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3种常用热塑性材料用于大规模3D打印的优缺点

2021年11月12日

热塑性塑料是在施加特定热量后熔化并可以重新形成的塑料。这些热塑性塑料在很大程度上用于其他工艺,如注塑、塑料挤出、滚塑、真空成型和小规模印刷,如 FDM(基于挤出的工艺)和 SLS(激光烧结工艺)。在这篇文章中,我们将向您详细介绍 3 种用于大规模 3D 打印的常用热塑性塑料的特性。在我们接下来的博客中,我们将讨论更常用的材料。

可以想象,将相同的材料特性用于注塑成型和 3D 打印可能不是最好的主意,因为加工条件完全不同。首先,注塑成型是在完全封闭和受控的环境中完成的,在这种情况下,通常指的是模具本身。虽然大规模 3D 打印的特点是拥有更大、通常是开放且较少控制的环境,其中材料每次都以不同的方式布置。因此,虽然我们不应期望能够在没有任何 3D 打印挑战的情况下使用所有注塑模具级材料,但我们当然可以利用该行业中有关特定热塑性塑料在应用中的适用性的广泛知识。
我们在本文中讨论的三种用于大规模 3D 打印的常用热塑性材料是:

1、PET和PETG
2、PLA
3、PP 或聚丙烯

PET的优点和缺点

大多数塑料瓶由 PET 制成。但是,有许多不同的 PET 等级可供选择。 PETG 是一种无定形 PET 牌号,一般来说适用于 3D 打印。 PET 比其他热塑性塑料更具挑战性,在大多数情况下是半结晶的,但具有非常好的特性(例如良好的耐热性)的潜力,通常与涂料和粘合剂配合使用,并且通常可以通过使用任何一种铣削加工成非常光滑的表面,研磨或打磨。

例如,与 PP 相比,PET 和 PETG 通常表现出更好的外部性能。在很多情况下,应用于热固性材料的涂层系统也可用于这些材料。

与许多其他热塑性材料一样,PET 和 PETG 显示出吸湿行为。这意味着材料会吸收空气中的水分,因此需要在加工前进行预干燥。 PET 和 PETG 允许它们的聚合物链之间存在相对大量的水分,这使得干燥变得必不可少。确保安装良好的干燥器,因为干燥不足的化合物在加工过程中会更快降解,并且会大大增加空隙和其他不一致性的变化。

大多数 PETG 和 PET 化合物在长时间处于熔融状态时会迅速降解。确保尽可能减少挤出机中化合物的残留时间。

查看我们用我们的机器测试的 PET GF 材料的数据表,了解所有规格的概述。

2. PLA的优点和缺点

源自生物质(聚乳酸或 PLA)的塑料被称为生物基聚合物。 PLA 非常广泛地用于小规模的 3D 打印。材料的加工在大多数情况下非常好。与合成材料相比,大多数生物基材料的机械性能通常较低。然而,许多公司正在努力改变这一点。

对于大规模打印,通常会添加纤维以使这些生物基材料性能更好。例如,纤维素纤维可显着提高性能。尽管该材料仍无法与具有玻璃或碳的合成材料相比,但它的性能已经足以满足许多应用的需求。对于更大规模的 3D 打印,它通常与纤维素纤维结合使用,这是合成热塑性塑料的一个很好的替代品。

一些 PLA 不适合户外使用,应在户外使用前进行涂层。然而,UPM Formi 化合物已被证明在户外应用中非常可靠。与 PET 和 PETG 一样,大多数 PLA 也具有吸湿性,应在使用前干燥。使用 PLA 时要记住的另一件事是,大多数 PLA 化合物在长时间处于熔融状态时会迅速降解。因此,您应该确保尽可能减少挤出机中化合物的残留时间。

查看我们用我们的机器测试的 PLA 材料的数据表,了解所有规格的概述。

三、PP(或聚丙烯)的优缺点

PP 或聚丙烯是一种商品热塑性塑料,通常用于具有出色耐化学性的轻质应用。它被许多不同的行业使用,因此,PP 是具有许多不同等级和化合物的材料之一,并且已被开发用于许多不同的应用。然而,这种材料在大多数情况下更难涂覆,这并非不可能:汽车保险杠在大多数情况下由 PP 制成。

许多材料在长时间处于熔融状态后表现出快速降解,PP 是这种降解过程显示非常缓慢的材料之一,使其在加工过程中成为一种相对用户友好的材料。虽然我们刚刚了解到 PET、PETG 和 PLA 是吸湿的,但 PP 不是。 PP 是少数不表现出这种行为的材料之一,因此不需要干燥机。还要记住,PP 对紫外线的固有抵抗力很差。为了确保该材料也适用于户外应用,可以使用添加剂。

在挤出 PP 时,在此过程中会释放出最少量的 VOC,这也使其成为更安全的材料之一。在加工时仍要确保检查 MSDS,并在手边备有 VOC 指示剂,以确保不超过临界水平。这些特性使 PP 成为一种很好的材料,可用于测试和开始大规模 3D 打印的构建经验。

这种材料的缺点之一是 PP 在加工过程中会出现大量收缩,这使得大多数 PP 化合物难以或无法打印。只有一些 PP 化合物被证明适用于大规模 3D 打印。

其他热塑性塑料的优点和预期的印刷行为

因此,虽然 PP 是轻质、大型应用的绝佳材料,但 PLA 主要用于较小规模的 3D 打印,而 PET 则拥有广泛的应用。 PLA、PET 和 PETG 在长时间处于熔融状态后会表现出吸湿行为和快速变性,而 PP 则不会,因此是一种很好的测试材料。当然,这只是对众多热固性材料中的三种的简要概述。关于不同热塑性塑料的成分和用途的研究仍在进行中,每天都会为我们提供更多的知识和专业知识。在我们即将发布的博客中,我们将详细介绍其他材料和需要了解的信息。

对我们用机器和客户测试过的所有材料感到好奇吗?查看我们的材料页面。或者阅读更多关于热塑性塑料在 3D 打印时的预期行为,以防止收缩等变形问题。

您想了解更多关于我们的机器或材料的信息,请随时与我们联系。我们很高兴一起思考!
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