虽然防水在定制部件和原型的制作中随处可见，但它是一项功能性元素，对许多人来说仍然是一个挑战，尤其是在使用 PLA 长丝时。在防水打印件和流体设备、容器甚至防风雨外壳之间找到正确的平衡可能是一项艰巨的任务，但结合适当的技术肯定可以为您和您的项目解锁令人着迷的可能性。本详尽的指南经过定制，可深入了解简单的方法、工具和所需的打印设置，这些设置将有助于使用 PLA 长丝有效地 3D 打印防水容器设备。从理解材料属性范围到设置打印、优化后处理技术，您将获得宝贵的见解，这些见解必将使您能够增强 3D 打印技术并创造出坚固、防水的组件。
探索 PLA 长丝的防水性
PLA 的耐水性及其性能概述
PLA 长丝不具备任何防水特性。该材料确实表现出一定程度的防潮性，使其能够在短时间内阻挡有限量的水，然而，它在微观尺度上具有结构多孔性。这种多孔性意味着随着时间的推移，水可以渗透过打印组件，尤其是在持续暴露或受压的情况下。此外，3D 打印层线也可以作为水的入口，进一步降低了 PLA 防水的能力。在大多数情况下，需要进行适当的后处理，如密封或涂层，才能使 PLA 组件真正防水。
苯乙烯和尼龙与 PLA 的比较
在分析 PLA 与其他一些积极使用的 3D印刷 线材、机械性能和易用性等因素以及其他生态因素是首要考虑因素。与其他材料相比，PETG 的抗拉强度较低，但其抗弯强度较高，因此更耐用。此外，当使用 PETG 线材时，抗冲击应用发生冲击的可能性较小。此外，它比 PLA 更耐水，在高湿度区域或户外不易碎。但是，它确实需要更长的时间来打印，并且在打印过程中对设置的要求不那么严格。
ABS 是一种著名的热塑性塑料，可用于生产功能性 3D 部件，其机械强度和耐热性优于 PLA。其耐高温性使其成为结构要求高的应用的理想选择。ABS 还可以通过用丙酮进行平滑处理，以获得美观的外观 表面光洁度缺点是打印过程中会释放烟雾，需要良好的通风和使用加热室以避免翘曲。
另一种高性能材料尼龙与 PLA 和 ABS 相比具有出色的韧性和柔韧性。由于其出色的抗拉强度，尼龙的要求也比这两种材料更高，因此非常适合在更恶劣的环境中使用。尼龙不仅具有出色的机械性能，还具有很强的耐化学性；然而，它吸湿性很强。与其他长丝一样，必须采用适当的储存条件来维持理想的打印条件和机械耐久性。
每种灯丝都有其特定的优点和缺点，选择最优的灯丝取决于个案的无数因素，例如必要的强度、耐温性、后处理选项和其他环境考虑因素。
将 PLA 浸入水中会发生什么？
PLA 放入水中后，会在短时间内保持其形状。随着时间的推移，尤其是在较温暖或较潮湿的环境中，PLA 会因其可生物降解的特性而开始变质。这种材料易水解，这意味着当长时间暴露在水中时，PLA 的聚合物链会接触水，从而导致链断裂并失去机械强度。虽然 PLA 比其他材料更不容易吸水，但它肯定不防水，因此不适合长期使用在潮湿或浸泡环境中。
使 PLA 3D 打印防水的步骤
增加壁厚并优化层附着力
为了确保 PLA 3D 打印件不漏水，必须注重增加壁厚并改善层间粘合性。PORA 层间粘合可以通过根据说明书调整打印温度来实现，通常建议范围为 190°C 至 220°C，以及改善床面平整度以减少层间间隙。降低打印速度也可以帮助层间更有效地粘合。
增加壁厚可直接提高打印件的耐用性和整体防水性。将壁厚设置为喷嘴直径的至少 3 至 4 倍，可为薄弱点提供更多材料，从而提高防水性。或者，在切片软件中添加更多周边线也可以提高壁厚。所有这些更改都有助于降低打印件漏水的可能性。
利用后期处理技术提高宣传封存率
