需要耐用性、耐熱性和多功能性的 3D 列印通常使用 ABS 長絲，因為它可以出色地適用於從原型到一些工業部件的所有東西。不幸的是，ABS 因極難列印而聞名，主要是因為它容易翹曲和開裂。對於此類情況，ABS 的解決方案是使用具有外殼的 3D 列印機，以便在整個過程中控制溫度。但如果你沒有的話該怎麼辦？使用 ABS 還能成功列印嗎？本文探討了這些問題，並為那些尋求在不使用外殼的情況下列印 ABS 的人提供了有用的建議。繼續閱讀以了解更多有關在惡劣條件下可以採用的最佳化方法以實現最佳結果的資訊。
什麼是 ABS 長絲及其在 3D 列印中的用途？
認識丙烯腈丁二烯苯乙烯
由於其強度、抗衝擊性和耐熱性，丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 已成為 3D 列印中最常用的熱塑性聚合物之一。 ABS 塑膠由三種成分組成：丙烯腈（提供耐化學性）、丁二烯（提供韌性）和苯乙烯（提供剛性）。這三種成分使得 ABS 用途極為廣泛且強度高。 ABS 因其能夠長期承受壓力和損壞的能力而被廣泛應用於汽車、消費性電子產品甚至原型產業。熔融長絲製造主要用於需要強度或高熱阻的零件，ABS 最適合這些應用。
為什麼選擇 ABS 而不是 PLA 和 PETG？
由於用途廣泛，ABS 已成為 3D 列印和熱力學加工中最常見的熱塑性聚合物。其主要應用是嵌入式系統的主動和被動外殼、中低階結構部件，甚至作為原型設計的輔助工具。與未達到最高耐受溫度標準的 PLA 不同，ABS 憑藉明顯更優異的耐熱性脫穎而出。儘管 PETG 與其他聚合物結合可能具有一定的抗衝擊性，但它們甚至無法達到 ABS 所提供的水平。即使在需要打磨、機械加工或噴漆的後製中，ABS 也比其他競爭對手更容易操作。這一特殊特性解釋了為什麼 ABS 在功能和工業場合中更受青睞。
ABS 在 3D 列印技術中的用途與優勢
ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）由於其強度高、靈活、易於修改的特性，在 3D 列印方面尤其具有優勢。它是創建功能原型的理想選擇，因為它能夠吸收衝擊，同時承受巨大的機械力。它的用途遍及汽車、航空航太和消費品產業，這些產業都需要優異的材料性能。此外，由於其耐熱能力，它還可用於外殼或工具手柄等應用。它的後處理功能提高了其可用性，使他能夠打磨、鑽孔甚至塗漆以獲得專業的效果。
如何有效地進行無外殼 3D 列印 ABS？
如何解決翹曲和粘合問題
在準備工作空間時無需關閉印表機或使其閒置即可實現 ABS 3D 列印連續的輪廓或曲線，這有點繁瑣，但可以透過專注於設定來完成；達到前面章節中已經強調的擠出和印字頭溫度以及以下規格：
工作床面的準備： 適當清潔並打磨工作床的表面區域，並將其設定為90至110攝氏度之間的加熱模式，同時用膠棒、PEI 片塗覆床面，或採用空氣噴塗等更先進的方法。
- 第一層的配置： 嘗試在步驟的前階段將印表機蓋的施加速度降低 20 到 30mm/s，同時增加層高，從而避免燈絲和床之間的阻礙。
- 燈絲設定： 還可以將熱塑性擠出機的溫度改變到攝氏 230-260 度的範圍。確保燈絲乾燥以獲得最佳一致性，並且擠出機設定與特定 ABS 材料的規格相對應。
- 邊緣和筏：增強包圍印刷品的高度以增強穩定性，並使封裝印刷品的中心平滑，以避免抬起角落並提高附著力。
堅持這些技術，鈍邊和保持適當角度的轉變很快就能被撕碎。當未啟用封閉設定時，瞄準支架不是先決條件。
透過列印設定提高列印品質
當關注列印設定的 ABS 參數時，請確保列印品質和可靠性達到平衡，特別是在列印模型的複雜組件時。
- 層高和列印速度： 當層高度設定在 0.1-0.2 毫米之間時，標準列印可獲得完美的效果。當列印速度設定在 40-60 毫米/秒之間時，可以實現均衡的品質和適中的速度。
