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PLA耐热吗? ABS、ASA、PETG 等等!

在进行 3D 打印时,我们应始终考虑打印件的最终用途和位置。这将为我们节省大量的打印时间、材料浪费和意想不到的负面惊喜。

需要考虑的最重要的事情之一是部件将暴露于的温度。鉴于 PLA 是 3D 打印中最常用的热塑性塑料,因此我们可能有兴趣了解 PLA 是否耐热也就不足为奇了。

不建议将 PLA 用于打印将暴露在 60°C (149°F) 温度以上的模型 长时间使用,因为这是它的玻璃化转变温度,一旦达到这个温度就会开始变形,使其不适合这种环境的热塑性塑料。应使用 ABS、聚碳酸酯或 PETG。

话虽如此,如果 PLA 是唯一可用的选择,则可以通过对物体进行退火来增加其电阻。

PLA会在阳光下融化

PLA 的熔化温度在 160°C 到 180°C 左右,这意味着无论您住在哪里,它都不会在阳光下熔化。尽管如此,PLA 的耐热性不如 ABS、PET 或 PETG 等其他长丝,通常不建议用于需要长时间暴露在户外和阳光下的用途。

简而言之,根据经验法则:切勿使用 PLA 来 3D 打印打算在户外使用的功能部件或物体。如果您不喜欢 ABS,请在这两个用例中使用 PET 或 PETG。

正如我之前提到的,根据特定品牌用于制造 PLA 灯丝的原材料、添加剂、颜色和制造工艺,其熔点可能在 160-180C 之间。即使在一个疯狂炎热的夏日,它也永远不会像 160 摄氏度那样热。所以答案是:不,PLA不会在阳光下融化。虽然不会熔化,但会变脆,失去抗拉强度和抗冲击性。

此外,由于 PLA 的玻璃化转变温度 (Tg) 仅为 60°C-65°C,如果您离开,您的 PLA 打印件也会在几个小时内变形、弯曲、扭曲、翘曲和下垂他们在炎热的一天晒太阳。

如果您生活在一个温度不太高的地区,您可能会倾向于认为前面的这些句子不适用于您的特定情况。虽然您可能是对的,但请记住,一年只需几天时间就会变形、弯曲和破坏 3D 打印的结构完整性。

在打印将暴露在阳光下的物体时,您应该考虑的另一件事是它的颜色。由于较暗的物体更有效地吸收紫外线和能量,因此它们的加热速度也比白色物体更快(和更多)。虽然总体建议仍然避免为此使用 PLA,但如果您没有其他可用选项,请选择更清晰的颜色。

PLA 会在车内融化吗?

即使环境温度仅为 35-40C,仍足以使 PLA 物体变形、翘曲或下垂。如果您拥有数字温度计,您将能够验证停在阳光直射下的汽车的车厢温度是否比外部温度高 10°C-20°C 左右。这主要是由于机舱内的温室效应,以及汽车的车身和内饰颜色。

在温暖的日子里,放置在仪表板上的物体最容易变形和翘曲,但将物体放在后座或行李箱上并不能保证物体保持其形状和结构特性。虽然在后备箱内放置一个物体在技术上可以保护它免受温室效应的影响,但如果长时间放置在那里,它仍然容易变形。

如果在炎热的天气里只需要用汽车将物体从一个地方运送到另一个地方,我建议将它放在冷却器中。虽然这听起来有点极端,但在这些情况下,总是预防而不是反应。特别是如果我们的印刷品需要几个小时才能完成。

耐热性最佳的长丝

聚碳酸酯(耐 150°C)

PC 通常有两种口味:PC/PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)和 PC(简单的聚碳酸酯)。它们的玻璃化转变温度分别为110℃和150℃。

聚碳酸酯的成本比其他长丝高一点,但就耐热性而言,它是最好的热塑性塑料之一。这导致许多行业更喜欢使用 PC 作为首选热塑性塑料。除此之外,它还是一种非常坚韧耐磨的材料,具有良好的抗拉强度和抗冲击性。

请记住,除非您可以使用工业级 3d 打印机,否则您将无法打印纯聚碳酸酯,并且必须妥协并使用聚碳酸酯混合物,就像 Prusa 的 PC Blend 或 Polymaker 聚碳酸酯长丝一样。

ABS(耐105°C)

ABS的玻璃化转变温度为105C,也是打印耐热零件的最佳选择之一。它也是一种廉价、广泛可用且坚韧的材料。缺点是打印起来很困难、很乱,并且会产生有毒烟雾,需要我们真正考虑安装适当的通风设备。

PETG(耐 80°C)

