3D 打印機細絲解釋
已發表: 2022-01-29如何選擇合適的燈絲
選擇 3D 打印機後，您必須做出的第一個決定是要使用哪種類型的燈絲。 有幾十個品種——甚至不考慮它們的眾多顏色。涉水穿過它們表面一串化學名稱：例如聚乳酸、聚乙烯醇、碳纖維和扭曲舌頭的熱塑性彈性體。 它們使用了令人眼花繚亂的各種首字母縮略詞，其中包括 ABS、PLA、HIPS、CPE、PET、PETT、TPE、PVA 和 PCTPE。 但是不要對這個字母湯感到沮喪。 只有少數類型是常用的，製造商傾向於避免使用過於怪異的綽號，而傾向於使用更具描述性的名稱來暗示燈絲的基本質量，例如柔韌性（例如 NinjaTek 的 Ninjaflex 和 Polymaker 的 Polyflex）和強度（Makerbot、XYZprinting , 和 Ultimaker 所有市場上的細絲稱為 Tough PLA)。
燈絲基礎知識
3D 打印中使用的長絲是熱塑性塑料，它是一種塑料（又名聚合物），在加熱時會熔化而不是燃燒，可以成型和成型，並在冷卻時固化。 燈絲被送入打印機擠出機組件中的加熱室，在那裡它被加熱到其熔點，然後隨著擠出機組件的移動通過金屬噴嘴擠出（噴射），跟踪編程到 3D 對象文件中的路徑以創建，一層一層，打印出來的物體。 儘管大多數 3D 打印機只有一個擠出機，但也有一些雙擠出機型號可以打印不同顏色或不同燈絲類型的物體。
用塑料燈絲打印的過程稱為熔融燈絲製造(FFF) 或熔融沈積成型(FDM)。 它們是同一回事； FDM 首字母縮寫詞是 3D 打印先驅 Stratasys Corp. 的商標，因此其他製造商創建了自己的名稱來描述他們的打印機技術； FFF是流行的。 即使在今天，除了一些製造商的宣傳冊外，您還會看到這些名稱可以互換使用。
燈絲以重量從 0.5 公斤到 2 公斤不等的線軸出售。 燈絲有兩種厚度，1.75 毫米和 3 毫米。 （後者實際上更薄一些，大約 2.85 毫米。）絕大多數燈絲是 1.75 毫米類型的； Ultimaker 和 LulzBot 是為數不多的打印機使用較厚尺寸的製造商。 重量幾乎總是以公制單位列出。
現在，讓我們來看看一些比較流行和重要的燈絲類型。
動態二重奏：ABS 和 PLA
到目前為止，最常見的長絲類型是丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 和聚乳酸 (PLA)。 大多數基本的 3D 打印機都設計為專門使用這些細絲。 它們的部分吸引力在於它們相對便宜，每公斤只需 20 美元。
不要被 ABS 笨拙的化學名稱嚇到； 它與樂高積木中使用的塑料相同。 用 ABS 打印的物體堅韌、耐用且無毒。 它的熔點比較高，打印溫度在210度到250度之間。 使用 ABS 打印的對象的底角有向上捲曲的趨勢，特別是如果您使用的是非加熱打印床。 在打印過程中，ABS 會散發出刺鼻的難聞氣味，因此最好在通風良好的房間內與封閉式打印機一起使用。
PLA 的熔點相對較低，可用溫度在 180 到 230 攝氏度之間。 它以植物為基礎，可生物降解。 它比 ABS 更硬，打印時不會翹曲，並且通常易於使用，儘管在極少數情況下它會導致擠出機堵塞。 PLA 通常被用作更奇特的複合材料的基礎材料，我們將稍後討論。
尼龍
