如何制作防水3D打印件？

魔猴君  知識(shí)堂   441天前

雖然3D打印部件有很多優(yōu)點(diǎn)，但它們通常不防水?；c(diǎn)時(shí)間對(duì)部件進(jìn)行防水處理，可以使它們的使用壽命更長(zhǎng)，并防止它們受到水的損害。而且，這只需要幾個(gè)簡(jiǎn)單的步驟。

很多人對(duì)"防水"的含義有誤解。基本上，防水和不透水是不同的。防水是指水不能滲入（和穿過）部件，而水密是指水既不能進(jìn)入部件，也不能從部件中流出。在實(shí)踐中，如果打印件會(huì)暴露在雨水或潮濕的氣候中，您可能希望它是防水的。至于它是否能保持不漏水則無關(guān)緊要。

例如，如果您要3D打印一個(gè)汽車零件（如保險(xiǎn)杠的一部分），就沒有必要讓它水密，但它應(yīng)該是防水的，以確保在反復(fù)雨淋的情況下仍能保持完好。另一方面，如果您打印的是一個(gè)水瓶，它應(yīng)該是水密的，以保持液體不流失。

在本文中，魔猴網(wǎng)將重點(diǎn)介紹如何對(duì)3D打印件進(jìn)行防水處理。我們將向您展示一些不同的方法，包括材料選擇、切片機(jī)設(shè)置、后期處理和測(cè)試。

一、材質(zhì)選擇

PLA、ABS、PP和PETG是防水印打印件的不錯(cuò)選擇（來源：Markforged）

有些材料比其他材料更容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和變形，從而導(dǎo)致部件不防水。如果一種材料對(duì)水有反應(yīng)，那么用這種材料制作的3D打印件在與水接觸或放置在潮濕環(huán)境中時(shí)很可能會(huì)變形。因此，選擇材料應(yīng)是您首先考慮的問題。

不過，這并不是唯一的步驟。雖然某些材料可能標(biāo)有防水標(biāo)簽，但用其制作的部件可能并不防水。

材料

如果要進(jìn)行FDM打印，您可能會(huì)考慮使用三種主要材料：PLA、ABS和PETG。聚丙烯（PP）雖然不太常見，但由于其防水性能，也是一種值得考慮的材料。讓我們來詳細(xì)了解一下它們。

聚乳酸（PLA）：并不是眾所周知的最防水的材料，但它確實(shí)能起到防水作用。只要與冷水而不是熱水接觸，它就能正常工作。

ABS：是一種出色的防水打印材料。部件在低溫下可能會(huì)開裂和變形，但據(jù)報(bào)道，它的防水性能在其他情況下可以持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。

PETG：是PET的一種改性材料（用于水瓶），是制作防水打印件的絕佳材料。PETG通常被認(rèn)為是防水的，而且具有出色的耐熱性。這種材料可能是印制防水部件的最佳選擇，只要您同時(shí)采用其他防水技術(shù)。

PP：是防水打印的最佳選擇之一。它本身具有疏水性，能很好地保持水分，并具有良好的耐化學(xué)性和抗沖擊性。

更多考慮因素

在決定適合您的情況的材料時(shí)，必須牢記部件可能暴露的條件（以及暴露的頻率）。

食品安全

如果您打算將3D打印部件用于任何與食物或飲料接觸的物品，則應(yīng)使用食品安全材料，如PP或PETG，而不是ABS或ASA。在打印之前，請(qǐng)確保特定長(zhǎng)絲的制造商聲明其符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

耐熱性

耐熱性與部件的防水性沒有任何關(guān)系，但根據(jù)預(yù)期的應(yīng)用，它可能與防水性有關(guān)。例如，可在洗碗機(jī)中清洗的部件會(huì)受到極端溫度和大量水的影響，因此材料的選擇尤為重要。一定要選擇耐熱且防水的材料，例如ABS或PETG。

抗紫外線

長(zhǎng)時(shí)間暴露在陽光下的部件會(huì)褪色和變脆。因此，如果您打算打印花園里的物品或自行車配件，值得將聚乳酸升級(jí)為ASA等抗紫外線能力更強(qiáng)的材料。

二、切片設(shè)置

調(diào)整層高可以使零件更加防水（來源：Jackson O'Connell via All3DP）

3D打印最重要的因素之一是切片方式和設(shè)置。此外，設(shè)置決定了3D打印部件的緊密、飽滿和保護(hù)程度，進(jìn)而影響其防水性。

需要注意的是，雖然切片的設(shè)置在3D打印的防水性方面起著重要作用，但有些模型比其他模型更難防水。具有大量細(xì)節(jié)的復(fù)雜模型更具挑戰(zhàn)性，因此一定要確保模型盡可能簡(jiǎn)單。

