3D打印中的ABS塑料

魔猴君  知識(shí)堂   113天前

ABS或丙烯腈丁二烯苯乙烯是業(yè)內(nèi)相當(dāng)常見的熱塑性聚合物，主要以其良好的低溫抗沖擊性和輕質(zhì)而聞名。ABS塑料在3D打印市場上也很受歡迎，經(jīng)常與PLA相比。它最常用于FFF工藝，但它也可以以樹脂形式提供，這使得它可以用于光聚合。在下面的指南中，我們將詳細(xì)介紹ABS，包括其生產(chǎn)和性能、3D打印工藝、應(yīng)用、主要制造商和價(jià)格。

ABS的生產(chǎn)及特點(diǎn)

ABS是最早用于工業(yè)3D打印機(jī)的塑料之一，于1990年左右開發(fā)。這種熱塑性聚合物被稱為“三元共聚物”，即由三種不同單體合成的聚合物。在這種情況下，它通常是通過丙烯腈和苯乙烯在聚丁二烯存在下聚合獲得的——通常為20%丙烯腈、25%丁二烯和55%苯乙烯，因此得名ABS。因此，可以通過控制這些比例來改變ABS的性能；例如，苯乙烯賦予ABS剛性和光澤，而丁二烯賦予其抗沖擊性和低溫性能。

ABS因其特性而成為工業(yè)中流行的塑料（照片來源：Adreco Plastics）

重要的是要記住，ABS是由石油制成的，而PLA是由玉米淀粉等自然資源制成的。這經(jīng)常引起行業(yè)可持續(xù)性的問題，但ABS實(shí)際上是可回收的，盡管它沒有被回收中心廣泛接受。就環(huán)境問題而言，這可以被視為一個(gè)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡m然PLA在技術(shù)上是可生物降解的，但只有在正確的條件下才會(huì)出現(xiàn)這種情況，這就提出了它是否真正環(huán)保的問題。

在性能方面，ABS塑料具有良好的剛性和高抗沖擊性，同時(shí)保持輕質(zhì)且價(jià)格實(shí)惠，使其成為3D打印市場上的熱門材料。此外，它具有耐化學(xué)品和耐熱性，非常適合更多工業(yè)應(yīng)用，我們將在本文后面看到。

3D打印中的ABS塑料

如前所述，ABS有長絲和液體樹脂兩種形式-我們將重點(diǎn)關(guān)注前者。因此，這種熱塑性塑料有直徑為1.75毫米或2.85毫米的長絲形式，并有多種顏色。盡管ABS比PLA更難打印，但由于其耐沖擊和耐高溫（-20°C至80°C），ABS仍然是3D打印專業(yè)人士中非常受歡迎的材料。它是不透明的，提供光滑、有光澤的表面，并且可以使用丙酮進(jìn)行化學(xué)焊接。

由于ABS的熔化溫度約為200°C，建議使用230至260°C之間的擠出溫度。此外，必須使用加熱打印板（80至130°C之間）。事實(shí)上，它是一種與空氣接觸時(shí)會(huì)收縮的塑料，因此，如果它不在加熱的板上，它就會(huì)變形并從板上分離：我們稱之為翹曲。對(duì)于大件，甚至建議使用特殊的粘合劑，例如Kapton或粘合漆。最后，推薦使用封閉式外殼的3D打印機(jī)，原因有兩個(gè)：首先，為了用戶的安全，因?yàn)锳BS塑料會(huì)散發(fā)出可能對(duì)用戶造成危險(xiǎn)的顆粒，而且還因?yàn)槭褂肁BS時(shí)，溫度控制至關(guān)重要。為了成功打印并避免纏繞、破裂和分層（層分離）等問題，加熱室有助于保持恒定的溫度。

需要加熱板以避免翹曲現(xiàn)象

盡管ABS比PLA或PETG等材料更難打印，但它仍然比其他廉價(jià)的工程熱塑性塑料更容易打印。然而，如前所述，控制室內(nèi)、床上、甚至整個(gè)房間的溫度對(duì)于避免打印失敗至關(guān)重要。另請(qǐng)記住，ABS是一種必須保持干燥的材料，因?yàn)樗鼤?huì)吸收空氣中的水分，這將使打印變得更加困難。

就打印介質(zhì)而言，ABS可以輕松地與HIPS一起打印，HIPS是一種具有相同壓板和擠出溫度的材料。該材料可快速溶解在D-檸檬烯（一種檸檬基溶劑）中。

使用這種熱塑性聚合物進(jìn)行打印總體上幾乎不需要后處理，這是節(jié)省復(fù)雜零件生產(chǎn)時(shí)間的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。然而，對(duì)于那些感興趣的人來說，ABS有多種后處理選項(xiàng)。除了去除已經(jīng)提到的支撐之外，由于其更啞光的效果，它還可以進(jìn)行涂漆。與其他材料相比，它也很容易加工，例如可以打磨或銑削。最后，對(duì)ABS進(jìn)行后處理的一種常見方法是用丙酮蒸氣對(duì)其進(jìn)行平滑處理，以獲得光滑的表面。

ABS塑料的主要用途

正如我們提到的，ABS的主要優(yōu)點(diǎn)之一是它是一種技術(shù)性更強(qiáng)的材料。因此，它的應(yīng)用也往往更加工業(yè)化。例如，它在注塑成型中很流行。它也存在于家用電器領(lǐng)域，也存在于船體、裝飾件、玩具，當(dāng)然還有著名的樂高積木中。

在增材制造方面，其他常見用途包括原型設(shè)計(jì)、齒輪甚至模具，因?yàn)樗绕渌?xì)絲更能抵抗物理應(yīng)力。此外，除了其耐化學(xué)性和耐熱性之外，其電絕緣特性也使其對(duì)那些希望制造電氣元件以及儀表板或保險(xiǎn)杠等汽車零件外殼的人具有吸引力。它也非常適合戶外應(yīng)用，因?yàn)樗粫?huì)在陽光下或隨著時(shí)間的推移而變形。

樂高積木由ABS制成

材料主要生產(chǎn)廠家及價(jià)格

如今，許多廠商都提供長絲形式的ABS塑料；其中主要的供應(yīng)商包括歷史悠久的供應(yīng)商Stratasys、中國的Esun，還有UltiMaker、FormFutura、Innofil3D等。有多種顏色可供選擇，價(jià)格根據(jù)品牌不同在15歐元到60歐元之間。

請(qǐng)注意，ABS中添加了添加劑的負(fù)載長絲：您可以找到基于碳纖維或芳綸纖維（更廣為人知的名稱為Kevlar）的ABS。例如，這些纖維可以減少ABS的翹曲現(xiàn)象，從而提供更高的精度。就其本身而言，碳增強(qiáng)了材料的初始機(jī)械性能。這些技術(shù)含量更高的材料通常更昂貴并且具有不同的打印參數(shù)。

來源：3dnatives