尼龍是一種用途極其廣泛的合成材料，開發於 1930 年代，已被用於從牙刷到降落傘、輪胎到長襪，以及現在的 3D 打印機燈絲等各種用途。 從本質上講，它是一種聚合物或塑料（或更準確地說，是一種塑料）。 它堅固耐用，而且柔韌，是價格最低的 3D 打印線材之一。 它在比大多數細絲更高的溫度（約 240 攝氏度）下熔化。 並非所有 3D 打印機都可以處理這種熱量——擠出機中的一些常用物質在該溫度下會散發出煙霧。 與 ABS 一樣，用尼龍打印的物體也容易翹曲，這可以通過使用加熱的打印床來緩解。
柔性燈絲
TPE（或熱塑性彈性體）是具有高彈性的熱塑性塑料（儘管仍遠低於橡皮筋）； 用它們打印的物體相對靈活。 一種常見的 TPE 類型是熱塑性聚氨酯 (TPU)，其中 NinjaFlex 是一個流行的例子。
可溶性長絲：HIPS 和 PVA
更吸引人的首字母縮略詞之一 HIPS 代表高抗衝聚苯乙烯。 HIPS 價格適中，重量輕，可以用丙烯酸塗料打磨、粘合和著色。 它與 ABS 相似，但 HIPS 可溶於檸檬烯（一種柑橘類溶劑），使其成為使用雙擠出機打印機使用第二種材料（例如 ABS 或 PLA）打印時的良好選擇 - 作為支撐材料打印後可以溶解。 它本身也可以很好地打印，並且是 LulzBot 為其 LulzBot 迷你 3D 打印機（加拿大亞馬遜）推薦的燈絲，它贏得了我們的編輯選擇。 MakerBot 可溶解長絲也由 HIPS 組成。
另一種可溶性長絲是 PVA（聚乙烯醇），可方便地溶於水。 PVA 無味、無毒且可生物降解。 它的熔點低，過熱時會堵塞擠出機噴嘴。 常用於雙擠出機打印機的支撐材料； 我通過打印測試對象（盒子中的盒子）來測試 Ultimaker 3（在亞馬遜加拿大），使用 PLA 作為盒子本身，PVA 作為支撐。 打印完物體後，我將它浸入溫水中，PLA逐漸溶解，留下一對嵌套的盒子。
複合長絲
複合長絲以 PLA 或其他熱塑性塑料為基材，其中混合了其他材料的顆粒、粉末或薄片。 有些是木材混合物，有些是砂岩或石灰石，還有一些是各種金屬，包括鐵、鋁、黃銅、青銅和銅。 這些細絲具有與它們混合的材料的一些特性。 另一種流行的複合材料是碳纖維。 用它打印的物體會吸收一些纖維的強度。 這些複合長絲的一個缺點是它們的成本遠高於非複合長絲。
超越塑料長絲：樹脂印刷
隨著當今 FFF 打印機的普及，人們很容易忽視這樣一個事實，即市場上存在基於不使用燈絲的其他技術的模型。 其中最主要的是立體光刻（又名 SLA），這是第一個開發出來的 3D 打印技術，它能夠進行非常詳細的高分辨率打印。 用於商業用途的 SLA 打印機的價格標籤可以達到五位數（甚至六位數），但我們看到了一些價格較低的型號，適合業餘愛好者和工匠。
在 SLA 打印中，紫外線激光在托盤或大桶中的紫外線敏感樹脂（又稱光聚合物或光聚合物樹脂）上逐層跟踪要打印的物體的形狀，並且暴露在激光下的樹脂會硬化形成打印對象。 這些樹脂有 500 毫升和 1 升瓶裝，打印機製造商的起價約為每升 100 美元。 一些製造商已針對強度、柔韌性、剛性和其他品質配製樹脂，而此類樹脂往往以高價出售。 樹脂的調色板有限，並且往往局限於黑色、灰色、白色和透明色，儘管最近出現了一些顏色更亮的金屬樹脂。
DLP 是一種立體光刻技術，它使用投影儀代替激光作為光源，使用可見光而不是紫外線。 該投影儀採用德州儀器公司的 DLP（數字光處理）技術，將一系列圖像投射到一個光敏聚合物樹脂桶中，類似於 SLA 打印中用於構建物體的樹脂，一層一層地。
既然您已了解最流行的燈絲所需的一切，您將需要閱讀我們的 3D 打印機購買指南，其中包括對我們最近測試過的最佳模型的評論。 您還可以查看早期採用者對他學習 3D 打印的時間的評價。