«Можно ли печатать ABS на 3D-принтере без корпуса? Советы по печати ABS-пластиком»

3D-печать, которая требует долговечности, термостойкости и универсальности, часто использует нить ABS, потому что она отлично подходит для всего: от прототипов до некоторых промышленных компонентов. К сожалению, ABS известен тем, что им чрезвычайно трудно печатать, в основном из-за его склонности к деформации и растрескиванию. Решением ABS для чего-то подобного было бы использование 3D-принтера с корпусом, что позволяет контролировать температуру на протяжении всего процесса. Но что делать, если у вас его нет? Можно ли все еще добиваться успешных отпечатков с помощью ABS? В этой статье рассматриваются эти вопросы, а также даются полезные советы тем, кто хочет печатать ABS без корпуса. Продолжайте читать, чтобы узнать больше об оптимизациях, которые можно использовать для достижения наилучших результатов в неблагоприятных условиях.

Что такое АБС-нить и ее применение в 3D-печати?

Знание акрилонитрилбутадиенстирол

Благодаря своей прочности, ударопрочности и термостойкости акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) стал одним из наиболее часто используемых термопластичных полимеров в 3D-печати. ​​Пластик АБС сочетает в себе три компонента: акрилонитрил (который обеспечивает химическую стойкость), бутадиен (который обеспечивает прочность) и стирол (который обеспечивает жесткость). Три компонента позволяют АБС быть чрезвычайно универсальным и прочным. АБС широко используется в автомобильной промышленности, производстве бытовой электроники и даже в прототипировании благодаря своей способности выдерживать нагрузки и повреждения в течение длительного времени. Изготовление методом плавления нитей в основном используется для деталей, требующих прочности или высокой термостойкости, и АБС лучше всего подходит для этих применений.

Почему стоит выбрать ABS, а не PLA и PETG?

Благодаря своему широкому использованию ABS стал известен как наиболее распространенный термопластичный полимер в 3D-печати и термодинамической обработке. Его основные области применения — активные и пассивные корпуса встраиваемых систем, структурные детали низкого и среднего уровня и даже в качестве вспомогательных средств для прототипирования. В отличие от PLA, который не соответствует наилучшей выдерживаемой температуре, ABS превзошел своих оппонентов своей значительно лучшей термостойкостью. Хотя PETG в сочетании с другими полимерами может обладать некоторой ударопрочностью, они даже близко не приближаются к уровню, который обеспечивает ABS. Даже при постобработке, где требуется шлифовка, механическая обработка или покраска, ABS легче обрабатывать по сравнению с его конкурентами. Эта конкретная характеристика стала причиной того, почему ABS выбирают среди других в функциональных и промышленных случаях.

Использование и преимущества ABS в отношении технологий 3D-печати

ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) особенно выгоден в 3D-печати из-за своей прочной, гибкой, легко модифицируемой природы. Он идеально подходит для создания функциональных прототипов, поскольку способен поглощать удары, выдерживая при этом серьезные механические нагрузки. Его применение охватывает всю автомобильную, аэрокосмическую и потребительскую промышленность, все из которых требуют превосходных свойств материала. Кроме того, он используется в таких областях, как корпуса или ручки инструментов, из-за его способности выдерживать тепло. Его функции постобработки повышают его удобство использования, позволяя шлифовать, сверлить или даже красить для профессиональной отделки.

Как эффективно печатать ABS-пластиком на 3D-принтере без корпуса?

Как решить проблемы с короблением и адгезией

Достижение последовательных контуров или кривых с помощью 3D-печати ABS без закрытия принтера или перевода его в режим ожидания для подготовки рабочего пространства немного утомительно, но этого можно добиться, сосредоточившись на настройках; достигните температуры экструзии и печатающей головки в соответствии с тем, что уже было подчеркнуто в предыдущих разделах, а также следующими характеристиками:

Подготовка рабочей поверхности станины: Тщательно очистите и выровняйте поверхности рабочего стола, установите режим нагрева в диапазоне от 90 до 110 градусов по Цельсию, одновременно покрывая стол клеевым карандашом, листом ПЭИ или применяя более совершенный метод распыления воздуха.

