3D打印ABS材料种类和性能以及应用总结！
魔猴君 知识堂 1711天前
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一、材料简介
ABS( Acrylonitrile Butadiene Styrene)是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁及高强度。
由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚成的工程塑料ABS,是一种非结晶性,具有强度高、韧性好、尺寸稳定性高、易于加工成型等特性的热塑性高分子材料结构，又称ABS树脂。
魔猴3D打印工程ABS
ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料,无毒、无味、吸水率低并具有90%的高光泽度。ABS 材料的颜色种类有象牙白、黑色等,广泛地应用于不同领域，如汽车、纺织、仪器仪表、电子电器和建筑等,是一种用途极广的热塑性工程塑料。ABS塑料具有各种优良的性能,如良好的冲击强度,较好的尺寸稳定性、耐热性、耐低温性以及优异的电性能、耐磨性，此外它的抗化学药品腐蚀性也很强，比较适用于成型加工和机械加工。ABS同其他材料的结合性好,易于表面印刷、涂层和镀层处理，如进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和黏接等次加工。塑料ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物之一，,它将PB、PAN、PS的各种性能优点有机地结合起来，兼具有韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。
另外,ABS树脂可与多种树脂配混成共混物，如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS混合等能产生新性能，用于新的应用领域。在3D打印中,ABS是FDM成型工艺常用的热塑性工程塑料。
二、ABS材料的性能
ABS材料的性能主要分为以下几个方面。
(1)一般性能。
ABS是一种综合性能良好的树脂,在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度,热变形温度比PA、聚氯乙烯(PVC)高,尺寸稳定性好。ABS熔体的流动性比PVC和PC好，但比聚乙烯(PE)、PA及聚苯乙烯(PS)差，与聚甲醛(POM)和耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)类似。ABS 的流动特性属非牛顿流体，其熔体黏度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。ABS的触变性优越,适合FDM打印的需要。
(2)力学性能。
ABS有优良的力学性能:
首先，其冲击强度极好,可以在极低的温度下使用，即使ABS制品被破坏，也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏;
其次，ABS在具有优良的耐磨性能、较好的尺寸稳定性的同时又具有耐油性，所以可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的蠕变性比聚砜(PSF)及PC大,但比PA和POM小。在塑料中,ABS的弯曲强度和压缩强度是较差的，并且力学性能受温度的影响较大。
(3)热学性能。
ABS属于无定形聚合物，所以没有明显的熔点，熔体黏度较高，流动性差，耐候性较差,紫外线可使其变色;热变形温度为70 C~107 C(85 C左右),而其制品经退火处理后热变形温度还可提高10 C左右。ABS对温度、剪切速率都比较敏感,在-40C时还能表现出一定的韧性，因此可在-40C~85C的范围内长期使用。
(4)电学性能。
ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。
（5）环境性能。
ABS不受水、无机盐、碱醇类和烃类溶剂及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂
ABS是3D打印最常用的热塑性塑料,但不能生物降解。ABS良好的强度、柔韧性.机械加工性及抗高温性能常常使其成为工程师的首选塑料。此外,它具有极好的耐磨性和抗冲击吸收能力。大多数ABS部件存在的最大精度障碍就是与3D打印机工作基板直接接触的打印表面易出现向上卷曲,这需要提前加热工作基板(一般50~110C)以确保模型底部光滑、平整和洁净,以消除卷曲现象。研究发现，采用ABS/丙酮混合物，或使用发胶喷枪能够避免打印表面产生卷曲。然面，在打印较大的物体时应小心3D模型冷却过程中由热应力所引起的翘曲变形。
