3D打印ABS與PC線材的主要區(qū)別

魔猴君  知識堂   6小時前

丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和聚碳酸酯(PC)是技術(shù)和工業(yè)3D打印中的兩種強(qiáng)力線材。這些材料以其強(qiáng)度、耐用性和耐熱性而聞名，是高性能應(yīng)用的首選，例如機(jī)械零件、測試模型、原型，甚至照明設(shè)備。

然而，ABS和PC都可能帶來打印挑戰(zhàn)，尤其是床粘連、翹曲和層脫層。為了解決這些問題，許多制造商建議在打印床上使用粘合劑，并使用封閉的打印機(jī)，并且如一些制造商所建議的那樣，使用溫控打印環(huán)境以確保獲得最佳效果。

盡管ABS和PC相似，但它們具有不同的特性。ABS因其抗沖擊性和價格實惠而受到重視，而PC則擁有卓越的強(qiáng)度和透明度。

在本文中，我們將研究ABS和PC線材的對比，重點介紹它們的特性、優(yōu)點和局限性，以指導(dǎo)大家為特定的3D打印項目選擇最佳材料。

一、概覽

二、材質(zhì)特性

ABS可以成為制造齒輪的絕佳材料（來源：All3DP）

在了解了一般的打印設(shè)置后，我們將探討ABS和PC線材的主要特性，以幫助您為您的項目選擇最佳選項。我們將比較它們的強(qiáng)度，包括抗拉強(qiáng)度和抗沖擊性，以及在溫度應(yīng)力下的性能，例如熱變形和玻璃化轉(zhuǎn)變點。我們還將研究吸濕性，解決吸濕及其影響，以及可回收性，強(qiáng)調(diào)環(huán)境考慮。這些見解在大多數(shù)情況下來自制造商的數(shù)據(jù)表，將闡明每種線材的特性和理想應(yīng)用。

1、強(qiáng)度

沖擊強(qiáng)度反映了材料吸收突然力量所致能量的能力，有助于防止在暴露于沖擊的應(yīng)用中出現(xiàn)裂紋或斷裂。

盡管PC以其抗沖擊性而聞名，但UltiMaker和Polymaker數(shù)據(jù)表（針對PolyLite ABS和PolyMax PC、UltiMaker S系列ABS和PC）顯示ABS在沖擊強(qiáng)度方面略有優(yōu)勢。PolyMax PC確實比PolyLite ABS略有優(yōu)勢，因為前者屬于具有更高抗沖擊性的獨特材料系列。然而，如果我們將PolyLite PC與PolyLite ABS進(jìn)行比較，傳統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)仍然成立。

這種特性使ABS適用于需要抵抗突然沖擊的應(yīng)用，盡管PC仍然是一個不錯的選擇。

2、耐溫性

PC可以產(chǎn)生令人印象深刻的結(jié)果（來源：RoboErectus via Reddit）

熱變形溫度(HDT)是衡量材料在高溫下承受特定負(fù)載時抵抗變形能力的關(guān)鍵指標(biāo)。UltiMaker S系列材料數(shù)據(jù)顯示，ABS的熱阻為87°C，適合中溫應(yīng)用。PC在這方面的表現(xiàn)優(yōu)于ABS，熱阻為111°C，非常適合用于承受較高熱應(yīng)力的部件，例如生產(chǎn)線或高溫環(huán)境。

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)表示材料從剛性玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦彳洝⒏犴g狀態(tài)的點。前面提到的數(shù)據(jù)表指出，ABS的Tg為100.5°C，略低于PC的Tg 107.7°C。雖然Tg差異很小，但PC的較高閾值增強(qiáng)了其在高溫場景中的卓越性能。

PC的整體耐高溫性優(yōu)于ABS。其更高的HDT和Tg值使其成為需要熱穩(wěn)定性和耐熱變形性的應(yīng)用的更可靠選擇。ABS雖然能夠承受中等熱量，但不太適合高溫環(huán)境。

3、吸濕性

你要確保打印結(jié)果不會像這樣（來源：All3DP）

吸濕性是指材料從環(huán)境中吸收水分的能力，這會顯著影響3D打印的質(zhì)量和性能。吸濕性會影響擠出一致性、層粘附性和整體表面光潔度，因此，妥善儲存吸濕性絲材至關(guān)重要。

ABS吸濕性適中，因此儲存起來不太困難。將其放入密封袋或裝有干燥劑的容器中等標(biāo)準(zhǔn)措施通常足以長期保持其打印質(zhì)量。

另一方面，PC吸濕性很強(qiáng)，需要小心處理。必須將其存放在密封容器中，并加入干燥劑，以免吸收水分。如果暴露在潮濕環(huán)境中，應(yīng)按照制造商的說明對燈絲進(jìn)行干燥，以恢復(fù)最佳打印性能，并防止出現(xiàn)起泡或?qū)娱g粘合力弱等缺陷。

