探索 FDM 在柔性 3D 列印中的潛力

什麼是柔性 3D 列印？

「柔性 3D 列印」一詞指的是利用具有彈性、可壓縮、彎曲或拉伸的材料來製造三維物品的技術。

FDM 3D 列印

柔性 FDM 3D 列印採用熔融沉積成型（FDM）技術，以柔性且具彈性的材料打造三維物件。透過讓 FDM 印表機適配柔性線材，如熱塑性彈性體（TPE）或熱塑性聚氨酯（TPU），即可產生不同程度的柔性與耐用度。此能力適用於軟性機器人零件、穿戴式裝置、功能性原型，以及其他需要柔性與變形容忍度的應用。

FDM 3D 列印熱門柔性線材比較

在比較常見的 FDM 柔性線材時，有幾款特別突出。

· TPU（熱塑性聚氨酯）

在 FDM 3D 列印領域，TPU 是非常受歡迎且常用的柔性線材，以其優異的彈性與耐用度聞名，適合需要強度與柔性的應用。TPU 的一大優點是層間附著力佳，可確保成品堅固可靠。

TPU 線材在列印時收縮率低，降低變形或翹曲的風險。其高抗衝擊性亦適合可能承受應力或衝擊的功能件。此外，TPU 線材有多種硬度可供選擇，可依需求與喜好調整。

· TPE（熱塑性彈性體）

TPE 是另一種柔性線材，結合了橡膠與塑膠的特性，具備良好的彈性、柔軟度與柔性。TPE 線材層間黏合佳，且相對容易列印。

· TPC（熱塑性共聚酯）

憑藉獨特性能，TPC 線材成為柔性 3D 列印的熱門選擇。TPC 由聚酯與聚醚成分結合而成，具備出色的耐化學性與高溫性能，適合需接觸多種化學品且長期保持柔性的應用。

TPC 線材不僅柔性佳，亦非常耐用，使成品能經久使用。憑藉柔性、耐用與耐化學等特性，TPC 可應用於消費品、汽車與電子等多種產業。

· FLEX（柔性 PLA）

FLEX 是一種在 PLA 中加入柔性添加劑的專用線材，與 TPU 或 TPE 等高度彈性材料相比，更易列印，同時兼顧剛性與柔性。

雖然 FLEX 線材的彈性不如 TPU 或 TPE，但仍提供足夠的柔性，適用於多種情境。當需要在剛性與柔性之間取得平衡時，FLEX 常被選用，既提升列印便利性，又保留成品的一定彈性。

· NinjaFlex

NinjaFlex 是知名且廣受推崇的柔性線材品牌，以其卓越的拉伸性與彈性著稱。其優異的層間附著力可實現細節豐富的柔性成品。

NinjaFlex 線材提供多種鮮豔色彩，利於客製化與創意發揮。此外，NinjaFlex 有多種硬度可選，讓使用者依應用需求調整柔性。整體而言，NinjaFlex 是尋求高品質柔性線材者的熱門選擇。

FDM 技術用於柔性列印的優勢與限制

FDM 柔性列印的優點

· 多用途

利用 FDM 柔性列印可製作不同柔性與強度的物品，適用於穿戴式裝置、醫療設備、軟性機器人零件及功能性原型等多種應用。

· 客製化

FDM 柔性列印在設計過程中提供客製化與反覆運算的優勢。設計師可透過調整列印溫度、填充密度、層厚等參數，輕鬆改變物件的柔性。

此程度的控制帶來更多功能性與設計自由度，使成品精確符合專案需求。不論需要更高彈性或增加剛性以維持結構完整性，FDM 柔性列印都能讓設計師調整並最佳化設計，提升其適應性與多樣性。

· 層間附著力強

FDM 技術以層間附著力強著稱，對柔性物件尤為重要。強大的層間結合確保柔性成品在彎曲、拉伸與變形時仍保持完整性與預期柔性，使成品更可靠耐用。

不論是穿戴式裝置、軟性機器人零件或其他柔性原型，強層間附著力都能讓成品承受應用中的各種挑戰，提升整體性能。

· 操作簡便

· 成本效益

· 材料取得容易

FDM 柔性列印的缺點

· 複雜設計難度高

FDM 柔性列印難以精確複製細節繁複的設計，柔性線材可能無法保持精確幾何形狀，導致複雜結構變形或不一致。

相較於剛性線材，成品精度與細節可能較低。設計師在處理高度複雜設計時需考量這些限制，必要時調整期望或尋求其他列印方式。

· 易出現牽絲與滲料

這些問題在柔性線材中比剛性材料更常見。牽絲是指在列印特徵間形成細絲，滲料則是在不應有材料的地方出現堆積或滴落。

這些問題會降低列印品質，需額外後處理如剪除多餘絲材。雖可透過調整回抽溫度等參數減少，但仍可能發生，需列入規劃與後處理考量。

· 柔性範圍有限

· 列印速度受限

應用

FDM 柔性 3D 列印在各行業有眾多應用，是一種可客製化且多用途的工具。設計師可利用 FDM 柔性列印製作含柔性元件的功能原型，在量產前測試與優化設計。

在醫療領域，FDM 柔性列印可製作個人化矯具、義肢及需舒適與柔性的穿戴式醫療裝置；汽車產業則用於柔性墊片、密封件與減震零件。

機器人領域中，FDM 柔性列印可製作模擬自然運動的軟性機器人零件；時尚產業則用於個人化配件、鞋款與穿戴裝置。航太、教育及藝術設計等領域亦可見 FDM 柔性列印的應用。透過 FDM 製造柔性物件，為各產業開啟耐用、彈性與客製化柔性解決方案的大門。

結論

總結而言，FDM 柔性 3D 列印是一種多用途技術，可應用於時尚、機器人、醫療、汽車零件及原型等領域，提供客製化與設計自由度，但也存在複雜設計難度高、牽絲與滲料等限制。然而，隨著材料、硬體與軟體的持續進步，其能力與應用範圍將不斷擴大。