四、可用于3D打印的其他ABS系列改性材料
为了进一步提高ABS材料的性能，并使ABS材料更加符合3D打印的实际应用要求，人们对现有ABS材料进行改性，又开发了ABS - ESD、ABSplus、ABSi和ABS - M30i四种适用于3D打印的新型ABS改性材料。
1、ABS- ESD防静电材料简介。
ABS-ESD是美国Statays公同研发的种理想的3D打印用的抗静电ABS材料,材料热变形温度为90C。它是种基于ABS- M3O的热塑性工程塑料,具备静电消散性能，可以用于防止静电堆积，主要用于易被静电损坏降低产品性能或引起爆炸的物体。因为ABS - ESD防止静电积累，所以不会导致静态震动，也不会造成像粉末、尘土和微粒的微小颗粒的物体表面吸附。该材料在3D打印中能理想地用于电路板等电子产品的包装和运输,减少每年因静电造成的巨大损失，降低弹药装置爆炸事故的发生,广泛用于电子元器件的装配夹具和辅助工具、电子消费品和包装行业。
魔猴3D打印防静电ABS
ABS-ESD材料在3D打印中的应用
对于采用FDM技术进行3D打印的树脂材料来说，树脂在喷口处与喷口产生高速剪切作用，极易形成静电，而树脂大多为绝缘体，产生的静电无法释放，极易造成树脂熔体的不稳定流动，从而影响打印效果。因此对于3D打印材料进行静电消除，意义十分重大。
2.、ABSplus材料简介
ABSplus材料是Statasys公司研发的专用3D打印的材料，ABSplus的硬度比普通ABS材料大40%，是理想的快速成型材料之一。
他们利用FDM技术与生产级热塑性塑料相结合创建3D打印部件,其中包括ABSplus材料。ABSplus材料经济实惠，设计者和工程师可以反复进行工作,经常性地制作原型以及更彻底地进行测试，同时它特别耐用，使得概念模型和原型看上去就像最终产品样。使用ABSplus进行3D打印，能在FDM技术的辅助下具有最广泛的颜色(象牙色、白色、黑色、深灰色、红色、蓝色、橄榄绿、油桃红以及荧光黄)供选择,同时也可选择自定义颜色，让打印过程变得更有效和有乐趣。用这种材料3D打印的部件具备持久的机械强度和稳定性。此外.因为ABSplus能够与可溶性支撑材料起使用,因而无须手动移除支撑，即可轻松制造出复杂形状以及较深内部腔洞。因此ABSplus Series是最好用和易用的ABS耗材,通过弥补ABS材料固有的容易翘曲和开裂的缺陷，在最大限度保留材料原有卓越的机械性能的基础上，让它变得更适合3D打印。使用ABSplus标准热塑性塑料可以制作出更大面积和更精细的模型。其服务领域涉及航天航空电子电器.国防、船舶、医疗玩具通信、汽车等各个行业。
3、ABSi材料
ABSi为半透明材料,具备汽车尾灯的效果，具有很高的耐热性，向强度，呈琥珀色,能很好地体现车灯的光源效果。材料颜色有半透明、半透明淡黄、半透明红等，材料热变形温度为86C。该材料比ABS多了两种特性:具有半透明度以及较高的耐撞击力。所以命名为ABSi,i即impact(撞击)。同时，ABSi的强度要比ABS的强度高，耐热性更好。利用ABSi材料，可以制作出透光性好、非常绚丽的艺术灯，它也被广泛地应用于车灯行业，如汽车LED灯。ABSi除了用于汽车车灯等领域，还可以用于医疗行业。
ABSi材料主要采用FDM技术进行3D打印。其制品主要包括现代模型、莫具和零部件制造,未来将在航空航天、家电、汽车、摩托车等领域得到广泛的应月，它在工程和教学研究等领域也将拥有一席之地。
4、ABS- M30i材料
ABS -M30i材料颜色为白色,是种高强度材料,具备ABS -M30的常发特性热变形温度接近100C。在3D打印材料中，ABS M30i材料拥有比标准ABS材料更好的拉伸性、抗冲击性及抗弯曲性。ABS-M30i 制作的样件通过了生物相容性认证(如ISO 10993认证),可以通过y射线照射及EtO灭菌测试。它能够让医疗.制药和食品包装工程师和设计师直接通过CAD数据在内部制造出手术规划模型、工具和夹具。ABS - M30i材料通过与FORTUS 3D成型系统配合，能带来真正的具备优秀医学性能的概念模型、功能原型、制造工具及最终零部件的生物相容性部件，是最通用的3D打印成型材料。它在食品包装、医疗器械、口腔外科等领域有着广泛的应用。。而使用ABSi材料和FDM技术构建半透明琥珀色、红色、自然色原型部件,半透明部件同样能检测流体运动例如在医疗器材原型制作中),创建概念模型和功能原型并且模拟最终产品。ABSi 材料还可以让设计师和工程师超越坚固不透明部件的制作范围。
