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深度解析3D打印机材料ABS塑料在生产中的应用

深度解析3D打印机材料ABS塑料在生产中的应用

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【摘要】:
ABS塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。ABS塑料是最早使用在FDM3D打印机上的一种3D打印材料,由于其性能稳定,价格便宜,深受3D打印机行业用户的喜爱。A使其耐化学腐蚀、耐热,并有一定的表面硬度,B使其具有高弹性和韧性,S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。 ABS塑料的外观为不透明呈象牙色的粒料,五毒、无味、吸水率低并具有90%的高光泽

ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物,ABS塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。ABS塑料是最早使用在FDM 3D打印机上的一种3D打印材料,由于其性能稳定,价格便宜,深受3D打印机行业用户的喜爱。A使其耐化学腐蚀、耐热,并有一定的表面硬度,B使其具有高弹性和韧性,S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。

 

ABS塑料的外观为不透明呈象牙色的粒料,五毒、无味、吸水率低并具有90%的高光泽度。ABS塑料的颜色种类很多,主要有象牙白、蓝色、玫瑰红色、黑色等,广泛地应用于不同领域,如模型制造、汽车、仪器仪表、电子电器等。

 

ABS塑料的性能

1、一般性能

弘瑞3D打印机 Z600能够打印出高质量ABS塑料模型

ABS塑料是一种综合性能良好的树脂,在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度,热变形温度比PA、聚氯乙烯(PVC)高,尺寸稳定性好。ABS熔体的流动性比PVC和PC好,但比聚乙烯(PE)、PA及基苯乙烯(PS)差,与聚甲醛(POM)和耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)类似。ABS塑料的触变性优越,适合FDM 3D打印机的使用。

2、力学性能

ABS塑料的冲击强度极好,可以在极低的温度下使用,即使用3D打印ABS塑料制作的零件被损坏,一般只是因为拉伸破坏而不会是冲击破坏;其次,ABS塑料在具有优良的耐磨性能、较好的尺寸稳定性的同时又具有耐油性,所以可用于中等载荷和转速下的轴承。

3、热学性能

利用弘瑞3D打印机制作的“李小龙”ABS塑料模型

ABS塑料属于无定型聚合物,所以没有明显的熔点,熔体黏度较高,流动性差,耐候性较差,紫外线可使其变色;热变形温度为70℃~107℃(85℃左右),而其制品经退火处理后热变形温度还可提高10℃左右。ABS塑料对温度、剪切速率都比较敏感,在-40℃时还能表现出一定的韧性,因此可在-40℃~85℃的范围内长期使用。

4、电学性能

ABS塑料的电绝缘性较好,并且几乎不受温度、湿度和频率的影响,可在大多数环境下使用。

5、环境性能

ABS塑料不受水、无机盐、碱醇类和烃类溶剂及多种酸的影响,但可溶于酮类、醛类及氯代烃,受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。

 

ABS塑料在3D打印机上的应用

弘瑞光固化3D打印机 L1

1986年,Charles Hull开发了第一台SLA 3D打印机,其后这项技术就得到了飞速的发展。随着3D打印机技术的不断成熟,这项技术越来越多地渗透到各个生产领域。

ABS塑料是FDM 3D打印机上最常用的热塑性塑料,但不能生物降解。ABS塑料良好的强度、柔韧性、机械加工性及抗高温性能常常使其成为工程师的首选3D打印材料。此外,它具有极好的耐磨性和抗冲击吸收能力。大多数ABS塑料存在的最大精度障碍是与3D打印机工作基板直接接触的打印表面易出现向上卷曲,这需要提前加热工作基板(一般50~110℃)以确保模型底部光滑、平整和洁净,以消除卷曲现象。研究发现,采用ABS塑料/丙酮混合物,或使用发胶喷枪能够避免打印表面产生卷曲。然而,在打印较大的物体时应小心3D打印模型冷却过程中由热应力所引起的翘曲变形。