任何产品的制造，不仅需要能够良好运行的制造设备，制作所用的材料也是息息相关。在3D打印使用的材料中，塑料与其它材质比较，塑料具有加工温度低、便宜、种类多的特性，所以应用范围才会比较广泛。方兴未艾的3D打印技术发展，设备与材料的发展，关系也是相当密切，两者相辅相成。

如最早的3D打印制造技术，是由美国3D Systems公司约在1988年提出的光固化成形(Stereolithography Apparatus；SLA)法，使用的材料为液态的光硬化树脂；1990年美国Stratasys开发的熔融沈积法(Fused Deposition Modeling；FDM)，则是将丝状的聚合物或蜡(wax)以细小的喷嘴喷出；1991年美国Helisys开发的薄片叠层法(Laminated Object Manufacturing；LOM)，则是以纸张为原材。 

美国德州大学奥斯汀分校(University of Texas-Austin)则是开发出选择性雷射烧结(Selective Laser Sintering；SLS)技术，材料可为聚氯乙烯(polyvinylchloride)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酯(polyester)、聚氨酯(polyurethane)、ABS、尼龙(nylon)、精密铸造的蜡等粉末，成本比SLS法的液态树脂低，DTM也已将其商品化并销售机器，其特点就是提高材料的选择性。

由于材料的发展会影响3D打印技术的发展，要深入了解3D打印技术，并掌握应用的秘诀，打印原理与材料的关系，都需要加以熟悉。热熔技术原理，主要是透过喷嘴喷出热熔材料，然后在成型平台完成制作过程，因为射出温度高，所以整个过程都要能够耐热。

此外，由于3D打印设备的喷嘴孔非常小，材料要有流动性，才能快速喷出。熔融材料的流变可说是影响3D打印质量的关键，材料如果流动的不稳定，可能会造成第一层及第二层在成型时出现堆叠的误差，自然就会影响成品质量。

由石油提炼出来的ABS(Acrylonitrile-butadine-styrene)，是3D打印相当常见的材料。ABS是由丙烯腈、丁二烯及苯乙烯这3种单体的聚合，产生具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯—丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相，ABS塑料原料的特性，主要取决于3种单体的比率及两相中的分子结构。

每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度，使用者可以透过调整不同的单体，调整弯曲强度、弹性率等特性。

PLA(聚乳酸纤维)则具备生物基的特性(可从玉米淀粉提炼)，不是从石油提炼，且于自然界中可生物分解，对环境的冲击，相对于其它材料要比较友善，PLA还具有低收缩率、有透明度及生物兼容性，而且流动性非常好，也因此成为3D打印的热门材料。

尼龙(Nylon)是一种强大而灵活的工程塑料，在化学上属于聚醯胺类物质，耐冲击性大，耐磨耗性最优秀，具有自己润滑的特性，耐热性佳，高温使用下不易热劣化。有良好之防火特性，最小层厚为1mm，自然色彩为白色，但制作者可以很容易的添增色彩。

至于尼龙与3D打印技术的关系，尼龙在加热后，黏度的下降会比较快，因此从3D打印喷嘴喷出来时，比较容易流动。尼龙系列很多，其中又以尼龙6最常使用，因其具有高熔点特性，耐热性佳，不易加热熔解，制作出来的成品在高温下，材质也不易产生变化。

玻璃纤维补强尼龙(Glass filled polyamide；PA-GF)的特性，则是使用PA粉末填充玻璃颗粒(PA-GF)，具有更高的耐热性，通常用于需要负荷较高温度的功能测试项目；耐冲击聚苯乙烯(High impact polystyrene；HIPS)的材质比较硬，耐冲击强度高，更具有低残留单体量、耐热性佳、底色稳定、良好加工性及高流动性等特色。

聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)是一种非晶体工程材料，具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC有很好的机械特性，但流动特性较差，因此这种材料的注塑过程较困难。在选用何种质量的 PC材料时，要以产品的最终期望为基准。如果塑件要求有较高的抗冲击性，那么就使用低流动率的PC材料；反之，可以使用高流动率的PC材料，这样可以优化注塑过程。

聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol；PVA)则是一种水溶性材料，可以被生物分解，主要是充当3D打印时的支撑材料用。分类上可以分为完全碱化及部分碱化，应用时要考虑水温高低。因其对热的敏感性高，加工温度或螺杆组态如果没有调整好，材料就可能容易裂解。

Alumide则是用尼龙混合铝粉所制成的材料，它采用逐层烧结的方式将铝粉凝固，材料纹理较为粗糙，有近似水泥或石材的质感，另一种经打磨的尼龙混合铝粉材料，比原先的平滑一些，可以让打印出的成品有金属的质感，具有铝的颜色，适合打印珠宝及饰品。

热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer；TPE)则可依化学组成，分为苯乙烯系弹性体(Styrenic；TPS)、聚烯烃系弹性体(Olefinic；TPO)、聚胺基甲酸酯系弹性体(Urethane；TPU)、聚酯系弹性体(Ester；TPEE)及聚醯胺系弹性体(Amide；TPAE)。

TPE因为具有高弹性特色，所以比较不好加工，如TPU即较为耐磨，但不耐紫外线光，因此用TPU制成的成品，容易会有黄化现象，同时也有相当不错的耐温范围，但在耐低温(最低-20°C)的表现还不错，耐高温(80°C)就比较差一点。

树脂(Resin)则是由液态光致聚合物(Photo polymeric liquid)制得，细节表现极佳且有平滑表面，但因为是刚性材料，模型通常较适合用于展示，不适合作为功能性用途。

3D打印材料与设备之间要好好搭配设计，要跟设备配合，整体一起销售，产品才能走出差异化。一般而言，3D打印材料倾向选择硬度比较软、流动速度比较快，熔点温度比较低，要掌握3D打印材料，就要掌握材料配方，如只要能掌握合胶或复合材料，就可以延伸更多制造领域，而添加剂更是3D打印材料发展非常重要的方向，如添增滑剂，可能会让3D打印的成品，出现与现在很不一样的产品，因而影响3D打印技术的走向。