長絲相比，金屬長絲的成本至少是其兩倍，具體取決于金屬填充的數(shù)量和類型。

首先，標準PLA或ABS長絲通常以1公斤線軸形式進行售賣�？紤]到相應的價格，金屬絲有時看起來很劃算，但通常價格僅為500克或更少。如果你想嘗試不同的材料，你可以尋找低成本的“樣品”（比如100克的線圈）。

同樣，任何金屬都會增加其長絲的密度。這意味著，與 PLA 或 ABS 相比，相同重量的金屬絲線軸可能比您預期的要短。南極熊友情提示，請在購買時檢查長度規(guī)格。

打印提示


△金屬絲可能需要一些特別的設置（來源：Formfutura）

在開始使用金屬絲打印之前，請務必考慮以下事項：

●需要將噴嘴升級為不銹鋼、鍍鎳黃銅（更好的熱傳遞）或其他硬化合金，因為黃銅噴嘴因金屬磨損而磨損得更快。

●長絲應保持干燥并置于陰涼處，以減少水分暴露。使用金屬填充，特別是在較高百分比時，長絲可能會更脆，應小心處理。

●打印設置可能是一個挑戰(zhàn)。長絲中的金屬越多，就越難找到正確的設置以獲得良好的打印效果。必須考慮調整溫度、回縮和第一層厚度。

回到正題上，以下就是南極熊調研的金屬長絲，快來一睹為快吧！

一、Protoplant(10-15%)


△鋼填充長絲的處理前后（來源：Protopasta）

總部位于美國的 Protoplant 是金屬 3D 打印機長絲市場的早期參與者之一。他們的線材品牌 Protopasta 包括以下五種金屬 3D 打印線材：銅、黃銅和青銅填充的 HTPLA（可熱處理 PLA）以及鋼和鐵填充的復合 PLA。

對于 HTPLA 長絲，用熱（110°C 10 分鐘）處理打印物體會使它們變得更堅固和更硬。用戶可以從填充鐵的長絲上拋光打印件以露出金屬，然后使用水或醋基清洗劑來產生不同的老化效果。鑒于所有五種材料主要由 PLA 組成，密度范圍為 1.85 至 2.3 g/cm3，其金屬的體積百分比接近 10% 至 15%。

盡管 Protopasta 出現(xiàn)在許多消費者名單的首位，并且可能提供高質量的打印品，但它們的金屬混合物存在一些缺點。首先，線軸是紙板而不是塑料。雖然環(huán)保，但它們可能不會滾動得那么順利。其次，長絲很脆，必須小心處理。

●價格： 1公斤70-100美元

●線軸尺寸： 100g、500g、2kg

●噴嘴溫度： 185-230°C

●床溫：高達 60 °C

二、Ooznest (25-30%)


△來源：Ooznest

總部位于英國的Ooznest公司的誕生是為了讓大眾能夠使用RepRap項目，它專門從事家庭工程。銷售用于3D打印和CNC銑削的零件、材料和升級有助于實現(xiàn)用戶所需的任何東西的可行小規(guī)模生產。

Ooznest提供的長絲有兩種顏色可供選擇，“Penny Copper”和“Vikings Bronze”。建議對這兩種長絲進行后處理，尤其是拋光或氧化零件。這將有助于實現(xiàn)各種外觀，從閃亮的未來主義外觀到生銹的蒸汽朋克美學。

這兩種線材的密度為 3.39 和 3.41 g/cm 3時，金屬含量將在總體積的 25% 和 30% 之間。Ooznest 建議讓線軸遠離紫外線，以延長其保質期。

●價格： 1公斤約 72 美元’

●線軸尺寸： 500 克

●噴嘴溫度： 210°C

●床溫：高達 60 °C

三、Formfutura (~30%)


