3D 列印材料選擇介紹
前言
最近有許多社團成員詢問我關於代工的 H1 - Case for Heltec V3 running Meshtastic 為何僅提供 ABS 材質選項，以及是否有其他材質的選擇。針對這些問題，我在此做一個統一回應。
首先，讓我們先來了解一下常見的 3D 列印材質特性。以下是 PLA、PETG 和 ABS 的物性比較表，取自於 3D SpiderMaker：
| 屬性 | ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯) | PLA (聚乳酸) | PETG (聚對苯二甲酸乙二醇酯) |
|---|---|---|---|
| 抗拉強度 | 40.2 MPa | 7.6 MPa | 35 MPa |
| 拉伸率 (韌性) | 20% | 4.3% | 193% |
| 彎曲強度 (強度) | 60.8 MPa | 107.4 MPa | 67 MPa |
| 彎曲彈性模數 (剛性) | 2157 MPa | 3265 MPa | 1800 MPa |
| 熱變形溫度 | 96 ℃ | 55 ℃ | 71 ℃ |
| 耐衝擊強度 | 19 kg-cm/cm | 3.2 kg-cm/cm | 7 kg-cm/cm |
基於上表總結如下：
抗拉強度 - 數據越低越脆： ABS > PETG > PLA
韌性 - 承受彈性和塑性變形能力：PETG > ABS > PLA
強度 - 承受負荷不被破壞能力：PLA > PETG > ABS
剛性 - 抵抗變形能力：PLA > ABS > PETG
耐熱性：ABS > PETG > PLA
耐衝擊性：ABS > PETG > PLA
目前我在代工中提供的材質有 PLA、PETG、ABS 和 TPU。然而，針對 H1 - Case for Heltec V3 running Meshtastic，我僅推薦使用 ABS，主要原因如下：
設計強度
H1 - Case for Heltec V3 running Meshtastic 本身是一個出色的外殼設計，非常的好看，就一個產品來說，如果採用的是射出成形，完全沒有問題，但是如果採用的是 3D 列印技術，卡榫的結構強度就存在潛在問題。
從3D 側視圖來看，兩側卡榫設計，設計師採用梯形設計，確實可以大幅強化卡榫與本體連接的結構強度，但是在壁身的彎折處，卡榫突出處並未覆蓋至彎折處，這會形成機構弱點。
此外壁身最薄處約0.85mm，以 3D Printer 來說如果採用 0.4mm 的噴嘴僅僅只有 2條線寬，當卡榫進行組裝，外加應力會施予剪力，當材料使用未具有足夠的韌性及拉伸強度，就很容易直接斷裂，而 PETG、ABS 的抗拉強度和韌性能有效避免因應力導致的斷裂。
依據我打樣測試結果如下 (僅供參考)
PLA: 拆裝 6 次，卡榫斷裂
PETG: 拆裝 20 次，卡榫未斷裂
ABS：拆裝 20 次，卡榫未斷裂
耐衝擊性
作為手持設備，H1 外殼需具備高耐衝擊性。ABS 的耐衝擊性能遠高於 PETG，因此是最佳選擇。
結論
然而，ABS 也有其缺點，如色彩選擇較少，列印過程中會產生有毒氣體等等。因此，對於不同需求的材質選擇，我提供以下建議：
- 若希望產品具有豐富的色彩搭配：PLA > PETG > ABS
- 對於手持裝置使用，需耐摔、耐衝擊的結構件：ABS > PETG > PLA
- 若需在色彩與機械性能間取得平衡：PETG 會是良好的選擇