1. Конфигурация первого слоя: Попробуйте уменьшить прилагаемую скорость движения крышки принтера на первых этапах шагов на 20–30 мм/с, одновременно увеличивая высоту слоя, в результате чего избежите помех между нитью и платформой.
2. Настройки нити: Также существует возможность изменения температуры термопластичного экструдера в диапазоне 230-260 градусов по Цельсию. Убедитесь, что нить сухая для лучшей консистенции, а настройки экструдера соответствуют спецификациям конкретного материала ABS.
3. Края и плоты: увеличивают высоту охватываемых отпечатков для повышения стабилизации и сглаживают центр инкапсулированного отпечатка, чтобы избежать подъема углов и улучшить адгезию.

Придерживаясь этих методов, тупые края и переход к сохранению правильных углов могут быть уничтожены в кратчайшие сроки. Направленные брекеты не являются обязательным условием, если закрытые настройки не включены.

Улучшение качества печати с помощью настроек печати

При выборе параметра ABS в настройках печати убедитесь, что качество и надежность печати сбалансированы, особенно при печати сложных компонентов модели.

1. Высота слоя и скорость печати: Отполированные результаты в стандартных отпечатках достигаются при высоте слоя, установленной в диапазоне 0.1-0.2 мм. Сбалансированное качество при умеренной скорости достигается при скорости печати, установленной в диапазоне 40-60 мм/с.
2. Множитель экструзии: Множитель экструзии можно изменять для калибровки потока материала в соответствии с конкретными потребностями. Множитель экструзии 1.0 обычно достаточен для большинства нитей ABS, но необходимо вносить дополнительные корректировки в зависимости от свойств нити.
3. Настройки охлаждения: Отключение или уменьшение мощности охлаждающего вентилятора во время печати имеет решающее значение, поскольку ABS-пластику требуется постоянный нагрев для предотвращения расслоения и деформации слоев.
4. Отзыв: Параметры расстояния и темпа завинчивания можно откалибровать для противодействия натяжению, установив высоту и темп на 1–3 мм и 20–40 мм/с соответственно для ABS.

Тщательная настройка вышеуказанных факторов имеет решающее значение для получения наилучшего качества от принтера ABS с точки зрения чистота поверхности, адгезия слоев и другие распространенные проблемы печати.

Гарантия адгезии и прочности слоев

Чтобы гарантировать надлежащую адгезию слоев и долговечность печати, поддерживайте температуру окружающей среды и камеры стабильной при использовании ABS. Установите температуру сопла в диапазоне от 220 до 250 градусов по Цельсию, что является рекомендуемым диапазоном поставщика филамента. Кроме того, убедитесь, что температура платформы составляет от 90 до 110 градусов по Цельсию, чтобы улучшить адгезию к поверхности построения и к пластику ABS. В первую очередь используйте клей, такой как суспензия ABS, или лучше всего нанесите специализированную поверхность для печати, чтобы можно было легко получить результаты. Наконец, убедитесь, что достигается постоянная экструзия, поддерживая систему подачи в хорошем рабочем состоянии и проводя частые калибровочные тесты.

Какая температура печати лучше всего подходит для нити ABS?

Установка правильной температуры экструдера

Температура экструдера для нити ABS требует горения в диапазоне от 220 до 250 градусов по Цельсию. Этот температурный диапазон обеспечивает надлежащее плавление и экструзию нити без слишком большой потери прочности, а также минимизирует проблемы недоэкструзии. Всегда перепроверяйте рекомендуемые поставщиком нити настройки, чтобы гарантировать точность. В противном случае некоторые формулы ABS могут немного отличаться. Начните с печати предварительного теста при температуре печати 220 градусов и медленно увеличивайте ее, если посчитаете необходимым, исходя из качества печати и адгезии слоев.

Значение температуры платформы при печати ABS

Правильная температура платформы важна при печати ABS. Она также гарантирует отсутствие деформации, а также способствует надлежащей адгезии. Начальная рекомендуемая температура платформы для печати по отношению к ABS обычно составляет от 90 до 110 градусов по Цельсию в зависимости от формулы используемой нити. Предварительный нагрев платформы печати до этого диапазона устанавливает состояние материала в нижней точке, предотвращая накопление холодного воздуха, который может привести к слишком быстрому охлаждению отпечатанных слоев. Кроме того, это снижает быстрое охлаждение усаженных слоев и повышает качество печати. ​​Для более высокой эффективности используйте подогреваемую платформу для ABS, покрытую листами PEI или клеевыми растворами для лучшей адгезии и превосходной производительности печати.

