什么是柔性PLA？它與TPU相比如何？

魔猴君  知識堂   154天前

柔性PLA是一種具有橡膠特性的特殊PLA。這種線材也被稱為柔性PLA或可彎曲PLA，它經(jīng)過額外的添加劑處理，消除了普通PLA的大部分天然脆性。這種彈性材料適合打印柔性部件，例如手機(jī)殼、鞋墊和手表腕帶。

它經(jīng)常與TPU（一種流行的柔性長絲）進(jìn)行比較。盡管這兩種長絲都能承受彎曲和拉伸，但柔性PLA并不能完全替代TPU。本文將討論材料特性以及您可以從柔性PLA中獲得什么。我們還將介紹如何成功打印柔性PLA以及它與TPU的比較。

什么是柔性長絲？

柔性細(xì)絲開辟了許多打印可能性（來源：MatterHackers）

簡單回顧一下，FDM的細(xì)絲是熱塑性塑料，這意味著它們可以熔化并重新固化而不會損失性能。熱塑性塑料由稱為聚合物的長鏈狀分子組成。如果您可以觀察構(gòu)成柔性細(xì)絲材料的聚合物，您將能夠看到剛性和柔性段。我們觀察到的材料的宏觀特性取決于這兩個(gè)區(qū)域的比例。

這使得打印非常柔軟且可以像橡皮筋一樣回彈的材料以及類似于汽車輪胎的堅(jiān)韌的橡膠狀材料成為可能，這些材料在力的作用下會彎曲，但仍能保持堅(jiān)固的形狀。

目前有幾種類型的柔性長絲，它們都有自己的特點(diǎn)和優(yōu)勢：

TPE：熱塑性彈性體的縮寫，TPE通常用作柔性長絲的通用術(shù)語，因?yàn)樗w了廣泛的柔性材料。

TPU：熱塑性聚氨酯的簡稱，TPU比TPE略硬，因此更容易用普通擠出機(jī)打印。TPU有多種肖氏硬度可供選擇。

TPC：一種熱塑性共聚酯，采用略有不同的方法來調(diào)整塑料的彎曲性能。雖然可能具有多種性能，但TPC通常比TPU更柔軟，并且具有非?？衫斓男阅?。

PCTPE：增塑共聚酰胺TPE的縮寫。這意味著這種柔性長絲中混合了尼龍，這為TPE的柔韌性增加了尼龍的耐用性。然而，這使得PCTPE成為柔性材料中剛性更強(qiáng)的一方。

柔性PLA：這是聚乳酸(PLA)的柔性變體，是最常見的3D打印細(xì)絲之一。它來自將增塑添加劑與PLA混合，而不是像TPE材料那樣在其結(jié)構(gòu)中添加軟鏈段。請繼續(xù)閱讀以了解其出色的特性！

材料特性

普通PLA無法做到這一點(diǎn)?。▉碓矗篕arl Clayton通過亞馬遜）

柔性PLA與普通PLA由于采用相同的基礎(chǔ)材料，具有許多相似之處，但兩種材料在強(qiáng)度、耐久性等材料特性上也表現(xiàn)出明顯的差異。

力量

柔性PLA在施加壓力時(shí)可以承受形狀的改變，一旦壓力消除，它就會恢復(fù)到原來的形狀。這是它與相對較脆的普通PLA不同的特性之一。另一方面，柔性PLA容易彎曲，不適合承重。

柔性PLA還保留了橡膠吸收振動(dòng)和沖擊的能力。它對于輪胎等需要保持形狀但不斷受到力的物體非常有用，這些力會隨著時(shí)間的推移使脆性材料斷裂或破裂。

耐用性

與普通PLA一樣，柔性PLA不耐長期紫外線照射。長期暴露在陽光下的柔性PLA物品可能會變脆或褪色。它的耐熱性也不高，因?yàn)樗牟ＡЩD(zhuǎn)變溫度比標(biāo)準(zhǔn)PLA還要低。在炎熱的天氣里暴露在陽光下可能會導(dǎo)致變形和部件損壞。

柔性PLA由普通PLA和添加劑組成，添加劑使其具有可彎曲性，但不耐用（來源：Felix Printers）

食品安全

如果您正在尋找用于打印廚房用具的線材，則應(yīng)始終檢查制造商是否遵守食品安全加工標(biāo)準(zhǔn)，無論材料如何。雖然PLA本質(zhì)上是食品安全的，但添加劑和加工方法可能不是，因此這里沒有唯一的答案。您自己的打印機(jī)設(shè)備的清潔度和部件的后處理也在使打印部件符合食品安全方面發(fā)揮著作用。

