如何3D打印橡胶：线材和树脂

魔猴君  知识堂   134天前

橡胶是一种热固性聚合物，这意味着它不能像PLA或ABS等热塑性塑料那样被再次加热或重塑。加热热固性聚合物只会将其烧毁，还可能释放出有害气体。

也就是说，你可以在FDM或树脂机器上轻松打印柔性材料。这两种技术的操作方式大相径庭，但都有各自的优势。

在本文中，我们将介绍不同的柔性材料，并根据您选择的3D打印技术，就如何使用这些材料提出一些建议。

一、灵活的场景

通过使用柔性材料打印，有趣的设计变得更好（来源：Formlabs）

有许多可用的柔性材料，但以下是最常见和最常用的材料

TPU：热塑性聚氨酯

TPE：热塑性弹性体

TPC：热塑性共聚酯

柔性线材的特点包括弹性、耐用性、强度、阻燃性、食品安全性以及某些配方的抗菌性。由于可以长期与皮肤接触，柔性线材是3D打印假肢和手表带或其他可穿戴电子产品的最佳选择。在各种柔性线材中，您还可以找到由100%再生材料制成的选择。

另一方面，柔性树脂是一种模仿橡胶特性的紫外线固化3D打印树脂。它们以制造坚固但有弹性的部件而闻名，树脂的邵氏硬度与其柔韧性（或硬度）有关。但什么是肖氏硬度？

二、肖氏硬度

您要打印的内容将决定要寻找的肖氏硬度（来源：AeroMarine Products）

肖氏硬度是用硬度计测量的，用于量化材料的硬度。硬度计测试适用于软质和柔性塑料，而洛氏测试适用于聚碳酸酯等更坚硬的材料。

材料硬度分为三种不同的肖氏硬度：

Shore 00：用于极软的材料，例如凝胶和橡胶

Shore A：用于柔性橡胶和硬质塑料

Shore D：用于硬质塑料和硬质橡胶

作为一般参考，3D打印柔性树脂的肖氏硬度通常为80A左右，如上所示，该硬度类似于橡胶鞋跟（比鞋底更硬）或与皮带相当。

例如，如果您要打印模具，那么了解要打印的材料的肖氏硬度很有用。您会知道，肖氏硬度约为30-40A的较软材料可以制作出灵活的模具，您可以轻松地从中取出物品。如果模具太硬，则移除零件可能会导致零件破裂或开裂。

三、使用柔性线材打印

TPU产生灵活的结果（来源：Kinvert via YouTube）

为确保获得最佳效果，在使用柔性线材打印时需要考虑一些问题。

首先，尽可能保持线材干燥。这是所有线材的必备条件，无论您是否使用柔性线材。如果不防止湿气进入材料，线材中就会形成气穴，挤出的效果就会很差。适当的储存和干燥技术，如干燥箱或干燥机，是确保材料可用于打印的好方法。

就打印机本身而言，最好使用直接挤出。虽然这不是福音，但建议使用直接挤出而不是鲍登供料系统来生产柔性线材。为了避免粘附问题，选择玻璃床可能是成功打印第一层的方法。

在设置方面，好的方法是在切片机设置中减少整体回缩。在使用柔性线材打印时，你可能会发现它们会在喷嘴周围产生大量的串线或卷曲。就热塑性聚氨酯而言，良好的缩回设置约为2-4毫米。请记住，如果缩回材料的速度过快，由于材料的弹性，它将没有足够的时间完成完全缩回！

最后但并非最不重要的一点是，放慢行进速度。为确保柔性材料与构建托盘的良好连接，您需要缓慢打印。热塑性聚氨酯的打印速度为25-35毫米，温度为215-222°C。

四、使用柔性树脂打印

压扁用Formlabs的Flexible 80A打印的定制耳塞（来源：Formlabs via YouTube）

柔性树脂具有弹性特性，这意味着它在变形后会恢复到原来的形状。根据墙壁的尺寸，打印件可能更灵活（薄壁）或更坚硬（更厚的墙壁）。

在树脂机器上打印时，请确保打印平台板水平、通风良好，并且工作表面铺有纸巾，以防溅出。众所周知，树脂打印机会产生挥发性有机化合物(VOC)，吸入后可能会导致呼吸问题，因此二级外壳或空气过滤器也值得考虑。

如果您要打印像表带这样的弯曲物品，那么您应该对其进行设计，使其打印出该形状。否则，它总是想回到原来的平面方向。

以微小角度打印零件将有助于减少零件内的弹性应力，这将有助于其符合所需的形状。固化柔性树脂时，还建议您直接从树脂供应商处获取固化设置。

编译整理：ALL3DP