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从材料学解析打印塑料的翘边现象

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发表于 2015-3-24 17:36:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
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我们先来分析一下ABS和PLA在挤出头加热过程的变化。先说ABS,ABS即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,是一种非晶体高分子材料,非晶体材料没有固定的熔点,在受热熔化过程中会逐渐由玻璃态,转化为高弹态,最后变为粘流态,我们打印过程中便是将ABS转化为粘流态,在这种状态下,ABS是可以流动的粘液。虽然是粘液,但是比液态低分子化合物粘度大很多,所以称之为粘流态。再看PLA(聚乳酸),理论上PLA是晶体,但是一般国内买到的百元左右的PLA都不是纯净的晶体,参杂了一些其他的化合物。晶体是有固定的熔点的,一旦加热到熔点,材料便会保持该温度,知道全部熔化。水便是典型的晶体。PLA熔化后,流动性比ABS粘液大很多。

了解了这两种材料的性质,再来分析打印第一层的过程,材料经过挤出头加热后从喷头流出,粘流态或液态,平铺在热床表面,并且遇冷凝固。这个过程决定了整个列印件是否翘边的关键。液态的PLA因为流动性大能够与热床完美的接触,而粘流态的ABS因为流动性较小,与热床结合就没那么紧密了,同时,ABS冷却后又有很大的收缩率,容易变形而脱离热床。这两点决定了ABS无法在不加热的接收板上打印,而PLA可以。但是因为我们手上用的PLA一般不是纯净的晶体,因此也有一定的非晶体性质,导致其熔化后没法像理论上那样与热床贴紧,所以一般我们的机器打印PLA和ABS都需要加热热床。加热热床就是为了保证底层的耗材能够不那么快的凝固,能够在可形变的状态下与热床进一步结合。


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