△一個經過處理的 MetalFil 花瓶（來源：Formfutura）

總部位于荷蘭的 Formfutura 生產和零售金屬 3D 長絲，提供“經典銅”和“古代青銅”兩種材質，據(jù)稱重量約為 PLA 的三倍。兩種材料均以 PLA 為基礎，密度接近 3.5 g/cm3。因此，每種金屬的體積百分比約為 30%。

●價格： 1 公斤約 72 美元

●線軸尺寸： 250 g、750 g、1.5 kg

●噴嘴溫度： 215-235°C

●床溫：高達 60 °C

四、ColorFabb (30-35%)



△來源：Adafruit Industries via YouTube

ColorFabb 于 2012 年在荷蘭成立，一直是制造金屬 3D 打印機線材的先驅。它于 2013 年推出了其首款商業(yè)化 3D 打印線材，并于 2014 年推出了 BronzeFill，其中含有真正的青銅粉末——這在當時是一項技術突破。

截至 2020 年，ColorFabb 擁有廣受好評的金屬注入 PLA 長絲產品組合，其中混合了金屬粉末，包括 BronzeFill、CopperFill 和 SteelFill。根據(jù)公司提供的基礎材料和密度，這些長絲包含 30% 到 35% 的金屬（按體積計）。

所有這些細絲幾乎可以與任何桌面 3D 打印機一起使用，并且打印的模型具有真實金屬物體的外觀和感覺。憑借激光燒結紋理和膚色以及啞光飾面，打印件可以進一步拋光、打磨和歸檔，以獲得更精致的最終外觀。

●價格： 1 公斤約 75 美元

●線軸尺寸： 750 g，1.5 kg＇

●噴嘴溫度： 190-220°C

●床溫： 55°C

五、Zetamix (99%)


△氧化鋯在保持強大強度的同時提供時尚的美感（來源：Nanoe）

Nanoe 的法國制造商 Zetamix 專門生產金屬復合材料。一旦零件被 3D 打印，所有 Zetamix 金屬材料都需經過一個“神奇”的步驟，達到接近 100% 的金屬含量。首先，脫脂將金屬顆粒與粘合劑聚合物分離。然后，在燒結階段，零件在熔爐中被加熱到剛好低于金屬熔點的溫度。

該公司的產品系列可填充氧化鋁、H13 鋼或 316L 鋼，提供白色和黑色氧化鋯變體。所有選項都具有相似的美感：純色啞光色調，根據(jù)所選材料具有不同的基色。由于在燒結過程中體積減小，最終結果與金屬鑄件的重量和感覺非常相似。就氧化鋯而言，Nanoe 還開發(fā)了一項專利技術，可以通過多種選擇對其進行著色。也許有一天我們會看到其中一些以細絲形式出現(xiàn)。線軸有 1.75 和 2.85 毫米直徑可供選擇，并直接從生產線真空包裝。

●價格： 1 公斤約 500 美元

●線軸尺寸： 500 克、1 公斤

●噴嘴溫度： 180-190°C

●床溫：最高 30 °C

六、巴斯夫 Ultrafuse 316L (⁓100%)


△使用 Ultrafuse 316L 打印的零件可以送去進行脫脂和燒結（來源：MatterHackers）

巴斯夫的 Ultrafuse 316L 燈絲以及下一款產品，令人印象深刻，但無論是在成本還是工作量方面，它們并不完全等同于上面的長絲。雖然 Ultrafuse 316L 長絲是一種金屬聚合物復合材料，其中含有高比例的 316L 不銹鋼，但最終產品幾乎是 100%的金屬。

這是怎么做到的呢？對于需要高強度的工業(yè)級零件，您可以在家中使用普通 FDM 3D 打印機打印出來的打印件進行額外處理。通過脫脂和燒結過程，聚合物從零件中去除，金屬焊接在一起，變得更加致密和緊湊。