4、食品安全

也許可以不用ABS或PC制作餅干模具（來源：KingCharles via Printables）

熔融沉積成型(FDM)3D打印通常不被認(rèn)為是食品安全的，因為打印機(jī)組件可能會造成污染，打印部件的孔隙率可能滋生細(xì)菌，而且難以實現(xiàn)衛(wèi)生表面。

尤其是ABS，由于打印過程中會釋放有毒氣體，并且可能產(chǎn)生有害化學(xué)物質(zhì)浸出，因此通常不適用于食品。不過，也有例外，例如TreeD等品牌提供的經(jīng)過食品安全認(rèn)證的選項。

同樣，雖然PC因其強(qiáng)度和抗沖擊性而受到重視，但食品安全變體卻很少或無法獲得，因此不適合直接接觸食品。無論使用哪種材料，使用FDM打印實現(xiàn)真正的食品安全都需要后處理和涂層來有效密封表面。

5、回收利用

了解如何正確處理材料（來源：BCDesign3D via Printables）

ABS和PC都是可回收材料，歸類為樹脂識別碼(RIC)7–其他，表示它們可以在專門的設(shè)施回收。

ABS可以加工成新產(chǎn)品，但在某些地區(qū)可能很難找到合適的回收中心。同樣，PC回收也需要粉碎并重新加工成新形式，但也需要專門的設(shè)施進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼１M管它們具有可回收性，但確保獲得合適的回收基礎(chǔ)設(shè)施對這兩種材料來說仍然是一個挑戰(zhàn)。

三、3D打印

ABS的一個眾所周知的特性是丙酮平滑性（來源：SaschaUncia via Printables）

雖然ABS和PC并不是3D打印中最棘手的材料，但使用ABS和PC制作優(yōu)質(zhì)部件需要特定的程序才能簡化流程。每個制造商都會提供其配方的具體說明，但我們準(zhǔn)備了一份總體設(shè)置和提示列表來指導(dǎo)您的首次嘗試。

1、噴嘴溫度

ABS在220-270°C的溫度下打印效果最佳，而PC則需要更高的溫度范圍（250-280°C）才能實現(xiàn)最佳擠出和粘合效果。至于噴嘴材料，任何材料都可以，包括普通黃銅噴嘴。請記住，這不適用于復(fù)合材料，因為與碳纖維等材料混合需要更高的打印溫度或更具磨蝕性。

2、加熱床

對于ABS，加熱床應(yīng)保持在90-110°C之間以減少翹曲。PC需要類似的90-105°C范圍以實現(xiàn)穩(wěn)定的粘合和層對齊。

3、粘附性

根據(jù)您使用的加熱床表面類型（例如玻璃表面），您需要使用粘合劑（如Magigoo或類似物）來幫助ABS或PC粘附在其上。如果清潔得當(dāng)且加熱室加熱到最佳溫度，其他表面（例如PEI紋理板）將使打印件保持在原位。

4、外殼

封閉式打印機(jī)（如Bambu Lab的X1C）是理想之選（來源：All3DP）

使用ABS打印時，外殼非常有用，因為它有助于防止因溫度波動而導(dǎo)致的翹曲。對于PC，外殼對于防止分層和確保一致的結(jié)果至關(guān)重要，尤其是對于較大的打印件。也就是說，請確保打印機(jī)的電子元件暴露在冷卻環(huán)境中或放在外殼外面，以避免損壞硬件。

還建議在開始打印之前先加熱腔室溫度-尤其是對于PC。

5、冷卻

ABS和PC的冷卻風(fēng)扇都應(yīng)關(guān)閉。這樣可以最大程度地減少冷卻不均勻，否則可能會導(dǎo)致分層或開裂等問題。但是，如果使用更高的腔體溫度（例如50-60°C），部件冷卻風(fēng)扇（速度約為40%）可以幫助處理橋梁等部件，否則這些部件可能會下垂或打印有缺陷。

6、后期處理

ABS可用丙酮蒸汽進(jìn)行平滑處理，從而產(chǎn)生光澤的表面，同時增強(qiáng)部件強(qiáng)度。對于PC，后處理方法取決于應(yīng)用。雖然丙酮與PC兼容，但用這種材料制成的蒸汽平滑部件并不常見。一些消息來源聲稱二氯甲烷對此更有效，但請注意，它的毒性比丙酮更高。

打磨和拋光是精煉PC打印件的常用方法，許多人建議進(jìn)行退火以獲得最佳機(jī)械效果。

編譯整理：all3dp