3D 打印机细丝解释
已发表: 2022-01-29如何选择合适的灯丝
选择 3D 打印机后，您必须做出的第一个决定是要使用哪种类型的灯丝。 有几十个品种——甚至不考虑它们的众多颜色。涉水穿过它们表面一串化学名称：例如聚乳酸、聚乙烯醇、碳纤维和扭曲舌头的热塑性弹性体。 它们使用了令人眼花缭乱的各种首字母缩略词，其中包括 ABS、PLA、HIPS、CPE、PET、PETT、TPE、PVA 和 PCTPE。 但是不要对这个字母汤感到沮丧。 只有少数类型是常用的，制造商倾向于避免使用过于怪异的绰号，而倾向于使用更具描述性的名称来暗示灯丝的基本质量，例如柔韧性（例如 NinjaTek 的 Ninjaflex 和 Polymaker 的 Polyflex）和强度（Makerbot、XYZprinting , 和 Ultimaker 所有市场上的细丝称为 Tough PLA)。
灯丝基础知识
3D 打印中使用的长丝是热塑性塑料，它是一种塑料（又名聚合物），在加热时会熔化而不是燃烧，可以成型和成型，并在冷却时固化。 灯丝被送入打印机挤出机组件中的加热室，在那里它被加热到其熔点，然后随着挤出机组件的移动通过金属喷嘴挤出（喷射），跟踪编程到 3D 对象文件中的路径以创建，一层一层，打印出来的物体。 尽管大多数 3D 打印机只有一个挤出机，但也有一些双挤出机型号可以打印不同颜色或不同灯丝类型的物体。
用塑料灯丝打印的过程称为熔融灯丝制造(FFF) 或熔融沉积成型(FDM)。 它们是同一回事； FDM 首字母缩写词是 3D 打印先驱 Stratasys Corp. 的商标，因此其他制造商创建了自己的名称来描述他们的打印机技术； FFF是流行的。 即使在今天，除了一些制造商的宣传册外，您还会看到这些名称可以互换使用。
灯丝以重量从 0.5 公斤到 2 公斤不等的线轴出售。 灯丝有两种厚度，1.75 毫米和 3 毫米。 （后者实际上更薄一些，大约 2.85 毫米。）绝大多数灯丝是 1.75 毫米类型的； Ultimaker 和 LulzBot 是为数不多的打印机使用较厚尺寸的制造商。 重量几乎总是以公制单位列出。
现在，让我们来看看一些比较流行和重要的灯丝类型。
动态二重奏：ABS 和 PLA
到目前为止，最常见的长丝类型是丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 和聚乳酸 (PLA)。 大多数基本的 3D 打印机都设计为专门使用这些细丝。 它们的部分吸引力在于它们相对便宜，每公斤只需 20 美元。
不要被 ABS 笨拙的化学名称吓到； 它与乐高积木中使用的塑料相同。 用 ABS 打印的物体坚韧、耐用且无毒。 它的熔点比较高，打印温度在210度到250度之间。 使用 ABS 打印的对象的底角有向上卷曲的趋势，特别是如果您使用的是非加热打印床。 在打印过程中，ABS 会散发出刺鼻的难闻气味，因此最好在通风良好的房间内与封闭式打印机一起使用。
PLA 的熔点相对较低，可用温度在 180 到 230 摄氏度之间。 它以植物为基础，可生物降解。 它比 ABS 更硬，打印时不会翘曲，并且通常易于使用，尽管在极少数情况下它会导致挤出机堵塞。 PLA 通常被用作更奇特的复合材料的基础材料，我们将稍后讨论。
尼龙