在处理 3D 打印的密封能力及其防水性时，后处理至关重要。当使用环氧树脂等密封剂时，由于设计精良且覆盖式屏蔽屏障，可以减轻湿气侵袭。此外，事先打磨表面可在一定程度上增强粘合性，并有助于解决一些小孔或不一致问题，从而使密封剂能够更好地抓握。蒸汽平滑技术可消除表面上的微缝隙，适用于需要极高防水性的打印件，而蒸汽是我首选的方法 印刷品蒸汽平滑处理 用 ABS 等材料制成。如果操作正确，这些方法可以大大提高打印件的整体耐用性和对外部因素的耐受性。
选择最合适的喷嘴尺寸和层高
打印速度很重要，但物体的细节和强度也很重要，因此应选择正确的喷嘴尺寸和层高。有一点很清楚，物体的细节和精度与喷嘴的尺寸成正比。需要精细特征的详细打印将受益于 0.2 毫米喷嘴，而尝试制作更坚固、更坚固的部件将更成功，因为 0.6 毫米和 0.8 毫米喷嘴。
层高通常应设置为喷嘴直径的百分比，介于 25% 和 75% 之间。例如，0.4 毫米大小的喷嘴在层高介于 0.1 毫米至 0.3 毫米范围内时运行良好。增加层高会导致分辨率降低，但会缩短打印时间。较低的层高可改善表面光洁度和细节，但打印时间更长。为了确保制造高效准确，必须根据项目的具体要求平衡这些参数。
哪种灯丝最适合制作防水部件？
使用 PETG 和尼龙进行 3D 打印的好处
由于材料的独特性质，使用 PETG 和尼龙进行防水 3D 打印也毫不费力。由于其吸湿性，PETG 材料吸收率低，并且具有出色的耐化学性，因此非常适合 3D 打印。其层粘合性还可最大限度地减少层间泄漏。另一方面，尼龙以其高抗拉强度、柔韧性和耐磨损性而闻名，使其成为承受压力和不断变化的环境的部件的完美硬核 3D 打印材料。当与正确的打印设置结合使用时，这两种材料都可以可靠地创建防水部件。
何时开始考虑使用 ABS 进行防水应用
如果您需要具有抗冲击性和耐用性的防水材料，ABS 是理想的选择。它还可用于需要承受机械应力的设备结构部件，如密封件。这些特性加上其对化学品、油和过高温度的多功能性，为应用 ABS 创造了良好的环境。强力的后期处理（如丙酮平滑）也可以通过去除使用后表面上的细微划痕、完善密封和工艺留下的细微瑕疵来创造一定程度的防水效果。
寻找适合新手创作者的简单打印作品
虽然对于新手创作者来说，PLA 或聚乳酸通常是首选，因为它的打印温度低，翘曲风险低，使用起来很方便，尤其是对于 3D 打印新手来说。PLA 打印机不需要加热床来粘附在表面上，这有助于打印机轻松设置。此外，对于爱好者来说，它更安全、更可持续，因为它可生物降解，打印时散发的气味更少。对于新手创作者来说，PLA 效果很好，因为它可以保证获得理想的结果，而不会带来不必要的麻烦。这很容易让新手创作者进入 3D 打印的世界。
3D 打印防水过程中遇到的问题
解决泄漏问题和低层粘合强度
由于泄漏问题和层间粘合性低，制造商在实现防水 3D 打印方面面临巨大挑战。泄漏通常是由于层间有孔洞而导致液态水渗透。喷嘴温度低通常会使这种情况恶化，因为喷嘴温度低会导致各层无法正确粘合在一起。稍微提高喷嘴温度可以增加层粘合性，但应小心操作，以免超过材料的极限。此外，层粘合性差通常是由于壁太薄、周边重叠太低或两者兼而有之造成的。在切片软件中添加更多壁以及增加周边重叠设置应该有助于提高打印对象的防水性。另一种方法是对打印对象进行后处理，例如用环氧树脂或其他密封剂覆盖它，这些密封剂可以充当间隙填充物，并使表面完全不透水。所有这些方法和其他方法都有助于在使用 3D 打印技术创建的部件的强度和不透水性之间取得适当的平衡。
避免翘曲并确保打印稳定性
所描述的问题被称为 3D 打印翘曲，指的是由于不均匀冷却而形成的打印变形，尤其是在打印件的角落。为了实现这一点，床温必须足够且均匀。打印床粘合剂以及以低翘曲而闻名的材料（如 PLA）也可用于增加第一层的粘合力。此外，围绕打印件可以帮助控制温度，从而可以减少导致变形的气流。此外，检查第一层是否足够平整、打印速度是否受控以及温度是否为半高可以大大提高打印的稳定性并降低打印变形的风险。
