需要耐用性、耐热性和多功能性的 3D 打印通常使用 ABS 长丝，因为它非常适合从原型到一些工业部件的所有用途。不幸的是，ABS 以极难打印而闻名，主要是因为它容易翘曲和开裂。解决此类问题的 ABS 解决方案是使用带外壳的 3D 打印机，以便在整个过程中控制温度。但如果您没有外壳怎么办？ABS 还能成功打印吗？本文探讨了这些问题，并为那些希望在没有外壳的情况下打印 ABS 的人提供了有用的建议。继续阅读以了解有关可在恶劣条件下实现最佳结果的优化的更多信息。
什么是 ABS 长丝及其在 3D 打印中的用途？
认识丙烯腈丁二烯苯乙烯
由于其强度、抗冲击性和耐热性，丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 已成为 3D 打印中最常用的热塑性聚合物之一。ABS 塑料结合了三种成分：丙烯腈（提供耐化学性）、丁二烯（提供韧性）和苯乙烯（提供刚性）。这三种成分使 ABS 用途广泛且坚固耐用。由于 ABS 能够长时间承受压力和损坏，因此被广泛用于汽车、消费电子产品甚至原型制作行业。熔融长丝制造主要用于需要强度或高耐热性的部件，而 ABS 最适合这些应用。
为什么选择 ABS 而不是 PLA 和 PETG？
由于用途广泛，ABS 已成为 3D 打印和热力学加工中最常见的热塑性聚合物。其主要应用是嵌入式系统的主动和被动外壳、低到中级结构部件，甚至作为原型辅助材料。与无法达到最佳耐温标准的 PLA 不同，ABS 凭借明显更好的耐热性胜过对手。尽管 PETG 与其他聚合物结合可能具有一定的抗冲击性，但它们甚至无法接近 ABS 提供的水平。即使在需要打磨、加工或喷漆的后处理中，ABS 也比其竞争对手更容易操作。这一特殊特性就是 ABS 在功能和工业案例中被选中的原因。
ABS 在 3D 打印技术中的用途和优势
ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）因其坚固、灵活、易于修改的特性，在 3D 打印中具有特别的优势。它是创建功能原型的理想选择，因为它能够吸收冲击力，同时承受严重的机械力。它的使用范围遍及汽车、航空航天和消费品行业，所有这些行业都需要出色的材料性能。此外，由于其耐热能力，它还用于外壳或工具手柄等应用。它的后处理功能提高了它的可用性，使他能够打磨、钻孔甚至涂漆以获得专业的饰面。
如何有效地进行无外壳 3D 打印 ABS？
如何解决翘曲和粘合问题
在准备工作空间时，无需关闭打印机或使其闲置即可实现 ABS 3D 打印顺序特征轮廓或曲线，这有点繁琐，但可以通过关注设置来实现；按照前面章节中已经强调的内容实现挤出和打印头温度以及以下规格：
工作床面的准备： 适当清洁并打磨工作床的表面区域，并将其设置为90至110摄氏度之间的加热模式，同时用胶棒、PEI 片涂覆床面，或采用空气喷涂等更先进的方法。
- 第一层的配置： 尝试在步骤的前阶段将打印机盖的施加速度降低 20 到 30mm/s，同时增加层高，从而避免灯丝和床之间的阻碍。
- 灯丝设置： 还可以将热塑性挤出机的温度改变为 230-260 摄氏度。确保细丝干燥以获得最佳一致性，并且挤出机设置与特定 ABS 材料的规格相对应。
- 边缘和筏：增强包围印刷品的高度以增强稳定性，并使封装印刷品的中心平滑，以避免抬起角落并提高附着力。
坚持这些技巧，钝边和保持适当角度的偏移可以很快被消除。当未启用封闭设置时，瞄准支架不是先决条件。
通过打印设置提高打印质量
当关注打印设置的 ABS 参数时，确保打印质量和可靠性达到平衡，特别是在打印模型的复杂组件时。
- 层高和打印速度： 将层高设置为 0.1-0.2 毫米之间，即可实现标准打印的完美效果。将打印速度设置为 40-60 毫米/秒之间，即可实现均衡的质量和适中的速度。