Как среда без закрытых помещений может поддерживать качество печати?

Оптимальное использование охлаждающих вентиляторов

Каждый пользователь ABS знает, что вентиляторы охлаждения полностью противопоказаны, так как они рискуют полностью испортить отпечатки. Тем не менее, вентиляторы можно использовать в некоторых ситуациях для сохранения качества печати. ​​Чрезмерное использование приводит к быстрому охлаждению, что увеличивает вероятность разделения слоев или деформации. Если охлаждение необходимо, направьте или установите скорость вентилятора на низкий процент (например, 20-30%). Кроме того, направляйте поток воздуха в сторону от отпечатка, чтобы уменьшить неравномерное охлаждение. Вентиляторы также следует использовать только после того, как будут напечатаны первые несколько слоев, чтобы гарантировать адекватную адгезию к столу. Закройте. Правильная регулировка вентиляторов гарантирует, что структурная устойчивость отпечатка не будет нарушена.

Улучшение адгезии во время нанесения первого слоя

Клеевые связи между первым слоем и моделью играют очень важную роль в успешной печати и должны быть оптимизированы. Установите поверхность печатной платформы так, чтобы она была чистой от любых частиц или жира и свободной от пыли. Во время подготовки к печати установите температуру подогреваемых платформ, обычно используемых для материалов ABS, на оптимальные уровни в диапазоне 90-110 °C. Дополнительные решения для захвата, такие как гло-карандаш, клеи или суспензия ABS, могут улучшить адгезию. Платформа должна быть правильно выровнена, а высота сопел должна быть правильно отрегулирована, при этом нить должна быть сильно сжата, но установлена ​​для прочного прилипания. Более низкие скорости при печати первого слоя (20-30 мм/с) также улучшают стабильность и однородность адгезии. Совместное использование всех этих факторов дает наилучшие результаты для прочного первого слоя.

Существуют ли другие способы печати ABS?

Как использовать ABS Juice для 3D-печати

ABS juice — это клеевой раствор, который часто используется для улучшения адгезии первого слоя нити ABS к печатной платформе. Он производится путем растворения небольших кусочков нити ABS в ацетоне до получения смеси желаемой консистенции. При использовании в виде спрея и нанесении на печатную платформу он улучшает сцепление поверхности, что снижает риск деформации и отсоединения во время печатные процессы.

Этот метод работает с первым слоем печати ABS, химически сплавляющимся с обработанной поверхностью, что обеспечивает прочную основу для модели. Печать ABS лучше всего работает при температуре печатной платформы 90-110 градусов, а нагретая печатная платформа должна быть обработана, чтобы гарантировать отсутствие избыточного накопления. Из-за ацетона эти пары опасны, поэтому их лучше всего использовать в проветриваемых помещениях. Кроме того, чтобы наилучшим образом использовать преимущества сока ABS, Avery Print требует регулярного обслуживания, чтобы поверхность платформы всегда была чистой. Интеграция сока ABS в рабочий процесс вне офиса снижает риск сбоев печати, вызванных плохой адгезией печати, что повышает удобство использования пластика ABS.

Исследование различных типов материалов, используемых для 3D-печати

В своем поиске различных материалов для 3D-печати я оцениваю их отличительные характеристики. Например, PLA очень распространен из-за простоты печати и экологичности. Однако ABS гораздо более долговечен и может выдерживать более высокие температуры, что делает его идеальным для многих функциональных деталей. PETG — это золотая середина между прочностью и гибкостью. Для других целей я могу использовать TPU из-за его эластичности, Nylon из-за его долговечности или модифицировать нити, такие как PLA с углеродным или древесным наполнителем для особого внешнего вида. Мой выбор зависит от параметров проекта, которые могут включать прочность материала, термостойкость, гибкость или внешний вид.

Часто задаваемые вопросы (FAQ):

В: Можно ли печатать ABS-пластиком без корпуса?

A: Можно печатать ABS без корпусов, но это не рекомендуется. Это связано с тем, что материал известен своей склонностью к короблению и усадке, что становится еще хуже без корпуса. Корпуса обеспечивают стабильную среду для печати и помогают поддерживать постоянную температуру окружающей среды, что снижает эти проблемы. Однако, если вам приходится печатать без корпуса, убедитесь, что область, в которой вы печатаете, полностью герметична, а также рассмотрите возможность использования временного корпуса или других решений своими руками.