检查吸湿材料及其对周围环境的影响
吸湿性材料是指容易从周围环境中吸收水分的材料，它们在 3D 打印中的使用会受到很大影响。吸湿性最强的材料包括尼龙、PETG 和 PVA，它们会吸收空气中的水分，从而导致诸如起泡、拉丝等打印缺陷或防水打印件的结构完整性受损等问题。为了减少这些影响，重要的是将长丝放在带有干燥剂的密闭容器中以降低湿度。此外，在打印前使用长丝干燥机有助于通过去除水分使材料达到最佳状态。限制工作空间并控制湿度有助于减少可能对打印过程产生负面影响的环境因素。
防水 3D 打印的应用和理念
设计 PLA 水瓶和花瓶
聚乳酸 (PLA) 在 3D 打印行业很受欢迎，因为它环保且易于使用。但是，用 PLA 打印的 3D 物品（如水瓶和花瓶）需要特别考虑防水性。PLA 本身并不防水，增材制造的部件也可能存在微缝隙或分层，从而导致水渗入。
在切片过程中使用壁厚加厚、层数减少和多次剥壳可使模型防水。打印后使用食品级环氧树脂或硅酮密封胶涂覆物体可进一步提高防水性。重要的是要记住，应避免过多暴露在高温和沸水中，因为这会削弱和损害结构的强度和密封性，因为 PLA 在加热时会变软。
通过正确的设置和适当的后处理方法，增材制造的塑料部件可用于防水应用并具有防水性能。但是，对于长期使用，PLA 不应承受重型或长时间的防水情况。
创建保水的 3D 打印部件
对于用于盛水的 3D 网格的设计，应更加关注旨在增强部件结构完整性的功能。首先，确保壁厚足够，因为薄壁极易发生泄漏和变形。在边缘使用圆角可减少应力集中和部件的潜在薄弱区域。避免使用非常复杂的几何形状，因为这些几何形状可能会因挤出不足或间隙而导致打印缺陷。
选择能够实现最佳分辨率和一致性的层高，因为由于层粘合不完美而产生的间隙会导致防水性降低。此外，尝试以尽量减少与水直接接触的接缝或层粘合数量的方式设计模型。为了增加可靠性，如果部件需要某种形式的连接，请集成密封件和垫圈的内置或外部螺纹。必须考虑这些因素，以促进通过 3D 打印构建可靠且耐用的 WHA3P。
在防水应用中利用 PLA 成分的创新方法
在防水应用方面，通过出色的打印和后处理技术，将 PLA 的特性与其局限性相匹配。例如，我经常用环氧树脂覆盖由 PLA 制成的部件，或喷涂密封剂以提高防潮性。此外，我以非常严格的公差加工组件，以帮助实现 O 形环或垫圈，从而实现有效的密封。尽管 PLA 不防水，但将设计元素与保护涂层相结合，让我能够将其用于定制外壳或轻型水容器，并获得出色的效果。
常见问题解答 (FAQs)
问：是否可以使用 PLA 塑料制作防水 3D 打印部件？
答：虽然不存在防水 PLA，但有办法增强 PLA 塑料的防水性。这些方法包括增加壁厚、后处理、校正方法和使用花瓶模式。但如果我们完全诚实的话，PETG 或防水专用细丝可能更适合这项任务。
问：如何使用 PLA Make 制作防水 3D 打印？
答：涂层、壁厚增加、烘烤退火技术、环氧树脂密封和花瓶模式有助于提高防水能力。这些方法显著提高了 PLA 打印设计的防水等级。
问：花瓶模式对于制作 PLA 防水打印有什么好处？
答：各种切片程序和设置中都提供花瓶模式功能，可消除层。最终结果是形成一个没有接缝的单一外壁，更耐水渗透，有助于提高矛部的整体防水性，从而进一步提高防水打印的可靠性。
问：哪些切片机设置有助于提高 PLA 部件的耐水性？
答：可以调整特定的切片机设置来创建防水 PLA 模型，包括床层粘附性、壁厚、流速、填充百分比和挤出温度。通过改变流速来防止挤出不足就是一个例子。优化这些设置可确保更平滑、更密集且更耐水侵入的模型。