- 挤压倍增器： 可以修改挤出乘数来根据特定需要校准材料流量。1.0 挤出乘数通常足以满足大多数 ABS 长丝的要求，但需要根据长丝特性进行进一步调整。
- 冷却设置： 由于 ABS 需要持续的热量来避免层分离和翘曲，因此在打印时禁用或减少冷却风扇至关重要。
- 缩回： 可以将拧紧距离和速度的参数校准为反向拉线，对于 ABS，高度和速度分别设置为 1-3 毫米和 20-40 毫米/秒。
仔细调整上述因素对于 ABS 打印机获得最佳质量至关重要 表面光洁度、层粘附等常见的印刷问题。
保证层附着力和强度
为了确保各层正确粘合和打印持久性，在使用 ABS 时，请保持周围环境和腔体温度稳定。将喷嘴温度设置为 220 至 250 摄氏度，这是灯丝供应商推荐的范围。此外，请确保床温在 90 至 110 摄氏度之间，以提高对构建表面和 ABS 塑料的粘合性。主要使用粘合剂（如 ABS 浆料）或最好使用专门的打印表面，以便轻松获得结果。最后，通过保持进料系统处于良好的工作状态并进行频繁的校准测试，确保实现一致的挤出。
最适合 ABS 长丝的打印温度是多少？
设置正确的挤出机温度
ABS 长丝的挤出机温度要求在 220 至 250 摄氏度之间燃烧。此温度范围允许长丝适当熔化和挤出，而不会损失太多强度，同时还可以最大限度地减少挤出不足的问题。务必检查长丝供应商推荐的设置以确保准确性。否则，某些 ABS 配方可能会略有不同。首先在 220 度的打印温度下打印预测试，然后根据打印质量和层粘合性缓慢增加温度。
床温在 ABS 打印中的重要性
在 ABS 打印中，获得正确的床温非常重要。它还可以确保不会发生翘曲，同时还有助于正确粘合。对于 ABS，初始建议的构建平台温度通常在 90 到 110 摄氏度之间，具体取决于所用长丝的配方。将打印床预热到这个范围可将材料状态设置为较低的界限，防止冷空气积聚，这会导致打印层冷却过快。此外，它还可以减少收缩层的快速冷却并提高打印质量。为了提高效率，请使用 ABS 加热床，覆盖 PEI 片或粘合剂溶液以获得更好的粘合性和卓越的打印性能。
无外壳环境如何保持打印质量？
最佳地使用冷却风扇
每个 ABS 用户都知道，完全禁止使用冷却风扇，因为它们可能会完全毁掉打印件。不过，在某些情况下可以使用风扇来保持打印质量。过度使用会导致快速冷却，从而增加层间分离或翘曲的可能性。如果需要冷却，请引导或将风扇速度设置为较低的百分比（例如 20-30%）。此外，引导气流远离打印件以减少不均匀冷却。也应仅在打印前几层后使用风扇，以保证足够的床面附着力。关闭。正确调整风扇可确保打印件的结构稳定性不受影响。
增强第一层的附着力
第一层和模型之间的粘合力对于打印成功至关重要，需要进行优化。设置打印床表面，使其没有任何颗粒或油脂，也没有灰尘。在准备打印期间，将常用于 ABS 材料的加热床温度设置为最佳水平，即 90-110 °C 范围内。其他夹持解决方案（如荧光棒、粘合剂或 ABS 浆料）可以提高粘合力。床需要适当调平，喷嘴高度需要正确调整，将细丝设置为受到很大挤压但要牢固粘附。打印第一层时，较低的速度（20-30 毫米/秒）也可以提高粘合的稳定性和均匀性。使所有这些因素共同发挥作用，可以创造出最坚固的第一层。
还有其他方法可以打印 ABS 吗？
如何使用 ABS 汁液进行 3D 打印
ABS 液体是一种粘合剂溶液，常用于增强 ABS 长丝与打印床的第一层粘合力。它是通过将小块 ABS 长丝溶解在丙酮中，直到达到所需稠度的混合物而制成的。当以喷雾形式使用并涂抹在打印床上时，它可以改善表面抓地力，从而降低打印过程中翘曲和脱落的风险 印刷工艺.
