Prusament PLA、PETG 與 ASA：詳細材料比較與測試

簡介

儘管市面上的熱塑性塑膠種類日益繁多，PLA、PETG 與 ASA 依然是 3D 列印中最廣泛使用的三種材料。每一種材料都具備獨特的優勢與取捨。本篇比較測試了 Prusament 線材在列印適性、機械性質、抗衝擊性與熱穩定性方面的表現，協助您為專案選擇最合適的材料。

包裝與定價

這三款 Prusament 材料皆以密封紙盒包裝，內含可重複密封的塑膠袋與乾燥劑。線材捲盤採用獨特的六角形鏤空設計，不僅減輕重量並降低運費，還能作為線材末端的固定點。每個捲盤皆標註製造日期、列印設定，並附有 QR code 以供追蹤與查詢品質控管資訊。

定價依材料而異。PLA 每公斤售價為 25 歐元，而 PETG 與 ASA 每捲售價皆為 30 歐元。然而，由於 ASA 的密度低了 15%，因此 ASA 捲盤僅重 850g 而非 1kg，這使得 ASA 的每公斤單價達到 35 歐元。若以長度計算，PLA 每公尺成本為 7.5 歐分，而 PETG 與 ASA 皆為 9 歐分。在美國，Prusament 可透過 Amazon 購買並享有 Prime 免運服務。

列印品質與外觀

這三種材料皆在 Original Prusa i3 Mk3s 上使用預設設定成功列印，無需調整參數。PLA 列印溫度為 215°C 並開啟 100% 冷卻風扇，PETG 為 250°C 並開啟 30-50% 風扇，ASA 則為 260°C 並開啟 20% 風扇。

所有材料在 55° 以下的懸垂表現皆良好，並於 65° 開始出現劣化。值得注意的是，ASA 在更陡峭的角度下仍能維持品質。拉絲與細節表現各材料相近，PETG 在細尖處的拉絲略多。PLA 在橋接表現最優，PETG 表現尚可，ASA 則最為困難。

3D Benchy 測試模型在三種材料上的表現皆相當出色。軍綠色 PLA 與曜石黑 PETG 呈現光澤表面，而橘色 ASA 則呈現霧面質感。PETG 出現輕微拉絲，ASA 的底部高度則有微小階梯，顯示其冷卻時收縮較大。ASA 的煙囪細節（通常對此類材料而言極具挑戰性）因開啟了冷卻風扇而列印得相當乾淨。

靜態強度與層間附著力

機械測試採用客製化掛鉤樣品，而非標準化的啞鈴型試片。水平掛鉤（平放列印）用於測試靜態強度，垂直掛鉤（直立列印）則用於評估層間附著力。

水平掛鉤測試結果顯示，PLA 在 73kg 時斷裂，且在極小變形後即發生突發性斷裂。ASA 在 57kg 時斷裂，表現出類似的脆性。PETG 強度最低，為 55kg，但展現出顯著的延展性，在斷裂前會大幅拉伸，而非突然斷裂。

垂直掛鉤測試揭示了層間附著力的差異。PLA 掛鉤平均在 40kg 時斷裂，為水平強度的 55%。PETG 掛鉤在 25kg 時斷裂，為水平強度的 46%。ASA 掛鉤僅在 17kg 時斷裂，僅為水平強度的 29%。此弱點反映了 ASA 偏好在無冷卻的加熱腔體中列印。當 ASA 在約 30°C 的封閉環境中測試時，斷裂負載提升至 20kg，改善了 20%。若要達到理想結果，則需要更高的腔體溫度。

剛性比較

剛性衡量的是抗變形能力，與強度不同。透過全實心長條進行三點彎曲測試，量化了各材料的彎曲模數。

PLA 展現出最高的剛性，為 3,300 MPa。ASA 以 2,300 MPa 居次。PETG 最具彈性，為 1,900 MPa，僅達到 PLA 剛性的 70%。當設計需要剛性的零件時，此差異至關重要。

抗衝擊性測試

由於材料性質取決於應變速率，衝擊行為與靜態強度有所不同。使用校準過的錘頭撞擊帶有缺口的 IZOD 衝擊試樣，並透過錘頭擺動高度的減少量來測量能量吸收。

PLA 吸收了約 8% 的錘頭動能，衝擊強度為 5 kJ/m²。PETG 吸收了 14%，衝擊強度為 8.6 kJ/m²。ASA 表現出顯著的韌性，吸收了近 30% 的能量，衝擊強度達到 18 kJ/m²。這超過了 PLA 三倍以上的抗衝擊性，以及 PETG 的兩倍以上。這種優異的抗衝擊性能使 ASA 在無人機機架等易受衝擊的應用中極具價值。

耐熱性與性能表現

溫度測試將負載樣品置於配備熱電偶的對流烤箱中，以測量軟化與失效點。

PLA 在 60°C 開始軟化，並於 65°C 完全失效。PETG 在 80°C 軟化，於 85°C 失效。ASA 展現出最佳的熱穩定性，在 110°C 軟化並於 120°C 失效，使其適用於接近沸水溫度的應用環境。

選擇合適的材料

沒有單一材料能在所有標準中皆表現卓越。PLA 依然是最容易列印且具備優異強度與剛性的材料，適用於大多數一般應用。其脆性與低耐熱性限制了其在易受衝擊或高溫環境中的使用。

與 PLA 相比，PETG 提供了更好的延展性與韌性，同時維持了合理的列印適性。然而，其較低的剛性以及相較於 PLA 有限的衝擊強度提升，使其在重量敏感的應用中較不理想。它在約 80°C 以下的環境中表現良好。

ASA 在需要熱穩定性、抗衝擊性與抗紫外線的嚴苛應用中表現亮眼。其較低的密度在強度重量比相當的情況下，比 PLA 更具重量優勢。其代價是在沒有加熱腔體的情況下層間附著力較差，且列印時氣味較重。

對於四軸無人機機架而言，PLA 提供了足夠的強度與剛性。ASA 則因其抗衝擊性、熱穩定性與較低密度而具備吸引力，儘管需要更謹慎的列印設定。若重量非關鍵因素，但需要額外的韌性與熱穩定性，則 PETG 是合適的選擇。

結論

來自這三個材料系列的 Prusament 線材皆能可靠地列印出優異品質。您的選擇取決於具體需求：若追求列印簡易與剛性，請選擇 PLA；若需要更好的韌性與熱性能，請選擇 PETG；若應用環境對衝擊與耐熱有嚴苛要求，則 ASA 是最佳選擇。在選擇這三種經過驗證的材料時，請務必考量您應用場景的機械與環境需求。