- 擠壓倍增器： 可以修改擠壓倍增器來根據特定需求校準材料流量。 1.0 擠出係數通常足以滿足大多數 ABS 長絲的要求，但需要根據長絲特性進行進一步調整。
- 冷卻設定： 由於 ABS 需要持續的熱量來避免層分離和翹曲，因此在列印時禁用或減少冷卻風扇至關重要。
- 縮回： 可以將擰緊距離和速度的參數校準為反向拉線，對於 ABS，高度和速度分別設定為 1-3 毫米和 20-40 毫米/秒。
仔細調整上述因素對於 ABS 印表機獲得最佳品質至關重要 表面光潔度、層黏附等常見的印刷問題。
保證層附著力和強度
為了確保各層的正確黏附和列印的耐久性，在使用 ABS 時應保持周圍環境和室內溫度穩定。將噴嘴溫度設定為攝氏 220 至 250 度的範圍，這是燈絲供應商建議的範圍。另外，確保床溫在 90 到 110 攝氏度之間，以提高對構建表面和 ABS 塑料的粘附性。主要使用像 ABS 漿料這樣的黏合劑或最好使用專門的印刷表面以便輕鬆獲得結果。最後，保持進料系統處於良好的工作狀態並頻繁進行校準測試，確保實現一致的擠壓。
哪種列印溫度最適合 ABS 長絲？
設定正確的擠出機溫度
ABS 長絲的擠出機溫度要求燃燒在攝氏 220 至 250 度之間。此溫度範圍可讓長絲適當熔化和擠出，而不會損失太多的強度，同時也能最大限度地減少擠出不足的問題。請務必反覆檢查燈絲供應商建議的設置，以確保準確性。否則，ABS 的某些配方可能會略有不同。首先在 220 度的列印溫度下進行預測試，然後根據列印品質和層黏附性需要緩慢增加溫度。
床溫在 ABS 列印中的重要性
在 ABS 列印中，獲得正確的床層溫度非常重要。它還可以確保不會發生翹曲，同時也有助於適當的黏附。對於 ABS 來說，初始建議的建造平台溫度通常在 90 到 110 攝氏度之間，具體取決於所用燈絲的配方。將列印床預熱到這個範圍可以將材料狀態設定在較低的界限，防止冷空氣的積聚，這會導致列印層冷卻得太快。此外，它減少了收縮層的快速冷卻並提高了列印品質。為了提高效率，請使用 ABS 加熱床，並覆蓋 PEI 片或黏合劑溶液，以獲得更好的黏附性和卓越的列印性能。
無外殼環境如何保持列印品質？
最佳地使用冷卻風扇
每個 ABS 用戶都知道，冷卻風扇是完全禁忌的，因為它們可能會徹底毀掉列印件。不過，在某些情況下可以使用風扇來保持列印品質。過度使用會導致快速冷卻，從而增加層間分離或翹曲的可能性。如果需要冷卻，請將風扇速度引導或設定為較低百分比（例如 20-30%）。此外，將氣流引導離列印件以減少不均勻的冷卻。僅在列印前幾層後才應使用風扇，以確保足夠的床黏附力。關閉。正確調整風扇可確保列印的結構穩定性不受影響。
增強第一層的附著力
第一層和模型之間的黏合劑對於列印成功至關重要，需要進行最佳化。設定列印床表面，使其沒有任何顆粒或油脂，也沒有灰塵。在準備列印期間，將常用於 ABS 材料的加熱床溫度設定為 90-110 °C 範圍內的最佳水準。諸如螢光棒、黏合劑或 ABS 漿料等進一步的夾持解決方案可以提高黏著性。床需要適當調平，噴嘴的高度需要正確調整，並且燈絲設置為受到很大擠壓但又要牢固粘附。列印第一層時較低的速度（20-30 毫米/秒）也能提高黏附的穩定性和均勻性。將所有這些因素結合起來，就能創造出堅固的第一層的最佳效果。
還有其他方法可以列印 ABS 嗎？
如何使用 ABS 汁液進行 3D 列印
ABS 汁是一種黏合劑溶液，常用於增強 ABS 長絲與列印床的第一層黏合力。其製備方法是將小塊 ABS 長絲溶解在丙酮中，直到達到所需稠度的混合物。當以噴霧形式使用並應用於列印床時，它可以提高表面抓地力，從而降低列印過程中翹曲和脫落的風險 印刷工藝.