總體而言，柔性PLA在低溫下可以保證食品安全。由于柔性PLA的耐高溫性不佳，因此不應(yīng)加熱或用于盛放熱食。

吸濕性

柔性PLA具有吸濕性，這意味著它可以隨著時(shí)間的推移吸收周圍環(huán)境中的水分。這種吸濕性會降低燈絲的柔韌性和打印質(zhì)量，導(dǎo)致從翹曲到表面缺陷等各種打印問題。如果儲存得當(dāng)，柔性PLA可以長時(shí)間保持其特性，確保打印結(jié)果的一致性。

為了使燈絲保持最佳狀態(tài)，應(yīng)將其存放在密封容器中，并放入干燥劑包或真空密封袋，遠(yuǎn)離陽光直射和潮濕。此外，在打印前干燥燈絲有助于恢復(fù)其性能。

回收利用

由于使用了使柔性PLA變軟的添加劑，因此不應(yīng)將其添加到任何PLA回收流中。由于具有獨(dú)特的熱性能和機(jī)械性能，據(jù)我們所知，目前任何長絲回收服務(wù)都無法回收柔性PLA。如果您傾向于減少材料使用量，請專注于回收普通的PLA長絲廢料或購買再生長絲。

打印設(shè)置

干燥細(xì)絲對于打印軟PLA至關(guān)重要（來源：Oz Adi via Amazon）

柔性PLA與普通PLA具有許多相同的打印特性。然而，由于其特性不同，您可能需要調(diào)整溫度、打印速度、層高和回縮設(shè)置才能成功打印軟PLA。

溫度

與標(biāo)準(zhǔn)PLA相比，柔性PLA通常需要較低的打印溫度。溫度范圍通常為190°C至220°C，但務(wù)必查看制造商針對您使用的特定長絲的建議。

柔性PLA通常最適合粘附在加熱的打印床上。床溫約為40°C至60°C通常足以幫助床粘附并最大限度地減少翹曲。但是，如果您的打印機(jī)床不加熱，則貼上一層藍(lán)色膠帶或膠棒可以幫助粘附。

速度

與剛性PLA相比，使用柔性PLA打印可能需要更慢的打印速度。擠出機(jī)拉動(dòng)時(shí)，細(xì)絲可能會拉伸，從而導(dǎo)致不準(zhǔn)確和打印缺陷，例如擠出不足和擠出機(jī)中的細(xì)絲聚束。降低打印速度是解決此問題的第一個(gè)措施。大約20毫米/秒的速度是一個(gè)很好的起點(diǎn)，但請務(wù)必檢查細(xì)絲制造商的建議。調(diào)整速度的程度取決于打印的復(fù)雜性和擠出機(jī)類型。

由于擠出機(jī)電機(jī)和熱端之間的距離增加，Bowden擠出機(jī)的打印速度比直接擠出機(jī)慢。使用直接擠出機(jī)時(shí)，擠出機(jī)電機(jī)的位置更靠近熱端，從而可以更直接、更精確地控制長絲擠出。

回縮

與其他柔性長絲一樣，軟PLA打印起來可能具有挑戰(zhàn)性（來源：joshvv via Thingiverse）

回縮設(shè)置控制打印頭在打印的不同部分之間移動(dòng)時(shí)從噴嘴拉回的細(xì)絲量。調(diào)整回縮距離和速度是必要的，以避免出現(xiàn)拉絲和斑點(diǎn)，這尤其會影響柔性細(xì)絲。直接擠出機(jī)可以更好地控制細(xì)絲的進(jìn)料和回縮，因?yàn)樗鼈儗⒓?xì)絲直接送入熱端。

距離值通常在1到5毫米范圍內(nèi)，速度值通常在20到40毫米/秒范圍內(nèi)，但這對于柔性長絲來說通常太高了。PLA越軟，應(yīng)使用的回縮量就越小。直接擠出機(jī)可以比Bowden擠出機(jī)允許更多的回縮量。您始終可以從PLA使用的典型回縮值的較低值開始，并使用回縮測試打印來為您的軟PLA撥入正確的設(shè)置。對于Bowden擠出機(jī)，建議回縮量最小或不回縮。

冷卻

柔性PLA對冷卻的要求并不高，但低冷卻可能有助于防止拉絲并確保成功解決懸垂和橋接問題。在前幾層，請禁用風(fēng)扇以確保足夠的床面附著力。如果幾何形狀足夠簡單，您甚至可以不使用風(fēng)扇來打印整個(gè)部件。

