FDM 3D 打印：比较 ASA、PETG 和 PC 灯丝

熔丝制造 (FFF) 或更广为人知的熔融沉积建模 (FDM) 仍然是最受欢迎的 3D 打印技术之一。随着技术的不断发展，FDM 正在制造车间找到更多的工业应用。开发新的 高分子材料 是这一发展背后的关键因素。

在今天的教程中，我们将研究可用于 FDM 3D 打印的三种流行的热塑性材料：ASA、PETG 和 PC。我们将探讨它们的优点、局限性以及成功打印的技巧。

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ASA、PETG 和 PC 比较

材料 优点 缺点 常见应用 ASA强抗紫外线和耐化学性
易于后处理可能难以印刷
需要较高的印刷温度
散发出难闻的烟雾保险杠罩
花园设备
夹具和固定装置 PETGS比 ABS 强
食品安全
几乎没有翘曲/收缩缺陷吸湿
容易“拉丝”
可以粘在印刷表面
难以涂漆/涂胶食品储存容器
假肢设备
包装 PC 坚固且坚固
透明
可承受苛刻的后处理方法，例如翻滚吸湿
需要最佳条件才能成功印刷模具
进气歧管（加强型）夹具和固定装置

使用 ASA 进行 3D 打印

什么是 ASA？

丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯 (ASA) 是一种常见的 3D 打印热塑性塑料，具有高抗紫外线和耐化学性。

ASA 最初是作为 ABS 的高级版本开发的，与 ABS 相比，它更适合户外使用，长时间暴露在阳光下会损坏。

尽管 ASA 在结构上与 ABS 非常相似，但还是有一些关键区别。例如，ABS 在阳光下会变脆，而 ASA 的材料配方使其耐候性和抗紫外线能力是 ABS 的十倍。

因此，其卓越的抗紫外线和耐候性使 ASA 成为户外应用的理想选择。

为什么使用 ASA 打印？

• 机械性能强 ：ASA 具有很高的抗冲击性和耐高温性，这意味着零件可以长时间承受机械应力。
  
  
• 抗紫外线 ：该材料具有出色的紫外线稳定性，这意味着它在暴露于阳光下时仍能保持其特性。
  
  
• 良好的耐化学性 ：ASA 可耐受多种化学品，包括饱和碳氢化合物、润滑油、植物油和动物油、盐水溶液、弱酸和弱碱以及水。
  
  
• 易于后期处理 ：ASA 非常适合各种后处理技术。打磨、涂漆（使用丙烯酸涂料）、粘合、铣削、钻孔和切割——所有这些后处理步骤都可以使用 ASA 零件完成。该材料还可溶解在丙酮等溶剂中，从而使层线易于平滑。

ASA 有哪些限制？

• 需要高挤出机温度 ：使用 ASA 打印时，挤出机和打印床的温度都必须很高，这使得打印过程非常耗能。
  
  
• 难以打印 ：当打印温度设置不正确时，会在打印部件时产生内应力，从而导致翘曲、部件薄弱和分层。
  
  
• 烟雾 ：ASA 在印刷过程中会散发出强烈而有臭味的烟雾。烟雾可能会引起刺激和头痛，因此确保您的工作空间通风良好非常重要。但是，许多可用的 FDM 3D 打印机都配备了外壳或过滤器以及用于排烟的风扇。

ASA的常见应用

户外应用

由于其紫外线稳定性，ASA 非常适合户外应用，从电气外壳到园艺设备和汽车零件。

汽车

良好的机械性能和相对较低的价格使 ASA 成为功能原型和一些最终用途部件的绝佳选择。对于汽车应用，ASA 可用于制作零件原型，包括保险杠罩、格栅、侧视镜外壳和仪表板支架。

工具

轻巧的符合人体工程学的手柄/把手、装配固定装置和夹具、垫料、工具箱也是非常适合 ASA 的应用。

3D 打印 ASA 的提示

基本打印要求：

挤出机温度 :230-250°C

打印床温度 :95-110°C

外壳 :强烈推荐

印花床单 :推荐 (Kapton 胶带, ABS Slurry)