PETG的玻璃化转变温度为80℃。它的性能比 PLA 好得多,即使环境温度高于 45°C,它也能在炎热的夏日保持良好状态。

根据我自己的轶事和不太科学的经验,即使是黑色 PETG 也是打印户外功能物品的好灯丝。它们很容易在失败之前持续数年。

话虽如此,我仍然不建议将它用于为您的汽车打印对象。在温暖的地区,停在直射阳光下并带有冷却装置的汽车的车厢温度可高达 70 摄氏度。这很容易使您的 PETG 打印件变形、变形或下垂。

如果您正在考虑使用 PETG 打印,那么我建议您阅读我写的关于使用哪些特定设置的文章,并且您还应该购买这种 PETG 灯丝,因为那里有一些非常便宜的打印效果很差!

PLA 抗紫外线吗?

PLA 绝不是一种抗紫外线的热塑性塑料。如果长时间暴露在阳光下,可能会永久损坏。

PLA 由从植物中获得的有机化合物制成,可生物降解,紫外线会在其聚合物分子的结构中引发光化学效应。这加速了降解过程,PLA 很快变脆并容易断裂。综上所述,如前所述,如果存在紫外线照射的风险,完全不建议打印功能性 PLA 部件。

阳光会影响 PLA 打印物体的外观吗?

PLA 非常适合打印美学模型。常温下的紫外线照射不会变形、翘曲或下垂,但毫无疑问,它们会变脆变弱。唯一的问题是紫外线引发的光化学效应也会引发着色颜料的降解。这意味着 PLA 模型的颜色在暴露于紫外线后会很快褪色。

用于 3D 打印的最佳抗紫外线灯丝

尽管我们之前介绍了最耐热的灯丝,而这一部分似乎是多余的,但重要的是要区分紫外线照射和耐热性。虽然他们在户外打交道时往往齐头并进,但情况并非总是如此。

PETG

最纯净的 PETG(不含颜色和添加剂)在户外表现良好,即使长时间暴露在阳光直射下也具有相当的抵抗力。附带说明一下,它还耐腐蚀性化学品和水,这使其成为大多数户外用例的兼容热塑性塑料。

为什么PETG在阳光下的表现优于ABS和PLA

由于其光滑的表面,PETG 能够简单地反射大部分落在其表面的辐射。因此,紫外线辐射不会触发可能使其变脆和褪色的光化学反应。

天然PETG是透明的。这意味着它不会在聚合物结构内捕获热能。因此,它更能抵抗环境温度的升高。

与坚硬的 ABS 不同,PETG 的聚合物结构非常灵活,可以膨胀和收缩。因此,它会随着温度的变化而膨胀和收缩,从而减轻气候变化的负面影响。

ASA(丙烯酸苯乙烯丙烯腈)

ASA 是一种非常轻的热塑性塑料,是作为 ABS 的替代品而开发的。它是打印耐热和抗紫外线功能部件的最佳选择,因为它也相当坚固,具有高冲击和高耐磨性。

ASA 是最推荐用于打印经受恶劣和极端天气的物体的灯丝。由于其特性,它已被制造商用于制造户外耐候性房屋,用于 LED 照明和太阳能灯。车辆仪表板也通常由 ASA 制成。

虽然结构上与 ABS 相似,但 ASA 更耐候和抗紫外线(10 倍)。

ASA 的缺点是与其替代品相比价格昂贵。这种热塑性塑料也很难用普通打印机打印,导致打印失败和材料浪费。

如何让PLA更耐热

由于工艺难度低、效果好,对PLA物体进行退火处理是显着提高PLA物体强度和耐热性的最佳途径之一。

通过对 PLA 物体进行退火,我的意思是将其缓慢加热到 60°C (140°F) 或略高于但低于 160°C (320°F)。换句话说,您应该将所述物体暴露在略高于玻璃化转变温度但绝对低于其熔化温度的位置。我建议将打印对象暴露在此温度下大约 30 到 45 分钟。

退火如何提高 3D 打印物体的强度和耐热性?

退火通过增加塑料中大晶体结构的数量,使打印部件更坚固、更耐用,这有助于更均匀地重新分配应力和热能。

微观层面的塑料通常看起来是杂乱无章的和无定形的。它们在打印时可能会导致一种称为“条带”的现象,即塑料在某些区域快速冷却形成小晶体而在其他区域缓慢冷却形成大晶体。退火工艺使零件的结构松弛,从而降低了成型应力。

退火还使后处理更容易,并节省了精加工过程的时间和成本,因为它还可以使物体表面光滑,填补缺失的孔。退火倾向于使零件注塑成型,这通常被视为更专业和工业级。

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