В: Какие проблемы чаще всего возникают при 3D-печати с использованием ABS?

A: Наиболее распространенными проблемами при 3D-печати с ABS являются деформация, разделение слоев и плохая адгезия к платформе. Эти две проблемы часто возникают из-за быстрых перепадов температуры и охлаждения. Поскольку ABS усаживается во время охлаждения, детали могут отрываться от платформы печати. ​​Эти проблемы можно устранить, поместив принтер в корпус, добившись лучшей адгезии к платформе и настроив параметры принтера на более оптимальные.

В: Как улучшить адгезию к поверхности стола при печати АБС-пластиком?

A: Увеличить адгезию к столу при использовании нити ABS можно разными способами, например: установить подогретый стол на 100-110°C, использовать суспензию ABS или другие специальные клеи, убедиться, что первый слой слегка прижат к столу, и использовать край или плот. Кроме того, установка среды печати без сквозняков, а также обеспечение постоянной температуры окружающей среды дополнительно поможет предотвратить коробление и улучшить адгезию.

В: Каковы преимущества выбора АБС в качестве материала для 3D-печати?

A: Основная причина, по которой ABS широко используется в 3D-печати, заключается в исключительных механических свойствах, которые он обеспечивает. Он обладает высокой прочностью с хорошей ударной вязкостью и термостойкостью. По сравнению с PLA, детали из ABS имеют более высокую температуру стеклования, поэтому они отлично подходят для термостойких применений. Тем не менее, ABS легко поддается последующей обработке, шлифуется, окрашивается и склеивается, что делает его пригодным для функциональных и эстетических компонентов.

В: Как печатать с использованием ABS на Prusa i3 или любом другом подобном принтере с открытым корпусом?

A: При использовании принтера с открытым корпусом, такого как Prusa i3, для печати с использованием ABS следуйте следующим рекомендациям: используйте самодельный корпус, например картонную коробку или акриловые листы, убедитесь, что подогреваемый стол поддерживается на уровне 100-110°C, используйте АБС-суспензию на поверхности печати для улучшения адгезии, измените настройки печати (используйте более медленную скорость и установите более высокую температуру) и, наконец, убедитесь, что в области печати нет сквозняков. Эти меры не являются идеальными, но они могут позволить вам печатать АБС без встроенного корпуса.

В: В чем разница между печатью ABS и PLA?

A: При рассмотрении свойств материалов и методов печати ABS и PLA различаются на нескольких уровнях. ABS требует более высоких температур печати (220-250 °C) и подогреваемого стола, тогда как PLA печатает при более низких температурах (180-220 °C) и почти не требует такого же подогреваемого стола. ABS более склонен к деформации, поэтому для достижения наилучших результатов требует корпуса, в то время как PLA можно печатать без этих соображений. С другой стороны, ABS обеспечивает улучшенные механические характеристики и термостойкость, в то время как PLA биоразлагаем и больше подходит для начинающих пользователей.

В: Как подготовить корпус для 3D-печати ABS?

A: После принятия решения о 3D-печати с использованием ABS, необходим корпус. Хотя существуют различные методы создания корпуса с использованием большой картонной коробки, старого шкафа, деревянной рамы с акриловыми или поликарбонатными панелями или даже палатки для выращивания, ключевым аспектом является проектирование области, которая может поддерживать постоянную температуру воздуха. Кроме того, убедитесь, что есть вентиляция, чтобы поддерживать безопасность. Для контроля температуры можно использовать лампочку или небольшой обогреватель. Более того, некоторые производители любят добавлять термометры и гигрометры, чтобы отслеживать внутренние условия сухого ящика или корпуса.

В: Как изменить настройки принтера для печати на ABS-пластике?

A: Для идеальных результатов 3D-печати с ABS следует строго соблюдать следующие общие настройки: температура сопла 230–250 °C, температура стола 100–110 °C, скорость печати 30–60 мм/с и высота слоя 0.1–0.3 мм. Вентилятор охлаждения следует отключить или уменьшить, поскольку это необходимо для предотвращения слишком быстрого охлаждения. Дополнительный совет — использовать кайму или плот во время печати для улучшения адгезии. Эти конкретные аспекты могут отличаться в зависимости от вашего принтера и нити, поэтому будьте готовы к корректировкам.