由于柔性PLA的熔點(diǎn)特別低，啟用諸如最短層時(shí)間（嘗試30秒開始）之類的設(shè)置有助于防止過多的熱量積聚并影響部件質(zhì)量。如果您使用封閉式設(shè)備，請嘗試在門或翻蓋打開的情況下進(jìn)行打印，以防止拱頂變得太熱。

后期處理

柔性PLA可能需要進(jìn)行一些后處理，因?yàn)檫@種材料無法產(chǎn)生最光滑的表面光潔度，并且可能會出現(xiàn)一些拉絲現(xiàn)象。幸運(yùn)的是，您可以像打磨普通PLA打印件一樣清理柔性PLA。只要您的柔性PLA變體不太軟，就可以在整個(gè)物體上使用220粒度的砂紙，并在粗糙的地方使用銼刀來打造光滑的表面。

柔性PLA與TPU

TPU為3D打印部件提供類似橡膠的特性（來源：Creative Tools via Flickr）

柔性PLA與TPU有很多共同之處。然而，這兩種材料在材料成分、打印難易程度和后處理方面存在很大差異。

材料特性

雖然柔性PLA可以在一定程度上彎曲和屈曲，但在達(dá)到斷裂點(diǎn)之前，其拉伸程度可能不如TPU。在反復(fù)應(yīng)力和環(huán)境暴露等條件下，TPU通常比柔性PLA更耐用、更耐磨。TPU本質(zhì)上類似于橡膠，而柔性PLA仍具有脆性PLA固有的屬性，并且只能拉伸到一定程度。

TPU具有多種肖氏硬度，最常見的是75A至95A之間，非常適合根據(jù)您的應(yīng)用定制屬性。柔性PLA最常見于柔性長絲的較硬一側(cè)，肖氏硬度約為90A。

打印適性

TPU和柔性PLA最適合直接擠出機(jī)，因?yàn)樗鼈冊诖蛴∵^程中具有靈活性和拉伸傾向。與剛性長絲相比，兩者都需要較慢的打印速度來防止擠出問題，并且回縮最小時(shí)效果最佳。個(gè)人經(jīng)驗(yàn)可能更多地取決于柔性長絲的剛性或肖氏硬度，而不是材料類型。

柔性PLA和TPU通常能很好地粘附在打印床上，并且彎曲問題很少。與TPU相比，柔性PLA在冷卻時(shí)收縮的趨勢較小，但特別容易發(fā)生噴嘴堵塞。使用較大的噴嘴尺寸（例如0.6或0.8毫米）可以幫助柔性PLA更輕松地進(jìn)行打印。

在打印柔性PLA之前，干燥細(xì)絲是絕對必要的，并且強(qiáng)烈建議在打印TPU之前干燥細(xì)絲。當(dāng)層數(shù)較短且打印在封閉空間內(nèi)進(jìn)行時(shí)，柔性PLA比TPU更容易受到過多熱量的影響。根據(jù)您的打印機(jī)設(shè)置能夠處理柔性細(xì)絲的回縮量，拉絲可能是柔性PLA和TPU的問題。

應(yīng)用

對于可能出現(xiàn)大量磨損的部件，請堅(jiān)持使用TPU（來源：XY1337通過Reddit）

柔性PLA和TPU都可以是食品級的，具體取決于燈絲制造商和您自己的設(shè)置。這使其成為打印廚房配件以及經(jīng)常與您的皮膚接觸的部件（如表帶）的不錯(cuò)選擇。

柔性PLA非常適合打印玩具和其他需要一定柔軟度或柔韌性的裝飾品。由于它不是特別耐用，因此不建議用于功能更關(guān)鍵的部件。

TPU具有更高的耐磨性，更耐壓力。它適合打印經(jīng)常磨損的物品，如手機(jī)殼或自行車配件。

后期處理

總體而言，柔性PLA更易于通過標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行后處理，而TPU的選擇則較為有限。柔性PLA支撐物易于手動(dòng)移除，并且該材料易于用標(biāo)準(zhǔn)砂紙打磨。

相比之下，TPU的柔性支撐更難去除，而且無法打磨。有些人會使用吹風(fēng)機(jī)或溫和的熱量來小心地融化細(xì)絲。

涂裝任何一種柔性長絲都很棘手，只需要配制可彎曲而不是破裂的柔性涂料。

編譯整理：ALL3DP