這種燈絲僅提供不銹鋼材質，但有 1.75 和 2.85 毫米兩種寬度。鑒于初始金屬百分比較高，您可能會遇到床粘附問題，并且您的成品零件的燒結過程可能會收縮。MatterHackers 建議使用帶有 Dimafix 粘合劑的玻璃打印床，并將您的零件放大 120% 以解決這些問題。

●價格： 1 公斤約 155 美元

●線軸尺寸： 3 公斤

●噴嘴溫度： 230-250°C

●床溫： 100-120°C

七、Virtual Foundry(~100%)


△金屬打印品（來源：The Virtual Foundry via Facebook）

Virtual Foundry 的長絲是一種類似于巴斯夫 Ultrafuse 的產品。也就是說，在打印零件后，您需要將它們燒結以去除所有非金屬材料。除了一些現(xiàn)成的金屬絲外，該公司迄今已根據(jù)行業(yè)要求創(chuàng)造了30種不同種類的絲。除了標準直徑的金屬絲外，他們還銷售相同材料的顆粒。金屬3D打印材料包括鋁6061、青銅、銅、高碳鐵和不銹鋼316L。

●價格： 1 公斤 140-500 美元

●線軸尺寸： 500 克、1 公斤

●噴嘴溫度： 205-235°C

●床溫： 40-50°C

八、PrimaSelect 金屬


△拋光可以用這些材料創(chuàng)造奇跡（來源：PrimaSelect）

瑞典公司 PrimaSelect 提供青銅、銅和黃銅的金屬填充 PLA。燈絲的打印效果與使用的基礎聚合物非常相似。強烈建議使用硬化噴嘴，以盡量減少對內孔的磨損。最終的表面呈現(xiàn)出均勻的外觀，點綴著真正的金屬。雖然顏色可能不像純元素那樣有光澤和銅色，但在拋光后它會完全改變。

根據(jù)Thomas Sanladerer 的評論，這種混合物在懸垂上表現(xiàn)得非常好，但在橋接方面并不同樣好。在強度方面，金屬填料并不能提高材料的性能。因此建議僅用于裝飾性印花。PrimaSelect 建議使用 400 號砂紙或滾筒拋光最終部件并露出銅顆粒。請注意，較低的層高度將更容易后處理。不幸的是，此款材料沒有按體積計算金屬含量的官方數(shù)據(jù)。

●價格： 1 公斤約 67 美元

●線軸尺寸： 100 克、750 克

●噴嘴溫度： 210-235°C

●床溫： 高達 60 °C

九、Gizmo Dorks


△這種金屬填充的細絲會產生一些非常逼真的“雕像”（來源：Gizmo Dorks）

如果您正在尋找可靠的燈絲品牌，Gizmo Dorks 是一個不錯的選擇，因為它的產品范圍寬、質量高。他們提供兩種金屬填充的 PLA 長絲：銅和青銅。該公司聲稱這些細絲中的金屬百分比為 5%，但沒有任何額外信息，所以尚不清楚該值是指體積還是重量。

它們能生成精美的模型，由于金屬含量低，這種長絲應該是一種相對容易使用的長絲，而且價格也具有競爭力。

●Gizmo Dorks 價格： 1 公斤約 25 美元

●線軸尺寸： 1 公斤

●噴嘴溫度： 190-225°C

●床溫：最高 70 °C

十、BuMat


△BuMat 的常規(guī) PLA 是其金屬填充細絲的絕佳基材（來源：nicholaswells via Imgur）

BuMat 是一家美國制造商，擁有多樣化的長絲組合，包括柔性、高速 PLA 和金屬填充。根據(jù) BuMat 的說法，他們的金屬填充長絲是基于 PLA 的，含有 10% 到 12% 的金屬，但不確定這是指體積還是重量。該公司提供三種選擇：鋁、青銅或銅�；�礎 PLA 材料還堅持注入金屬的顏色，因此您的打印件看起來更具金屬感。

●價格： 1 公斤約 35 美元

●線軸尺寸： 1 公斤

●噴嘴溫度： 180-220°C

●床溫：未說明