此方法將 ABS 列印的第一層與處理過的表面進行化學融合，為模型提供堅實的基礎。 ABS 列印在列印床溫度為 90-110 度時效果最佳，並且應對加熱的列印床進行處理以確保沒有多餘的堆積物。由於含有丙酮，這些煙霧具有危險性，因此最好在通風的地方使用。此外，為了充分利用 ABS 汁液的優勢，Avery 列印需要定期維護以確保床面始終清潔。將 ABS 果汁整合到外部工作流程中可降低因列印附著力差而導致列印失敗的風險，從而提高 ABS 塑膠的易用性。
探究用於 3D 列印的各種資料
在尋找不同的 3D 列印材料的過程中，我評估了它們的獨特特性。例如，PLA 因其易於列印並且環保而非常常見。然而，ABS 更加耐用，可以承受更高的溫度，使其成為許多功能部件的理想選擇。 PETG 介於強度和柔軟度之間。對於其他用途，我可以使用 TPU 來獲得它的彈性，使用尼龍來獲得它的耐用性，或者修改碳填充或木材填充的 PLA 等細絲以獲得特殊外觀。我的選擇取決於項目的參數，其中可能包括材料的強度、耐熱性、柔韌性或外觀。
常見問題（FAQ）
Q：不使用外殼可以使用 ABS 進行列印嗎？
答：可以列印不含外殼的 ABS，但不鼓勵這樣做。這是因為材料容易彎曲和收縮，如果沒有外殼，情況會變得更糟。外殼為列印提供了穩定的環境，並有助於維持恆定的環境溫度，從而減少這些問題。但是，如果您必須在沒有外殼的情況下進行列印，請確保列印區域完全密封，並考慮使用臨時外殼或其他 DIY 解決方案。
Q：ABS 3D 列印常見問題有哪些？
答：使用 ABS 進行 3D 列印時最常見的問題是翹曲、層分離和床黏附性差。這兩個問題通常源自於快速的溫度變化和冷卻。由於 ABS 在冷卻過程中會收縮，零件可能會從列印床上脫落。可以透過將印表機放入外殼中、實現更好的床面黏著性以及將印表機設定調整為更優化的設定來解決這些問題。
Q：使用 ABS 長絲列印時，如何增加床面附著力？
答：使用 ABS 長絲時，可以透過多種方式增加床層附著力，例如：將加熱床設定為 100-110°C、使用 ABS 漿料或其他特定黏合劑、確保第一層輕輕壓在床上以及使用邊緣或筏。此外，設定無氣流的列印環境以及確保穩定的環境溫度將進一步有助於防止翹曲和提高黏著性。
Q：選擇 ABS 作為 3D 列印材料有哪些好處？
答：ABS 在 3D 列印中廣泛應用的主要原因是其具有出色的機械性能。它具有很強的韌性，具有良好的抗衝擊強度和耐熱性。與 PLA 相比，ABS 零件具有更高的玻璃化轉變溫度，因此非常適合耐熱應用。然而，ABS 易於後期處理、打磨、上漆和黏合，使其適合用於功能性和美觀性的組件。
Q：如何在 Prusa i3 或任何其他類似的開放式印表機上使用 ABS 進行列印？
答：使用 Prusa i3 等開放式印表機列印 ABS 時，請遵循以下建議：使用 DIY 外殼，例如紙板箱或 亞克力板，確保加熱床保持在100-110°C，在列印表面使用ABS漿料以增強附著力，修改列印設定（使用較慢的速度並設定較高的溫度），最後確認列印區域沒有草稿。這些措施並不理想，但它們可以讓您在沒有內建外殼的情況下列印 ABS。
Q：列印 ABS 和 PLA 有什麼區別？
答：從材料特性和列印方法來考慮，ABS 和 PLA 在多個層面上有所不同。 ABS 需要更高的列印溫度（220-250°C）和加熱床，而 PLA 在較低的溫度下列印（180-220°C）並且幾乎不需要相同的加熱床。 ABS 更容易翹曲，因此需要封閉才能獲得最佳效果，而 PLA 則無需考慮這些即可列印。另一方面，ABS 具有更好的機械性能和耐熱性，而 PLA 可生物降解，更適合新手用戶。
Q：如何準備 3D 列印 ABS 的外殼？
答：決定使用 ABS 進行 3D 列印後，需要一個外殼。雖然可以使用大紙箱、舊櫥櫃、帶有丙烯酸或聚碳酸酯面板的木製框架、甚至是種植帳篷來創建圍欄，但關鍵是設計一個可以維持恆定大氣溫度的區域。此外，確保通風以確保安全。可以使用燈泡或小型加熱器來幫助控制溫度。此外，一些製造商喜歡添加溫度計和濕度計來追蹤乾燥箱或外殼的內部狀況。