此方法适用于 ABS 打印的第一层化学熔合到处理过的表面，为模型提供坚实的基础。ABS 打印在 90-110 度的打印床温度下效果最佳，并且应对加热的打印床进行处理以确保没有多余的堆积物。由于丙酮，这些烟雾是危险的，因此最好在通风区域使用。此外，为了充分利用 ABS 汁液的优势，Avery 打印需要定期维护，以确保床面始终清洁。将 ABS 汁液集成到外部工作流程中可降低因打印附着力差而导致打印失败的风险，从而提高 ABS 塑料的易用性。
探究用于 3D 打印的各种材料
在寻找不同的 3D 打印材料时，我会评估它们的独特特性。例如，PLA 非常常见，因为它易于打印且环保。但是，ABS 更耐用，可以承受更高的温度，使其成为许多功能部件的理想选择。PETG 介于强度和柔韧性之间。对于其他用途，我可以使用 TPU 来获得其弹性，使用尼龙来获得其耐用性，或者修改碳纤维或木材填充的 PLA 等细丝以获得特殊外观。我的选择取决于项目的参数，其中可能包括材料的强度、耐热性、柔韧性或外观。
常见问题解答 (FAQs)
问：不使用外壳可以使用 ABS 进行打印吗？
答：可以不使用外壳打印 ABS，但不建议这样做。这是因为这种材料容易翘曲和收缩，如果没有外壳，情况会变得更糟。外壳为打印提供了稳定的环境，并有助于保持恒定的环境温度，从而减少这些问题。但是，如果您必须在没有外壳的情况下进行打印，请确保打印区域完全密封，并考虑使用临时外壳或其他 DIY 解决方案。
问：ABS 3D 打印常见问题有哪些？
答：使用 ABS 进行 3D 打印时最常见的问题是翘曲、层分离和床面附着力差。这两个问题通常源于快速的温度变化和冷却。由于 ABS 在冷却过程中收缩，零件可能会从打印床上脱落。这些问题可以通过将打印机放入封闭空间、实现更好的床面附着力以及将打印机设置调整为更优化的设置来解决。
问：使用 ABS 长丝打印时，如何增加床面附着力？
答：使用 ABS 长丝时，可以通过多种方式增加床面附着力，例如：将加热床设置为 100-110°C、使用 ABS 浆料或其他特定粘合剂、确保第一层轻轻压在床上以及使用边缘或筏子。此外，将打印环境设置为无气流以及确保稳定的环境温度将进一步有助于防止翘曲和提高附着力。
问：选择 ABS 作为 3D 打印材料有哪些好处？
答：ABS 被广泛用于 3D 打印的主要原因是其出色的机械性能。它具有很强的韧性、良好的抗冲击强度和耐热性。与 PLA 相比，ABS 部件的玻璃化转变温度更高，因此非常适合耐热应用。然而，ABS 易于后期处理、可打磨、可涂漆和可粘合，使其适合用于功能性和美观性组件。
问：如何在 Prusa i3 或任何其他类似的开放式打印机上使用 ABS 进行打印？
答：使用 Prusa i3 等开放式打印机打印 ABS 时，请遵循以下建议：使用 DIY 外壳（如纸板箱或 亚克力板，确保加热床保持在 100-110°C，在打印表面上使用 ABS 浆料以增强附着力，修改打印设置（使用较慢的速度并设置较高的温度），最后确认打印区域没有气流。这些措施并不理想，但它们可以让您在没有内置外壳的情况下打印 ABS。
问：打印 ABS 和 PLA 有什么区别？
答：从材料特性和打印方法来看，ABS 和 PLA 在多个层面上存在差异。ABS 需要更高的打印温度（220-250°C）和加热床，而 PLA 可在较低温度下打印（180-220°C），并且几乎不需要相同的加热床。ABS 更容易翘曲，因此需要外壳才能获得最佳效果，而 PLA 无需考虑这些因素即可打印。另一方面，ABS 具有更好的机械性能和耐热性，而 PLA 可生物降解，更适合新手用户。
问：如何准备用于 3D 打印 ABS 的外壳？
答：决定使用 ABS 进行 3D 打印后，需要一个外壳。虽然有多种方法可以使用大纸板箱、旧橱柜、带有丙烯酸或聚碳酸酯面板的木制框架，甚至种植帐篷来创建外壳，但关键是设计一个可以维持恒定大气温度的区域。此外，确保通风良好，以保证安全。可以使用灯泡或小型加热器来帮助控制温度。此外，一些制造商喜欢添加温度计和湿度计来跟踪干燥箱或外壳的内部状况。
