选择ABS材料实现高质量FDM 3D打印

ABS塑料是一类常见的热塑性树脂，以高冲击强度、刚性和耐化学性著称。通过将类橡胶增韧剂与苯乙烯和丙烯腈化合物聚合而成，ABS塑料生产成本相对较低，易于CNC加工或铣削，且极适合注射成型。ABS塑料及相关的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯（ASA）材料熔点低，使其成为某些增材制造工艺的理想选择。

熔融沉积建模（FDM）是一种增材制造方法，通过加热喷嘴逐层挤出材料直到零件完成。FDM打印机可制造比许多其他增材技术更大的零件，并允许制造商以多种后处理选项快速、经济地生产原型和最终用途零件。

然而，不同的ABS和ASA材料可制造出具有各种物理化学特性的FDM打印组件，因此产品团队必须让最终应用需求指导材料选择。

FDM打印的关键材料考量

选择ABS热塑性塑料时，工程师应考虑最终零件的应用、功能、外观，以及材料是否需要额外认证。

零件的应用应是材料选择的主要驱动因素。例如，试图用软性、柔性材料制造需要高强度和抗冲击性的组件，只会削弱零件的功能有效性。

材料选择应与零件所需特性相匹配。零件的预期性能表现也会限制可行材料范围。要求阻燃、耐紫外线、柔性或提供电气绝缘的零件，在选择材料时各有特定考量。

某些ABS塑料可全CMYK彩色FDM打印，分辨率高、外观精美；其他则需要额外抛光或后处理。这些额外成本未必过高，但选择生产材料时应予考虑。

最后，视零件应用而定，材料可能需要通过FDA或其他行业特定组织的生物相容性、耐化学性、灭菌能力、毒性等认证。

以下是FDM常用的几种ABS和ASA材料。请注意，以下指标基于Stratasys材料，不同供应商间可能存在细微差异。

PC-ABS

聚碳酸酯（PC）与ABS热塑性塑料的结合体，兼具韧性、耐用性、耐热性和良好的弯曲强度。PC-ABS在制造工业设备和电动工具原型方面极具价值。以下指标基于XZ平面，除非另有说明。

• 热变形温度 @ 66 psi：257°F (125°C)
• 屈服强度：36 MPa (5,300 psi)
• 屈服伸长率：3.01%
• 断裂强度 (ZX取向)：34 MPa (5,070 psi)
• 断裂伸长率：4.7%
• 拉伸模量：1.98 GPa (270 ksi)
• 弯曲模量：1.9 GPa (270 ksi)
• 冲击强度：249 J/m缺口 (655 J/m无缺口)

ABS-ESD7

这种热塑性塑料具有静电耗散特性，适用于对静电放电敏感的应用，包括电子组装工装、包装和外壳。

• 热变形温度 @ 66 psi：221°F (105°C)
• 屈服强度：35 MPa (5,130 psi)
• 屈服伸长率：2.06%
• 断裂强度 (ZX取向)：35 MPa (4,920 psi)
• 断裂伸长率：3.4%
• 拉伸模量：2.7 GPa (390 ksi)
• 弯曲模量：2.4 GPa (350 ksi)
• 冲击强度：35 J/m缺口 (200 J/m无缺口)

ABS-M30

ABS-M30的层间结合力优于标准ABS，因此强度显著更高。它是功能原型、工装和最终用途零件的优秀材料。

• 热变形温度 @ 66 psi：220°F (104°C)
• 屈服强度：30 MPa (4,470 psi)
• 屈服伸长率：8.06%
• 断裂强度 (ZX取向)：35 MPa (4,920 psi)
• 断裂伸长率：3.4%
• 拉伸模量：2.4 GPa (320 ksi)
• 弯曲模量：2.22 GPa (320 ksi)
• 冲击强度：100 J/m缺口 (290 J/m无缺口)

ABS-M30i

这种高强度材料类似ABS-M30，额外优势是生物相容。材料可灭菌，非常适合接触食品、药品或皮肤的FDM打印组件。

• 热变形温度 @ 66 psi：204°F (96°C)
• 屈服强度：331 MPa (48,007 psi)
• 断裂伸长率：4%
• 拉伸强度：36 MPa (4,650 psi)
• 拉伸模量：2,400 MPa (350,000 psi)
• 弯曲强度：61 MPa (8,800 psi)
• 弯曲模量：2,300 MPa (336,000 psi)
• 冲击强度：139 J/m缺口 (283 J/m无缺口)

ASA

ASA类似ABS但提供卓越的耐紫外线性能，因此常用于暴露在自然环境中的零件和基础设施应用。

• 热变形温度 @ 66 psi：216°F (102°C)
• 屈服强度：33 MPa (4,750 psi)
• 屈服伸长率：2.52%
• 断裂强度 (ZX取向)：30 MPa (4,630 psi)
• 断裂伸长率：5.9%
• 拉伸模量：2.14 GPa (310 ksi)
• 弯曲模量：1.97 GPa (285 ksi)
• 冲击强度：45 J/m缺口 (285 J/m无缺口)

为什么选择ABS/ASA？

ABS和ASA树脂强度高、耐用、耐磨，适合广泛的零件应用，如防护外壳、消费品包装和其他需经受磨损的物体。ABS塑料还表现出良好的电气绝缘性和高尺寸稳定性，即不随时间机械降解。此外，ABS和ASA树脂制造成本低，适合各种预算规模的产品团队。

值得注意的是，ABS树脂长期暴露在阳光下会变脆。但如前所述，ASA塑料提供远优的耐紫外线和耐候性。

开始使用ABS/ASA

ABS和ASA树脂是一类用途广泛的热塑性材料，以高强度、刚性和抗冲击性著称——这些特性使它们成为许多需要耐用性的应用的理想选择。由于ABS家族提供多种不同的物理化学性能，选择最适合特定应用的材料是确保零件成功和有效性的关键。

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