Справочные источники

1. Влияние переменной температуры сопла и структуры поперечного сечения на прочность на растяжение между слоями образцов ABS, напечатанных на 3D-принтере

• Авторы: М. Фоппиано, А. Салуджа, К. Фаязбахш
• Journal: Экспериментальная механика
• Дата публикации: Июль 20, 2021
• Токен цитирования: (Фоппиано и др., 2021, стр. 1473–1487.)
• Резюме:
  • В этом исследовании анализируется влияние прочности на растяжение между слоями в образцах ABS, напечатанных на 3D-принтере, при различных температурах сопла и поперечных сечениях. Авторы уделили особое внимание экспериментам, которые позволили оценить наиболее благоприятные условия для печати деталей ABS с точки зрения механических свойств. Результаты показывают, что адгезия между слоями улучшается при повышенных температурах сопла. Это особенно важно для деталей, которые печатаются без корпуса, поскольку они с большей вероятностью деформируются и расслаиваются. В исследовании освещаются некоторые вопросы, связанные с настройкой параметров печати для достижения оптимальной производительности деталей ABS.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОИЗВОДСТВА НА МЕЖСЛОЙНОЕ ПОВЕДЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ 3D-ПЕЧАТИ С АРМИРУЮЩИМИ ВОЛОКНАМИ И БЕЗ НИХ

• Авторы: Давид Ранс Ангуло, Хесус Куартеро Салафранка, Лоренцо Родригес Вильякампа, Рамон Миральбес Буиль, Хосе Антонио Гомес Гарсия
• Journal: DYNA
• Дата публикации: 1 января 2023
• Токен цитирования: (Ангуло и др., 2023 г.)
• Резюме:
  • В этом документе освещается опыт и численное исследование явлений, вызванных различными параметрами производства промежуточных слоев для 3D-печатных деталей, сформированных из ABS и его армированных сортов. Авторы построили модель конечных элементов для моделирования изменений температуры и высоты слоя и их влияния на механические свойства печатных деталей. Результаты показывают, что вариация адгезии между слоями значительна в деталях, изготовленных методом печати без корпуса, что может привести к потере прочности и короблению. Это ясно показывает ужасные последствия отсутствия контроля условий работы принтера.

3. Анализ усталостной прочности вала из материала ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) в результате процесса 3D-печати под действием вращающейся изгибающей нагрузки

• Авторы: Вахид Абдуррахман, Мухамад Фитри
• Journal: Материаловедение Форум
• Дата публикации: 25 января 2022
• Токен цитирования: (Абдуррахман и Фитри, 2022, стр. 137–144.)
• Резюме:
  • В этом исследовании оценивается усталостная прочность вращающихся изгибающих нагрузок на валах из АБС, напечатанных на 3D-принтере. Исследование сосредоточено на образцах, напечатанных с различной плотностью заполнения, в частности 100% и 75%, чтобы пролить свет на эффективные методы печати. ​​Авторы отметили, что, в отличие от других структур, детали из АБС без корпусов продемонстрировали превосходные усталостные характеристики при 100% плотности заполнения. Результаты показывают, что, хотя можно печатать АБС без корпуса, особое внимание следует уделять плотности заполнения, если ожидается, что компонент будет иметь высокую усталостную прочность.

4. Влияние температуры окружающей среды и кристаллической структуры на вязкость разрушения и производство термопластика с помощью FDM 3D-принтера с корпусом

• Авторы: С. Тумсорн, Ваттаначай Прасонг, А. Исигами, Т. Куросе, Ютака Кобаяши, Х. Ито
• Journal: Журнал производства и обработки материалов
• Дата публикации: 8 февраля 2023
• Токен цитирования: (Тумсорн и др., 2023 г.)
• Резюме:
  • В данной статье анализируется влияние температуры и кристалличности на вязкость разрушения термопластиков, обработанных методом послойного наплавления (FDM). Авторы провели испытания в различных условиях окружающей среды, включая незамкнутые установки, чтобы проанализировать их влияние на механические свойства и межслойную адгезию. Результаты показали, что отсутствие корпуса 3D-принтера при печати ABS приводит к снижению вязкости разрушения из-за неоптимального межслойного сцепления при более низких температурах окружающей среды. Исследование подчеркивает необходимость контроля условий окружающей среды при печати.

5. Акрилонитрил-бутадиен-стирол

6. 3D печать