部分材料及其特性

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资源描述

3D打印技术有3DP技术、FDM熔融层积成型技术、SLA立体平版印刷技术、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技术和UV紫外线成型技术,技术不同所用材料则完全不同,与我们普通人和家庭所应用的最为普遍的是FDM3D打印技术,这种技术可以进入到家庭,操作简单,所用材料普遍易得,这种技术打印出产品也接近我们的生活用品,所用的材料主要是环保高分子材料,如:PLA、PCLPHAPBSPAABSPCPSPOMPVC,一般我们老百姓日常在家庭中所使用材料应考虑安全第一原则,所选材料要环保,如PLA、PCLPHAPBS生物PA,而ABSPCPSPOMPVC等不适于用于家庭应用,因为这种技术是一般是在桌面上打印,熔融的高分子材料所产生的气味或是分解产生有害物质直接与我们的人和家庭成员接触,容易造成安全问题,所以在家庭使用时一般建议用生物材料合成的高分子材料。工业零件等需要有一定强度功能的制件可以选择相适应的材料。一.PC料(聚碳酸酯)特点:①非结晶性塑料,无明显熔点,玻璃化温度140°~150℃,熔融温度215℃~225℃,成型温度250℃~320℃。②粘度大,对温度较敏感,在正常加工温度范围内热稳定性较好,300℃长时停留基本不分解,超过340℃开始分解,粘度受剪切速率影响较小。③吸水性强参数选定:a.L/D针对其热稳定性好,粘度大的特性,为提高塑化效果尽量选取大的长径比,本厂取26。由于其融熔温度范围较宽,压缩可较长,故采用渐变型螺杆。L1=30%全长,L2=46%全长。b.压缩比ε由渐变度A需与熔融速率相适应,但目前融熔速率还无法计算得出,根据PC从225℃融化至320℃之间可加工的特性,其渐变度A值可相对取中等偏上的值,在L2较大的情况下,普通渐变型螺杆ε=2~3,本厂取2.6。c.因其粘度高,吸水性强,故在均化段之前,压缩段之后于螺杆上加混炼结构,以加强固体床解体,同时,可使其中夹带的水份变成气体逸出。d.其它参数如e,s,φ以及与机筒的间隙都可与其它普通螺杆相同。二.PMMA(有机玻璃)特点:①玻璃化温度105℃,熔融温度大于160℃,分解温度270℃,成型温度范围很宽。②粘度大,流动性差,热稳定性较好。③吸水性较强。参数选择a.L/D选取长径比为20~22的渐变型螺杆,视其制品成型的精度要求一般L1=40%,L2=40%。b.压缩比ε,一般选取2.3~2.6。c.针对其有一定亲水性,故在螺杆的前端采用混炼环结构。d.其它参数一般可按通用螺杆设计,与机筒间隙不可太小。三.PA(尼龙)特性:①结晶性塑料,种类较多,种类不一样,其熔点也不一样,且熔点范围窄,一般所用PA66其熔点为260℃~265℃。②粘度低,流动性好,有比较明显的熔点,热稳定性差。③吸水性一般。参数选择a.L/D选取长径比18~20的突变型螺杆。b.压缩比,一般选取3~3.5,其中防止过热分解h3=0.07~0.08D。c.因其粘度低,故止逆环处与机筒间隙应尽量小,约0.05,螺杆与机筒间隙约0.08,如有需要,视其材料,前端可配止逆环,射嘴处应自锁。d.其它参数、可按通用螺杆设计。四.PET(聚酯)特性:①熔点250℃~260℃,吹塑级PET则成型温度较广一点,大约255℃~290℃。②吹塑级PET粘度较高,温度对粘度影响大,热稳定性差。参数选择①L/D一般取20,三段分布L1=50%-55%,L2=20%。②采用低剪切、低压缩比的螺杆,压缩比ε,一般取1.8~2,同时剪切过热导致变色或不透明h3=0.09D。③螺杆前端不设混炼环,以防过热,藏料。④因这种材料对温度较敏感,而一般厂家多用回收料,为提高产量,我厂采用的是低剪切螺杆,所以可适当提高马达转速,以达到目的。同时在使用回收料方面(大部分为片料),本厂根据实际情况,为加大加料段的输送能力,也采取了加大落料口径在机筒里开槽等方式,取得了比较好的效果。五.PVC(聚氯乙烯)热敏性物料,一般分为硬质和软质,其区别在于原料中加入增塑剂的多少,少于10%的为硬质,多于30%为软质。特点:①无明显熔点,60℃变软,100℃~150℃粘弹态,140℃时熔融,同时分解,170℃分解迅速,软化点接近于分解点,分解释放于HC1气体。②热稳定性差,温度、时间都会导致分解,流动性差。设计原则a.温度控制严格,螺杆设计尽量要低剪切,防止过热。b.螺杆、机筒要防腐蚀。c.注塑工艺需严格控制。一般讲,螺杆参数为L/D=16~20,h3=0.07D,ε=1.6~2,L1=40%,L2=40%。为防止藏料,无止逆环,头部锥度20°~30°,对软胶较适应,如制品要求较高,可采用无计量段,分离型螺杆,此种螺杆对硬质PVC较适合,而且为配合温控,加料段螺杆内部加冷却水或油孔,机筒外加冷水或油槽,温度控制精度±2℃左右。在车床上可以钻出来的,只是需要一个长的钻排将钻头固定在钻排上面.钻排固定在车床的尾座上面,钻排的直径要比要钻的孔小一点.钻孔时为了防止铁削在钻头里面卡※钻进去一点就要拉出来一下,再将尾座推进去再钻.一直将料筒钻穿.料筒的内孔钻孔只是一个毛坯工艺,下一步是内孔的精加工,我们叫做铰孔.机筒加工:料筒内孔节工工艺为:钻孔,铰孔,研磨,外径:车,磨.补充:1,abs丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名:AcrylonitrilebutadieneStyrenecopolymers,简称ABS。ABS是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构。ABS树脂是丙烯腈、1,3-丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。可以在-25℃~60℃的环境下表现正常,而且有很好的成型性,加工出的产品表面光洁,易于染色和电镀。而且可与多种树脂配混成共混物。现在主要用于合金,塑料,以及ABS牌号。性能变化随着三种成分比例的调整,树脂的物理性能会有一定的变化:1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性,但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性;丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质;苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。理化性质物质性质丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。该产品具有高强度、低重量的特点。不透明的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特殊的肉桂气味,但无熔融滴落现象。是常用的一种工程塑料。比重:1.05克/立方厘米、成型收缩率:0.4-0.7%、成型温度:200-240℃、干燥条件:80-90℃/2小时。