• ASA 对温度非常敏感。由于不同的 ASA 灯丝制造商的理想温度设置略有不同，因此始终建议遵循您的灯丝制造商指定的要求。
  

• 为防止翘曲和分层，建议使用粘性良好的胶带，例如 Kapton 胶带。 Kapton 胶带还有助于将热量均匀地散布在打印床上，并获得具有光泽底部的打印效果。
  

• 由于打印温度高，使用 ASA 打印的部件可能会过热，从而导致输出质量不佳。为了避免这个问题，一个好的经验法则是在较高的温度下打印前几层，然后将打印的其余部分的温度降低 5 度。
  

• 使用冷却风扇是另一种应对过热的方法。建议以尽可能低的速度（总功率的 10-25%）使用层风机。这将有助于冷却材料，而不会产生可能导致开裂的突然温度变化。
  

• 在后处理方面，ASA 部件可以通过将打印部件浸入丙酮浴中进行平滑处理。然后可以直接粘合和涂漆，无需涂底漆。

使用 PETG 进行 3D 打印

什么是PETG？

用于从食品包装到水瓶的所有物品，聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PETG) 是当今使用最广泛的聚合物之一。

PETG 是更常见的 PET 材料的变体，用作 3D 打印的灯丝。然而，PETG 是乙二醇改性的，这使得灯丝比 PET 更清晰、更柔软，更适合 3D 打印。

这种热塑性塑料结合了 ABS 和 PLA 最有用的特性。凭借 ABS 的强度和 PLA 的易用性，PETG 作为一种耐用、耐高温且相对柔韧的材料脱颖而出，是机械零件和功能原型的理想选择。

为什么要使用 PETG？

• 优于ABS ：PETG 抗冲击，比 ABS 更耐用。由于具有强大的层粘附力，它可以更好地承受紫外线，并且通常不太难打印。此外，PETG 不会散发出难闻的气味。
  
  
• 很少有与温度相关的问题 ：使用 PETG 打印时，您的零件不太可能因温度变化而翘曲或收缩。
  
  
• 它被认为是食品安全的： 也就是说，一定要检查相关灯丝制造商的规格。

PETG 的局限性是什么？

• PETG 具有吸湿性 ：这意味着它会吸收空气中的水分。空气湿度会对材料产生负面影响，并可能导致打印失败。因此，灯丝应存放在干燥的环境中。

• PETG 容易“拉丝”： 当挤出机熔化比理想情况下更多的材料时，就会发生这种情况。当挤出机移动时，多余的材料会滴落，粘在层上并产生串，从而影响打印的准确性。正确调整打印设置可以减轻这种影响。
  
  
• 可能与打印床融合 ：有时，PETG 会在打印过程中融合到打印床上。这会使得在不损坏打印床表面的情况下难以移除。因此，强烈建议不要在玻璃和 PEI 等表面上打印。相反，您可以使用胶棒或发胶等脱模剂涂抹构建表面，以确保打印成功。
  
  
• 由于 PETG 的特性使得粘合剂难以粘附，部件可能很难涂漆或粘合。

常见应用

制造

由于被认为是食品安全的，PETG 是制造业中的常用材料，可用于制造水瓶和饮料瓶、食用油容器以及符合 FDA 要求的食品储存容器。

由于具有高抗冲击性，PETG 也适用于打印可能承受突然或持续压力的产品，例如保护部件、假肢装置、夹具和固定装置以及机械零件。

包装

产品包装是另一个可以使用 PETG 的例子。例如，由 PETG 制成的透明包装可用于展示物品，而该材料的抗冲击性将确保其安全。

PETG 能够承受严格的灭菌过程也使其适用于制药和医疗器械包装。

开始使用 3D 打印 PETG 的提示

基本打印要求：

挤出机温度 :220-260°C

打印床温度 :50-75°C

外壳 :没必要

印花床单 ：胶棒，蓝色画家胶带

• 始终以大约 15 毫米/秒的低打印速度开始，这通常会帮助您找到最适合您的材料的设置。找出最佳设置后，您就可以提高打印速度。
• 为防止渗出和拉丝，您可以稍微增加缩回长度——直接挤出机增加 1mm，Bowden 型挤出机增加 2-3mm。如果您仍然得到琴弦，您可以使用热风枪将任何剩余的琴弦烧掉，一个零件已完成。
• 如果打印件中的层开始分离或破裂，则需要降低冷却风扇的速度。使用的冷却越少，挤出层与零件的其余部分完全粘合的时间就越长。

