摘要
PETG作为一种高性能3D打印材料，在工业级应用中展现出显著优势。其兼具高强度、高韧性和优异的耐化学性，适用于航空航天、汽车制造及电子电器等领域的结构件和功能部件。通过碳纤维、石墨烯等改性技术，PETG的力学性能得到进一步提升。尽管存在吸湿性强、表面易划伤等挑战，但通过工艺优化和材料处理可有效解决。PETG正推动工业制造向轻量化、功能化方向发展，成为制造的重要材料选择。
产品介绍
随着3D打印技术从原型制作走向功能性终端零件制造，材料性能成为核心制约因素。在众多材料中，PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯-共-1,4-环己烷二甲醇酯）凭借其独特性能优势，正成为工业级应用的新宠。
01 PETG性能优势，衡强度与打印友好性
PETG在工业级3D打印中备受青睐，源于其出色的机械性能和打印友好性。相比PLA和ABS等传统材料，PETG具有更高的强度和韧性，使其能够制造耐用的零件和工具，特别适用于需要承受压力和外力的结构件。
PETG对多种化学物质具有良好的耐受性，包括酸、碱等腐蚀性物质，适用于医疗、食品包装等特殊环境。其低翘曲性使打印过程更为稳定，减少了大型或复杂形状打印失败的风险。
PETG还具备较高的透明度，透光率达90%，适合制作透明或半透明部件，如灯具外壳和透明容器。
02 工业应用广泛，多领域展现价值
PETG材料在多个工业领域展现出广泛应用价值。在航空航天和汽车工业中，PETG-CF（碳纤维增强PETG）材料被用于制造轻量化结构件、机械臂部件和功能测试模型。
电子电器领域利用其耐高温特性制造外壳、精密结构支架和散热组件。半导体工业则使用具有静电消散特性的PETG ESD材料制造电子设备外壳和夹治具，防止静电积聚。
PETG的耐候性和抗紫外线能力使其成为户外3D广告字体打印制作的理想选择。在创意设计领域，PETG碳纤材料提供的哑光磨砂质感和多色选择，满足了高精度模型和艺术装置的美观性需求。
03 改性研究进展，提升性能扩展应用
PETG材料的改性研究取得了显著进展。碳纤维增强是提升PETG性能的有效途径之一。研究表明，PETG-CF的弯曲模量达到2500MPa，相比普通PETG材料提升203%，弯曲强度提升190%。
填充密度对力学性能贡献度最高（85.70%-95.94%），是性能主宰者。石墨烯增强是另一研究方向。将石墨烯引入PETG材料体系，最高抗拉强度达到69.1MPa，平均杨氏模量提升至735.6MPa。
采用多准则决策方法优化FDM工艺参数，解决了传统“试错法”效率低下的问题。与聚碳酸酯（PC）共混也是改善PETG性能的有效方法。研究表明，当PETG/PC配比为1:1时，可制得力学性能优异的3D打印耗材。
04 打印参数优化，关键工艺影响性能
工业级PETG打印需要精细的参数控制。打印温度是关键因素，普通PETG耗材打印温度一般为220-260℃。
对于碳纤维增强PETG，打印温度建议设置为240-260℃，热床温度75-90℃。层高选择影响打印质量和强度，一般设置在0.1mm-0.25mm之间。
填充密度是决定力学性能的关键因素，对极限抗拉强度、断裂应变、弹性模量和韧性模量的贡献分别高达85.70%、34.35%、95.94%和82.67%。
冷却设置也至关重要。打印起初几层时，建议将打印平台加热到80℃，关掉冷却扇。如果各层不在一起，需要降低风扇速度或提高打印温度。
05 挑战与解决方案，应对材料局限性
PETG材料也面临一些挑战。较强的吸湿性可能导致打印过程中出现气泡或层间粘接不良。解决方案是存放在干燥环境中，并在使用前进行烘干处理（65℃烘干≥8小时）。
PETG材料表面较软，容易划伤，在一些高接触应用中需要特别注意表面保护。虽然比ABS材料的收缩性要小，但在较大打印物件中仍然可能出现一定的尺寸变形。
选择合适的打印机配置也很重要。由于碳纤维颗粒会加速喷嘴磨损，建议使用硬化钢喷嘴。打印速度一般设置在30-60mm/s，最上面和最下面几层打印速度慢一点（10-15mm/s）以保证粘合质量。
随着改性技术不断进步，PETG与碳纤维、石墨烯等材料的复合应用正拓展其工业应用边界。4D打印智能构件开发[CITATION:7]等创新研究，为PETG在航空航天执行器和自适应工业部件的智能设计开辟了新途径。
未来，随着材料改性技术的持续创新和打印工艺的进一步优化，PETG有望在工业级3D打印领域扮演更加重要的角色，为制造业数字化转型提供强大支撑。
