3D打印中的ABS塑料

魔猴君  知識堂   54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、主要制造商和價格。

ABS的生產(chǎn)及特點

ABS是最早用于工業(yè)3D打印機的塑料之一，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，這可以被視為一個優(yōu)勢，因為雖然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，同時保持輕質(zhì)且價格實惠，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）。事實上，它是一種與空氣接觸時會收縮的塑料，因此，如果它不在加熱的板上，它就會變形并從板上分離：我們稱之為翹曲。對于大件，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，原因有兩個：首先，為了用戶的安全，因為ABS塑料會散發(fā)出可能對用戶造成危險的顆粒，而且還因為使用ABS時，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、甚至整個房間的溫度對于避免打印失敗至關(guān)重要。另請記住，ABS是一種必須保持干燥的材料，因為它會吸收空氣中的水分，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)時間的一個關(guān)鍵優(yōu)勢。然而，對于那些感興趣的人來說，ABS有多種后處理選項。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ABS進行后處理的一種常見方法是用丙酮蒸氣對其進行平滑處理，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)點之一是它是一種技術(shù)性更強的材料。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、齒輪甚至模具，因為它比其他細絲更能抵抗物理應(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那些希望制造電氣元件以及儀表板或保險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，因為它不會在陽光下或隨著時間的推移而變形。

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，價格根據(jù)品牌不同在15歐元到60歐元之間。

請注意，ABS中添加了添加劑的負載長絲：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，碳增強了材料的初始機械性能。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