聚碳酸酯 3D 打印

什么是聚碳酸酯？

聚碳酸酯（PC） 是可用于 3D 打印的最坚固的工程塑料之一。如果您需要能够承受强烈冲击的坚固、耐热和尺寸稳定的部件，那么 PC 将是一个有吸引力的材料选择。

PC 对 3D 打印来说可能非常具有挑战性，因为它需要高温才能正确挤出，并且比其他热塑性塑料（如 ABS）更容易翘曲和分裂。但是，一旦掌握，它可以为您的下一个工程应用生产坚固耐用的 3D 打印部件。

为什么要用 PC 进行 3D 打印？

• 优良的材料特性 ：PC 是一种刚性材料，具有高刚度、强度和耐热性。 PC 具有中等的耐化学性和优异的耐温性。
  
  
• 良好的光学特性 ：PC 的透明度可与玻璃媲美。这种材料比大多数其他塑料（包括 PETG）能更好地传输可见光。
  
  
• 易于后期处理 ：PC 的高抗冲击性使翻滚成为自动化后处理的合适选择。通过振动砂粒，可以在不损坏零件的情况下快速平滑层线。

PC 有哪些限制？

• 与 PETG 一样，PC 具有吸湿性，因此您应将灯丝置于可控的低湿度环境中，以防止其吸收空气中的水分。
  
  
• 如果不满足最佳条件，PC 并不是最容易进行 3D 打印的材料。由于其高耐热性，PC需要在高温（通常在250°C以上）下打印。然而，高温会导致部件内应力积聚，导致其翘曲、分层和难以粘附在打印床上。

常见应用

PC 已被广泛用于太阳镜镜片、潜水面罩、电子显示屏和手机壳等应用中。

注塑模具

由于 PC 坚固且耐热，因此是高应力、承载应用的理想选择，并且可以承受高达 110 ºC 的温度。用于小批量制造的注塑模具、工具和功能原型都是使用 PC 进行 3D 打印的理想选择。

进气歧管

碳增强 PC 也非常适合制造进气歧管和其他高温部件。

3D 打印 PC 的提示

基本打印要求：

挤出机温度 :250-300°C

打印床温度 :90-150°C

外壳 :推荐

印花床单 :胶棒, PEI

• PC 需要受控的高温打印环境。为确保受控环境，建议使用全封闭 3D 打印机。这将使 3D 打印机内部的温度保持在必要的水平，从而促进更高的打印成功率、更好的质量和打印部件的性能。
  
  
• 要获得最佳的打印床附着力，一个好的经验法则是在构建板上涂一层薄薄的胶水或使用 PEI 板。
  
  
• 使用 PC 进行 3D 打印时，务必在关闭冷却风扇的情况下进行打印，以防止卷曲和翘曲。
  
  
• PC 耗材在打印时容易渗出。为防止这种情况，请尝试增加回缩距离和回缩速度。但是，为防止喷嘴堵塞，请避免缩回距离超过 10 毫米。

明智地选择您的 FDM 材料

为您的需求选择合适的材料取决于您的具体应用。

ASA、PETG 和 PC 都有其最适合的优势和应用。如果您正在寻找用于制造户外用途和原型部件的灯丝，ASA 是一个不错的选择。对于坚固耐用的功能原型，您可能需要看看 PETG。最后，如果您想 3D 打印透明但非常坚硬的部件，请选择 PC 灯丝。

FDM 3D 打印有时会很棘手；然而，通过正确的方法，这些挑战是可以克服的。

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