對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整后，就可以使用打印設(shè)置了。以下是需要考慮的最重要的設(shè)置。

擠壓

有目的地過度擠出打印件可以使部件更加防水，因?yàn)檫@樣可以減少打印件出現(xiàn)縫隙的幾率。您可以通過提高切片機(jī)中的擠出倍率（有時(shí)也稱為"流速"）來實(shí)現(xiàn)這一目的。

您還希望打印的各層之間能更好地粘合，這可以通過提高溫度來實(shí)現(xiàn)。提高溫度也有助于解決過度擠壓的問題。

外殼和填充物

您應(yīng)該增加打印時(shí)使用的外殼數(shù)量。調(diào)整此設(shè)置可增加邊界，將3D打印的填充部分包裹起來。三個(gè)外殼是一個(gè)很好的起點(diǎn)，但應(yīng)根據(jù)打印所處的環(huán)境和使用的材料增加外殼數(shù)量。

例如，如果部件漏水會(huì)對(duì)您的其他物品造成損害，那么增加外殼的數(shù)量也不失為一個(gè)好主意。如果您選擇的是聚乳酸（PLA）等抗腐蝕性較弱的材料，那么增加外殼的數(shù)量就比聚丙烯（PP）等抗腐蝕性較強(qiáng)的材料更為重要。

此外，還可以考慮使用更高的填充比例。這將增加打印的填充物，有助于保持結(jié)構(gòu)的完整性。

噴嘴尺寸

雖然這本身不是切片機(jī)設(shè)置，但更寬的噴嘴有助于使部件更防水。更寬的噴嘴意味著更厚的擠出線，包括部件的外殼。無論有多少外殼，更厚的外殼意味著在打印過程中，外殼意外打印薄到足以形成孔洞或縫隙的可能性更小。當(dāng)然，不管有沒有更厚的噴嘴，更多的殼體只會(huì)有助于防水打印。

層高

使用較低的圖層高度設(shè)置可以提高打印的防水性，因?yàn)檫@樣可以創(chuàng)建更密集的圖層，更有利于防水。較小的層高還能提高層的附著力，因此即使多花一點(diǎn)打印時(shí)間，最終得到的物體也不易開裂和滲漏。

三、后期處理

涂層是填充層線和防止泄漏的好方法！（來源：anossov，來自Reddit）

后處理是使3D打印部件防水的最佳方法之一。尤其是層平滑處理，可以產(chǎn)生很好的防水效果。它可以混合各層，消除層線間隙，并在部件周圍形成更嚴(yán)密的密封。

層平滑有幾種不同的方法，但主要技術(shù)是在可溶性打印件上涂抹溶劑。有些材料可溶于某些化學(xué)品。例如，ABS可部分溶解于丙酮。

丙酮：這可能是用于后期處理的最常用溶劑。丙酮蒸汽平滑法適用于ABS、ASA、HIPS、PMMA和聚碳酸酯絲。

環(huán)氧樹脂：另一種后處理方法是在打印件上涂抹環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂可快速平滑3D打印件上的層紋，使部件不易受水的影響。

蠟：蠟雖然不太常見，但也是打印件防水的好幫手。它不會(huì)像丙酮那樣溶解層。相反，它能填補(bǔ)層與層之間的縫隙。

四、測(cè)試

將您的部件浸入水中幾個(gè)小時(shí)，看看它是否變形（來源：Zydeco via Thingiverse）

現(xiàn)在您已經(jīng)創(chuàng)建了防水部件，最好對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。不要立即認(rèn)為，通過遵循上述建議，您將始終擁有防水部件。

測(cè)試打印可能有點(diǎn)棘手，并且可能還取決于設(shè)計(jì)的幾何形狀。如果該部件可以容納一杯左右的水（無論這是否是預(yù)期目的），請(qǐng)嘗試將其裝滿水并準(zhǔn)確標(biāo)記水線所在的位置。務(wù)必將部件放在陰涼處，并在第二天密切關(guān)注水位線是否顯著下降。如果是這樣，你就漏水了。

如果您的零件不含水，請(qǐng)將其放在秤上并記下干重。然后，讓零件在一盆水中浸泡一天。然后，徹底干燥零件表面并再次稱重。如果您的零件現(xiàn)在比一天前重得多，則可能有水浸入其中。

如果您的零件不防水，我們建議重新審視上述建議：調(diào)整切片機(jī)設(shè)置，應(yīng)用統(tǒng)一的環(huán)氧樹脂密封或其他后處理方法，或者可能完全使用不同的材料。

編譯整理：ALL3DP