问：如何更改打印机上的 ABS 打印设置？
答：为了获得理想的 ABS 3D 打印效果，应严格遵循以下常规设置：喷嘴温度为 230-250°C、床温为 100-110°C、打印速度为 30-60 mm/s 以及层高为 0.1-0.3 mm。应禁用或降低冷却风扇，因为有必要避免过快冷却。另一个提示是在打印时使用帽檐或筏以增加附着力。这些具体方面可能因您的打印机和灯丝而异，因此请做好调整准备。
参考资料
1. 可变喷嘴温度和横截面图案对 3D 打印 ABS 样品层间拉伸强度的影响
- 作者： M. Foppiano、A. Saluja、K. Fayazbakhsh
- 日报： 实验力学
- 发布日期： 2021 年 7 月 20 日
- 引文标记： (Foppiano 等人，2021 年，第 1473–1487 页)
- 概要：
- 本研究分析了不同喷嘴温度和横截面图案对 3D 打印 ABS 样品层间拉伸强度的影响。作者特别关注了允许人们评估打印 ABS 部件机械性能最有利条件的实验。结果表明，随着喷嘴温度升高，层间附着力得到改善。这对于没有外壳的打印部件尤其重要，因为它们更容易翘曲和分层。该研究强调了一些与调整打印参数以实现 ABS 部件最佳性能相关的问题。
2. 制造参数对含和不含增强纤维的 3D 打印材料层间行为影响的实验和数值研究
- 作者： 大卫·兰兹·安古洛、赫苏斯·库阿特罗·萨拉弗兰卡、洛伦佐·罗德里格斯·维拉坎帕、拉蒙·米拉贝斯·布尔、何塞·安东尼奥·戈麦斯·加西亚
- 日报： DYNA
- 发布日期： 2023 年 1 月 1 日
- 引文标记： (Angulo 等人，2023 年)
- 概要：
- 本文重点介绍了由 ABS 及其增强级制成的 3D 打印部件的夹层不同制造参数引起的现象的经验和数值研究。作者建立了一个有限元模型来模拟温度和层高变化及其对打印部件机械性能的影响。结果表明，在无外壳打印的部件中，夹层粘合变化很大，这可能导致强度损失和翘曲。这清楚地表明了不控制打印机工作条件的可怕后果。
3. 旋转弯曲载荷作用下 3D 打印过程中 ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）材料轴的疲劳强度分析
- 作者： 瓦希德·阿卜杜拉赫曼、穆罕默德·菲特里
- 日报： 材料科学 论坛
- 发布日期： 2022 年 1 月 25 日
- 引文标记： (阿卜杜拉赫曼和菲特里，2022 年，第 137–144 页)
- 概要：
- 本研究评估了 3D 打印 ABS 轴在旋转弯曲载荷下的疲劳强度。研究重点关注以不同填充密度（具体为 100% 和 75%）打印的样本，以阐明有效的打印方法。作者指出，与其他结构不同，无外壳的 ABS 部件在 100% 填充密度下表现出优异的疲劳特性。结果表明，虽然可以打印无外壳的 ABS，但如果希望组件具有较高的抗疲劳性，则必须特别注意填充密度。
4. 环境温度和晶体结构对断裂韧性的影响以及封闭式 FDM 3D 打印机生产热塑性塑料
- 作者： S. Thumsorn、Wattanachai Prasong、A. Ishigami、T. Kurose、Yutaka Kobayashi、H. Ito
- 日报： 制造与材料加工杂志
- 发布日期： 2023 年 2 月 8 日
- 引文标记： (Thumsorn 等人，2023 年)
- 概要：
- 本文分析了温度和结晶度对熔融沉积成型 (FDM) 加工的热塑性塑料断裂韧性的影响。作者在不同环境条件下（包括非封闭环境）进行了测试，以分析它们对机械性能和层间粘合的影响。研究结果表明，在打印 ABS 时没有 3D 打印机外壳会导致断裂韧性降低，因为在较低的环境温度下层间粘合不理想。该研究强调了打印时控制环境条件的必要性。
5. 丙烯腈丁二烯苯乙烯
6. 3D印刷