问：退火如何影响 PLA 打印件的防水性能？
答：退火是最常见的后处理技术之一，可提高 PLA 的耐水性并帮助获得防水效果。该技术需要将模型加热到略低于其熔点的温度。这使模型的各层能够重新结晶，从而增加模型的密度，从而提高抗水渗透性。
问：PLA 在防水应用方面的局限性是什么？
答：虽然 PLA 可以提高防水性能，但它在长期防水应用方面有局限性。长期暴露会导致膨胀和降解。对于需要真正防水或长时间浸没的部件，PETG 或专用防水长丝等其他材料可能更合适。
问：与 PETG 等其他 3D 打印材料相比，PLA 的耐水性如何？
答：在防水性方面，PLA 不如 PETG。尽管 PETG 无需任何处理即可接触水，但 PLA 更容易制造，甚至可以进行处理以使其具有防水性。在接触水的应用中，PETG 部件的表现优于 PLA 部件。无论 PETG 有多好，在制造技术方面，PLA 都占上风，因为它对 CAD 友好。总而言之，经过适当处理的 PLA 在短时间接触水的情况下可以正常工作。
问：如何处理 PLA 打印件以提高其防水能力？
答：有很多后处理技术可供选择，例如环氧涂装、涂层、 丙酮蒸汽平滑，以提高 PLA 的防水性。每种方法都有其优缺点，可能会影响打印部件的最终外观。
参考资料
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- 作者： TA Swetha 等人
- 发布日期： 2023 年 2 月 1 日
- 日报： 国际生物大分子杂志
- 主要发现：
- 本评论评估了 PLA 的特性及其在食品服务包装中的应用。
- 指出PLA虽然具有良好的机械性能且可生物降解，但其亲水性可能会因吸水倾向而导致其防水能力减弱。
- 方法： 本研究整合了有关 PLA 的合成和加工方法及其在食品包装中的应用的多种研究成果。
- 主题： 调整 PLA 的阻隔性能：食品包装应用的最新进展综述
- 作者： S. Marano 等人
- 发布日期： 2022 年 4 月 1 日
- 日报： 聚合物
- 主要发现：
- 研究建议改进PLA的包装能力，以提高其在食品包装中的效率。
- 研究了改变 PLA 处理技术的各种方法，可以减少水蒸气和某些气体的渗透，从而保护食物。
- 方法： 本综述总结并严格评估了迄今为止报道的有关 PLA 的文献，包括改善其防水性能的改性和添加剂。
引文： (Marano 等人，2022 年)
- 主题： PLA/PPC 和姜黄素的可生物降解薄膜作为包装材料和食品腐败的智能指示器
- 作者： M.Cvek 等人
- 发布日期： 2022 年 3 月 18 日
- 日报： ACS应用材料和界面
- 主要发现：
- 该分析探讨了基于 PLA 和聚碳酸丙二酯 (PPC) 的可生物降解薄膜的合成，这些薄膜是一种可热加工的材料，旨在作为防潮和防腐的屏障。
- 加入姜黄素不仅可以改善机械属性，还可以描绘出食物变质的视觉迹象。
- 方法： 作者采用了不同的分析方法来评估所开发的薄膜的机械性能、热性能和阻隔性能。
- 主题： 聚乳酸（PLA）作为可生物降解聚合物的综述
- 作者： Nur Zeyana binti Taib 等人
- 发布日期： 2022 年 3 月 6 日
- 日报： 聚合物通报
- 主要发现：
- 本综述分析了 PLA 的特性，特别关注其生物降解性和可能的用途。
- 值得一提的是，PLA 具有宝贵的特性，然而，它的亲水性往往会吸收水分，这会影响其防水能力。
- 方法： 本文对PLA的制备、特性以及在各个行业中的用途等方面的现有研究进行了分析。
- 3D印刷
- 聚乳酸
