聚丙烯的理想印刷条件是什么?
聚丙烯可以打印出出色的效果,您只需要一个好的长丝卷和好的打印设置。几天前我读到了这个话题,有点害怕测试它,现在我很高兴我尝试了它。
我正在打印品牌 Smart Materials 3D(在谷歌上搜索)的 PP 长丝。
我使用的是 Prusa i3 Mk2,床加热到 70ºC,热端加热到 210ºC。我尽可能让打印机通风:在第二层之后,房间窗户打开并以 100% 的速度风扇。
重要提示:将一些廉价的棕色包装胶带贴在床上,零件将接触床的地方,粘合剂朝下。我尝试了许多其他解决方案,但没有一个奏效。
到目前为止,我已经以 20 毫米/秒的恒定速度打印,层高为 0.2 毫米,挤出宽度为 0.4 毫米,收缩为 0.8 毫米,流量为 125%。仍在优化设置。零件出来非常好,具有良好的柔韧性和惊人的层间粘合。密度比ABS低一点,太优秀了,抗冲击性也很棒。检查我今天打印的一些部分:
聚丙烯是印刷品。几乎没有人这样做是有充分理由的。主要问题是它是一种半结晶材料,这意味着它不符合防止翘曲的正常规则。
ABS 或 PET 等无定形聚合物能够缓慢流动或蠕变,直到冷却到玻璃点 Tg 以下。这意味着由热收缩引起的应力将在高于 Tg 时“抖动”,并且仅在打印件冷却至低于 Tg 并完全固化时才开始累积。这就是为什么加热的构建板通常设置在非晶材料的玻璃点周围 - 在该温度下打印件的翘曲应力最小。
但是,当您挤出半结晶聚合物(如 PE 或 PP)时,一旦温度降至熔点 Tm 以下,结晶就会开始。在 FDM 打印期间,结晶聚合物不会以有意义的速率流动或蠕变,因此当塑料冷却到低于 Tm 时,热收缩应力只会越来越多。从 Tm 冷却到室温还有很长的路要走。因此,与更典型的 FDM 材料相比,这些塑料会产生巨大的翘曲应力。
根本不可能选择完全消除 PP 翘曲趋势的加热床或加热室温度。我们用于无定形聚合物的一般规则不适用。而且,使问题更加复杂的是,PP 是一种表面能非常低的材料,其粘附行为与蜡非常相似。除了它自己,它不想坚持任何事情。
高翘曲应力 + 差的附着力 = 糟糕的时期。
因此,简单的答案是,聚丙烯没有适合 FDM 的正确聚合物行为。您将始终与翘曲作斗争。仔细考虑您是要与 PP 抗争还是要改用更合适的材料,以便为打印部件实现相同的设计目标。真的需要用PP吗?PET 共混物具有相似的硬度和耐化学性,尼龙共混物具有相似的韧性,TPU 可以处理活动铰链应用。这涵盖了您想要使用 PP 的大部分原因。
如果您绝对必须使用 PP,那么您将需要消除人们在使用 ABS、PC 和尼龙等传统高经度材料时使用的所有技巧。
- 使用由与您正在打印的材料的近亲制成的构建板。例如,人们已经成功地在 PP 构建板上打印了 HDPE,所以我认为 HDPE 构建板应该适用于 PP。
- 或者,使用带有木筏的穿孔板构建板,这样初始层就会嵌入孔中。
- 或者,使用粗糙的纤维表面,如硬纸板或纤维板。
- 在不损坏打印机的情况下,将构建室封闭并尽可能加热。50C 对于电机、挤出机等通常是合理的,除非您需要担心 PLA 打印部件。(如果打印机没有封闭,加热的构建板只能真正帮助打印底部 5-10 毫米。)
- 在角落使用辅助磁盘/鼠标耳朵。
- 真正将第一层捣碎到构建板上。
- 打印低层高度,如 0.1 毫米。较小的层意味着热收缩会在层间施加更多的剪切应力,并且会减少提升角落的大规模聚集弯曲应力。
- 由于一些复杂的应变结晶效应,更高的打印速度也可能有所帮助,但据我所知,目前仅在尼龙中证明了这一点。
如果满足您的功能要求,另一种选择是使用玻璃纤维或碳纤维复合材料 PP。CFR 和 GFR 塑料的翘曲度通常低于原始塑料。纤维具有低热膨胀系数,这使得复合材料在冷却时收缩较少,从而降低翘曲应力。我见过的最成功的 PP 印刷是 GFR-PP。但是这些东西很难找到,如果零件需要灵活,可能就行不通了。
第一张图清楚地表明温度太高,第二张图表明挤出速度太小(太小),这与您的打印速度有关。
35mm/s 相当慢:)
是的。这些设置也适用于 Ultimaker。将打印机设置为打印 PLA,并在打印件下方的床上贴上棕色胶带。将图层设置为 0.1 毫米,将初始图层设置为 0.1 毫米。
不要过度加热 PP 或当它冷却时它会收缩成吨,使其想要剥落。另外,如果您不让床太热而使 PP 低于其 T g (80°C),它会保持熔融状态并最终粘在喷嘴上,从而形成真正的裤子打印,并且可能会自行分离。
今晚我一直在用 PP 制作精细的小组件,正要穿上 21 来制作然后上床睡觉!
更新:
抱歉,UM 上的 PLA 设置为 Hotend 210°C。我正在制作圆形 PCB 垫片,因此最好使用 100% 填充和同心填充图案。此外,我使用非常薄的便利贴重新校准了平台,该便利贴约为 UM 校准卡厚度的 50%。让 PP 足够柔软以进行挤出是有道理的,事实上,当挤出机运行一些材料通过熔融材料时,我看到开始时出现湍流,熔融材料具有卷曲的电缆外观。像这样,材料本身就进入了胶带。迷人的。