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3D 打印部件的 10 个防水选项:材料和后处理

防水性对于会暴露在雨水和其他潮湿天气条件下的部件至关重要,包括经常与水接触的部件,例如水瓶。对于 3D 打印技术,要获得防水部件需要考虑几个因素:材料、3D 打印工艺和后处理选项。

3D打印防水材料

大多数 3D 打印材料(如 PLA)在长时间暴露于水中时会降解,而金属通常会因水氧化而生锈。根据 Ingress Protection Code,具有良好防水性的材料被归类为 IP 67 和/或 IP 68。

下面列出的 3D 打印材料可用于制作防水 3D 模型,无需过多的表面处理。

聚丙烯(PP)

这种材料在食品包装瓶和容器中很受欢迎。与其他会随着时间推移吸水的材料不同,它重量轻且排斥水(疏水性)。

聚丙烯非常柔韧,具有良好的层间粘合力,在打印过程中层间间隙很小。除了防水外,它还可以抵抗酸和有机溶剂等腐蚀性化学物质。它还具有良好的耐热性。

合适的 3D 打印技术: MJF &SLS

尼龙 PA 12

这种材料具有良好的弹性和高抗冲击性。它对化学品、酒精、燃料、油和清洁剂的耐受性非常好。对天气和紫外线有很好的稳定性。 PA12 提供了一些防水性能和总体上良好的性价比。但它不适合长期与水接触,需要进行一些特殊的表面处理,如环氧涂层,以确保更好的耐水性。

合适的 3D 打印技术: SLS &FDM

ABS

这种材料非常适合防水印刷。 ABS 是一种高抗冲击和坚韧的材料,玻璃化转变温度约为 105°C。它对水溶液、磷和盐酸具有很强的抵抗力。但是,它可能会被阳光损坏。常用于洒水管和排水管。

适合的 3D 打印技术: FDM

聚碳酸酯

聚碳酸酯是一种具有良好抗冲击性的透明材料。是制作婴儿奶瓶、可再装水瓶的理想材料。

聚碳酸酯是一种坚韧的无定形材料,具有高冲击强度、稳定性和良好的电性能。使用温度范围更广,热变形温度140℃。

适合的 3D 打印技术: FDM

PETG

PETG具有显着的耐化学性、耐久性和良好的成型性。它具有很强的水和湿气阻隔性以及良好的抗冲击性,并且具有轻微的柔韧性。这种材料成型温度低,因此在消费类应用中很受欢迎。

PETG常用于食品容器和液体饮料瓶。

适合的 3D 打印技术: FDM

ASA(丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯)

这是一种具有改进的耐候性的无定形热塑性塑料。由于其抗紫外线和优异的机械性能,它被广泛用于 3D 打印中的原型制作。 ASA具有良好的耐化学品和耐热性,玻璃化转变温度为108度。

适合的 3D 打印技术: FDM

不锈钢 316L / 1.4404

不锈钢中相对微不足道的铬含量使其具有防水性。它非常耐氧化(生锈)。但是,它可能会被氯基水损坏。它通常用于食品加工和实验室设备、热交换器、螺母和螺栓。

适合的 3D 打印技术: DMLS

比较使用防水材料的零件生产成本

让我们来比较一下使用来自 Xometry 的 Instant Quote Engine 的不同防水 3D 打印材料生产零件的成本:

材质 3D 打印技术 每单位成本 每 10 件的单价 每 100 件的单价
聚丙烯 MJF 51.00 欧元 11.72 欧元 8.89 欧元
聚丙烯 SLS 51.00 欧元 31.57 欧元 30.69 欧元
尼龙 PA 12 SLS 20.96 欧元 15.03 欧元 12.73 欧元
尼龙 PA 12 FDM 18.70 欧元 10.35 欧元 5.63 欧元
ABS FDM 9.13 欧元 6.34 欧元 2.57 欧元
聚碳酸酯 FDM 34.45 欧元 25.89 欧元 25.03 欧元
PETG FDM 10.84 欧元 4.28 欧元 3.32 欧元
ASA FDM 18.75 欧元 6.60 欧元 3.99 欧元
不锈钢 316L / 1.4404 DMLS 387.12 欧元 294.83 欧元 按需定价

3D 打印防水技术

熔融沉积成型 (FDM)、立体光刻 (SLA) 和选择性激光烧结 (SLS) 是生产防水部件时最好的 3D 打印技术。在 FDM 打印过程中主要可以应用以下技术,以使打印部件具有更好的防水性能。

壁厚

以 0.15mm 的层厚打印可提供良好的打印质量和良好的防水部件。增加壁的厚度是减少水的孔隙率的一种方法。采用低层高、实心填充和高温可以增加壁厚。

增加炮弹

根据经验,增加的周长越多,生产防水部件的机会就越高。事实上,4 到 6 个周长与约 3 毫米壁厚的组合对于防水部件来说效果很好。然而,不同的材料具有不同的周长限制,因此考虑所选材料的周长限制非常重要。

更高的打印温度

较高的温度可以在每层之间提供更好的层粘合。这种改进的粘合减少了可能导致漏水的层间间隙。

获得防水部件的后处理选项

后期制作过程是确保您的零件具有服务所需的防水性能的可靠方法。

蒸汽平滑

这个过程涉及层的混合、层间隙的去除和部件周围密封的收紧。它主要是通过将溶剂应用于可溶性印刷品来完成的。值得注意的是,化学溶剂对材料来说有些特殊。

这种表面处理可用于 MJF 和 SLS 技术。

环氧涂层

在使用环氧树脂之前,对 3D 零件的表面进行打磨和抛光以使其尽可能光滑至关重要。这将确保它为环氧树脂的应用正确准备。两部分环氧树脂是获得防水 3D 零件的理想饰面。流动性刚好足以吸入 3D 打印中的裂缝、空隙或缝隙。然后环氧树脂硬化,形成防水的刚性层。

结论

Xometry Europe 不仅提供材料和 3D 打印工艺,还提供生产高质量和功能性防水部件所需的后处理操作。前往我们的即时报价引擎,探索我们的各种材料、技术和精加工选项,并上传您的 3D 模型。


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