尼龙是一种用途极其广泛的合成材料，开发于 1930 年代，已被用于从牙刷到降落伞、轮胎到长袜，以及现在的 3D 打印机灯丝等各种用途。 从本质上讲，它是一种聚合物或塑料（或更准确地说，是一种塑料）。 它坚固耐用，而且柔韧，是价格最低的 3D 打印线材之一。 它在比大多数细丝更高的温度（约 240 摄氏度）下熔化。 并非所有 3D 打印机都可以处理这种热量——挤出机中的一些常用物质在该温度下会散发出烟雾。 与 ABS 一样，用尼龙打印的物体也容易翘曲，这可以通过使用加热的打印床来缓解。
柔性灯丝
TPE（或热塑性弹性体）是具有高弹性的热塑性塑料（尽管仍远低于橡皮筋）； 用它们打印的物体相对灵活。 一种常见的 TPE 类型是热塑性聚氨酯 (TPU)，其中 NinjaFlex 是一个流行的例子。
可溶性长丝：HIPS 和 PVA
更吸引人的首字母缩略词之一 HIPS 代表高抗冲聚苯乙烯。 HIPS 价格适中，重量轻，可以用丙烯酸涂料打磨、粘合和着色。 它与 ABS 相似，但 HIPS 可溶于柠檬烯（一种柑橘类溶剂），使其成为使用双挤出机打印机使用第二种材料（例如 ABS 或 PLA）打印时的良好选择 - 作为支撑材料打印后可以溶解。 它本身也可以很好地打印，并且是 LulzBot 为其 LulzBot 迷你 3D 打印机（加拿大亚马逊）推荐的灯丝，它赢得了我们的编辑选择。 MakerBot 可溶解长丝也由 HIPS 组成。
另一种可溶性长丝是 PVA（聚乙烯醇），可方便地溶于水。 PVA 无味、无毒且可生物降解。 它的熔点低，过热时会堵塞挤出机喷嘴。 常用于双挤出机打印机的支撑材料； 我通过打印测试对象（盒子中的盒子）来测试 Ultimaker 3（在亚马逊加拿大），使用 PLA 作为盒子本身，PVA 作为支撑。 打印完物体后，我将它浸入温水中，PLA逐渐溶解，留下一对嵌套的盒子。
复合长丝
复合长丝以 PLA 或其他热塑性塑料为基材，其中混合了其他材料的颗粒、粉末或薄片。 有些是木材混合物，有些是砂岩或石灰石，还有一些是各种金属，包括铁、铝、黄铜、青铜和铜。 这些细丝具有与它们混合的材料的一些特性。 另一种流行的复合材料是碳纤维。 用它打印的物体会吸收一些纤维的强度。 这些复合长丝的一个缺点是它们的成本远高于非复合长丝。
超越塑料长丝：树脂印刷
随着当今 FFF 打印机的普及，人们很容易忽视这样一个事实，即市场上存在基于不使用灯丝的其他技术的模型。 其中最主要的是立体光刻（又名 SLA），这是第一个开发出来的 3D 打印技术，它能够进行非常详细的高分辨率打印。 用于商业用途的 SLA 打印机的价格标签可以达到五位数（甚至六位数），但我们已经看到了一些价格较低的型号，适合业余爱好者和工匠。
在 SLA 打印中，紫外线激光在托盘或大桶中的紫外线敏感树脂（又称光聚合物或光聚合物树脂）上逐层跟踪要打印的物体的形状，并且暴露在激光下的树脂会硬化形成打印对象。 这些树脂有 500 毫升和 1 升瓶装，打印机制造商的起价约为每升 100 美元。 一些制造商已针对强度、柔韧性、刚性和其他品质配制树脂，而此类树脂往往以高价出售。 树脂的调色板有限，并且往往局限于黑色、灰色、白色和透明色，尽管最近出现了一些颜色更亮的金属树脂。
DLP 是一种立体光刻技术，它使用投影仪代替激光作为光源，使用可见光而不是紫外线。 该投影仪采用德州仪器公司的 DLP（数字光处理）技术，将一系列图像投射到一个光敏聚合物树脂桶中，类似于 SLA 打印中用于构建物体的树脂，一层一层地。
既然您已了解最流行的灯丝所需的一切，您将需要阅读我们的 3D 打印机购买指南，其中包括对我们最近测试过的最佳模型的评论。 您还可以查看早期采用者对他学习 3D 打印的时间的评价。