ABS树脂是微黄色固体,有一定的韧性,密度约为1.04~1.06g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强,也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。ABS树脂电镀可以在-25℃~60℃的环境下表现正常,而且有很好的成型性,加工出的产品表面光洁,易于染色和电镀。因此它可以被用于家电外壳、玩具等日常用品。常见的乐高积木就是ABS制品。ABS树脂可与多种树脂配混成共混物,如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等,产生新性能和新的应用领域,如:将ABS树脂和PMMA混合,可制造出透明ABS树脂。化学特点◆综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。◆与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。◆有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。◆流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好。成型特性1、无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时。2、宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度)。对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度。3、如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。4、如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。5、强度较高,耐冲击能力强。用途ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。ABS工程塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。ABS树脂保持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性,又增加了弹性、强度(丁二烯的特性)、耐热和耐腐蚀性(丙烯腈的优良性能),且表面硬度高、耐化学性好,同时通过改变上述三种组分的比例,可改变ABS的各种性能,故ABS工程塑料具有广泛用途,主要用于机械、电气、纺织、汽车和造船等工业。2,PA聚酰胺俗称尼龙(Nylon),英文名称PolyamideP,它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。聚酰胺可由内酸胺开环聚合制得,也可由二元胺与二元酸缩聚等得到的。是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂,于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品,以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。PA具有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一定的阻燃性,易于加工,适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性,提高性能和扩大应用范围。PA的品种繁多,有PA6、PA66、PAll、PAl2、PA46、PA610、PA612、PAl010等,以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等新品种。打印ABS材料与打印PLA聚乳酸区别:打印PLA时气味为棉花糖气味,不像ABS那样刺鼻子的不良气味可以在没有加热床情况下打印大型零件模型而边角不会翘起。PLA加工温度是200℃,ABS在230℃以上PLA具有较低的收缩率,即使打印较大尺寸的模型时也表现良好PLA具有较低的熔体强度,打印模型更容易塑形,表面光泽性优异,色彩艳丽PLA和ABS之间的差异:PLA是晶体,ABS是一种非晶体。当你热ABS慢慢转换凝胶液体:不经过状态改变。PLA另一方面是冰冻的水一样,直接从固体到液体中的一个步骤。ABS(不要求相变)变得更具流动性的进一步填满枪管。因为没有相变,ABS不吸喷嘴的热能。部分PLA,冷却喷嘴相变化的风险,使堵塞的风险更大。聚乳酸的优点主要有以下几方面:(1)聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。(2)机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。(3)相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非常广泛,如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。(4)聚乳酸(PLA)除了有生物可降解塑料的基本的特性外,还具备有自己独特的特性。传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。(5)聚乳酸(PLA)和石化合成塑料的基本物性类似,也就是说,它可以广泛地用来制造各种应用产品。聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度,和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当,是其它生物可降解产品无法提供的。(6)聚乳酸(PLA)具有最良好的抗拉强度及延展度,聚乳酸也可以各种普通加工方式生产,例如:熔化挤出成型,射出成型,吹膜成型,发泡成型及真空成型,与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件,此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。(7)聚乳酸(PLA)薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性,它也具有隔离气味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面,故有安全及卫生的疑虑,然而,聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。(8)当焚化聚乳酸(PLA)时,其燃烧热值与焚化纸类相同,是焚化传统塑料(如聚乙烯)的一半,而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。注:有许多不同品种的PLA,购买请务必分辨你使用什么样的PLA。
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