Q：如何變更印表機上的 ABS 列印設定？
答：為了獲得理想的 ABS 3D 列印效果，應嚴格遵循以下常規設定：噴嘴溫度為 230-250°C、床層溫度為 100-110°C、列印速度範圍為 30-60 mm/s 以及層高為 0.1-0.3 mm。應停用或減少冷卻風扇，因為有必要避免過快冷卻。另外一個技巧是在列印時使用帽簷或筏子來增加黏著力。這些具體方面可能會根據您的印表機和燈絲而有所不同，因此請做好調整的準備。
參考資料
1. 可變噴嘴溫度和橫斷面圖案對 3D 列印 ABS 樣品層間拉伸強度的影響
- 作者： M. Foppiano、A. Saluja 和 K. Fayazbakhsh
- 日誌： 實驗力學
- 發布日期： 2021 年 7 月 20 日
- 引文標記： (Foppiano 等人，2021 年，第 1473–1487 頁)
- 概要：
- 本研究分析了不同噴嘴溫度和橫斷面圖案對3D列印ABS試樣層間拉伸強度的影響。作者特別關注實驗，這些實驗可以讓人們從機械性能方面評估列印 ABS 部件的最有利條件。結果表明，隨著噴嘴溫度的升高，層間附著力得到改善。這對於沒有外殼的列印零件尤其重要，因為它們更容易彎曲和分層。該研究強調了與調整列印參數以實現 ABS 零件最佳性能相關的一些問題。
2. 製造參數對含和不含增強纖維的 3D 列印材料層間行為影響的實驗和數值研究
- 作者： 戴維·蘭茲·安古洛、赫蘇斯·夸特羅·薩拉弗蘭卡、洛倫佐·羅德里格斯·維拉坎帕、拉蒙·米拉貝斯·布伊、何塞·安東尼奧·戈麥斯·加西亞
- 日誌： 戴娜
- 發布日期： 2023 年 1 月 1 日
- 引文標記： (Angulo 等人，2023 年)
- 概要：
- 本文重點介紹了 ABS 及其增強等級的 3D 列印零件中夾層的不同製造參數所引起的現象的經驗和數值研究。作者建立了有限元素模型來模擬溫度和層高的變化及其對列印零件機械性能的影響。結果表明，無封閉列印部件的層間附著力變化很大，這可能導致強度損失和翹曲。這清楚地表明了不控製印表機工作條件的可怕後果。
3. 旋轉彎曲載重作用下 3D 列印過程中 ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）材料軸的疲勞強度分析
- 作者： 瓦希德·阿卜杜拉赫曼、穆罕默德·菲特里
- 日誌： 材料科學 討論區
- 發布日期： 2022 年 1 月 25 日
- 引文標記： (Abdurrahman & Fitri，2022 年，第 137-144 頁)
- 概要：
- 本研究評估了 3D 列印 ABS 軸的旋轉彎曲負荷的疲勞強度。該研究重點關注以不同填充密度（特別是 100% 和 75%）列印的樣本，以闡明有效的列印方法。作者指出，與其他結構不同，無外殼的 ABS 部件在 100% 填充密度下表現出優異的疲勞特性。結果表明，雖然可以在沒有外殼的情況下列印 ABS，但如果希望組件具有較高的抗疲勞性，則必須特別注意填充密度。
4. 環境溫度和晶體結構對斷裂韌性的影響以及封閉式 FDM 3D 列印機生產熱塑性塑料
- 作者： S. Thumsorn、Wattanachai Prasong、A. Ishigami、T. Kurose、Yutaka Kobayashi、H. Ito
- 日誌： 製造與材料加工雜誌
- 發布日期： 2023 年 2 月 8 日
- 引文標記： (Thumsorn 等人，2023 年)
- 概要：
- 本文分析了溫度和結晶度對熔融沈積成型（FDM）加工的熱塑性塑膠斷裂韌性的影響。作者在不同環境條件下進行了測試，包括非封閉環境，以分析它們對機械性能和層間附著力的影響。研究結果表明，如果在列印 ABS 時沒有 3D 列印機外殼，則由於較低環境溫度下層結合不理想，會導致斷裂韌性降低。該研究強調了印刷時控制環境條件的必要性。
5. 丙烯腈丁二烯苯乙烯
6. 3D印刷
