淺談3D列印材料應用

當談到3D列印材料的應用,目前可以在家庭環境中列印的,範圍之廣可能會讓你大吃一驚。當然也有些家用機型的技術限制, 就讓我們由目前現有的家用型材料來做些介紹吧 。



PLA (Polylactic Acid):環保纖維

環保纖維(PLA)是業餘3D列印玩家最常使用的材料之一。這是一種環保型的塑料,完全天然成分製成。是一種混合玉米澱粉和甘蔗衍生物,符合食品級和生物分解的標準。

此外PLA的材質特性是比ABS塑料更堅硬且抗UV性。且是比大多數材料更環保,但粘土,巧克力和木材除外。然而,若將PLA應用在餐具用品上,如杯,盤,碗筷等 ,其中所含的彩色顏料可能含有毒素。

PLA在其自然狀態下是透明的,不同顏色的選擇會改變其原有的透明色,它適用於印製玩具和藝術品。也常被拿來做為多種顏色混合的應用。

PLA材質通常在220℃左右的溫度下,可以很穩定的列印且釋放出無毒,並且像煎餅的氣味。當列印成品冷卻時,PLA 材質的高穩定性,使他相較於其它材質,成品是較於平坦且緊貼於列印機床的。它也可以很容易重新加熱,例如用打火機或熱風槍,來修復,彎曲或連接任何部位。

ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) 塑料

ABS是一種丁二烯 ,苯乙烯共聚物。是一種常用的塑膠材料製成,並也是3D列印非常好的材料選擇。為什麼它可以如此的廣泛被接受且應用呢 ? 除了它是可以承受被擠壓模製外,ABS材料是非常廉價的,並可以回收再利用。唯一較不足的是,需要2公斤的石油才能生產1公斤的ABS塑料。

冷卻的ABS是比PLA更靈活有彈性一點,它更適合於某些應用。然而,ABS沒有抗UV,陽光照射會使得它縮小,因此最好避免於室外使用

ABS材料能承受比PLA稍高的溫度,約在 245°,ABS製出的成品可以用黏著劑連接在一起,或用石油溶劑軟化,ABS有更多的後處理和油漆的選擇,比起PLA的成品,附加了更多美麗外貌 。

PVA 水溶性塑料

PVA主要是作為一個臨時支援的結構材料,當在使用雙噴頭列印機時,其中一個噴頭,列印PVA結構,而另外一噴頭列印永久性塑料。當成品列印完成時,PVA便被浸在水中溶解。

PVA材料最酷的是,它使不可能列印的形狀變成為可能。不過,此種材料是昂貴的,且對水敏感,即使是空氣中的濕氣也會導致其變質!所以需要非常確實的密封儲存。

Nylon 尼龍 ;更便宜的選擇

尼龍是另一種入門級3D列印材料首選。且只有 PLA 或 ABS 價格的一半!

尼龍可承受的列印溫度是更高的,從245℃至300℃不等,如ABS,尼龍在列印過程中也可能會釋放有毒物質。

相較於PLA和ABS,尼龍也許沒有那麼廣大的顏色選擇。但說到色彩的飽合度卻有它的細微之處,使得它常用於齒輪或手機殼的製作。


建議在使用前,務必保持尼龍絲乾燥,因為它往往會保持水分。若使用非乾燥的尼龍。很可能會毀了整個列印過程。

Wood-based filament ;木纖維

木材是3D列印材料圈很新的一員。木纖維本身是一種混合木材顆粒和聚合物的材料,其列印出的成品材質是較似紙板 (cardboard) 材質的,而非似木頭。

為何此種材質也是相當被看好呢? 因為它列印成品是相當美麗的,不僅能列印出非常薄的圖案,並能將列印時層層堆疊的線完美隱藏。並透過不同的擠出溫度,能夠建立出不同深淺的木棕色。

目前市場上唯一的品牌是一家叫 LAYWOOD 的公司,此公司花了一年的研究時間發展出此材料。

Printing pastes: 列印膏料

3D列印膏料,如糖,巧克力,有機矽,蠟和黏土,已被廣泛地探討和逐漸應開始應用。但是,若要運此類膏料,列印噴頭需要修改,以擠壓膏料。熱噴頭端是需因應不同材料而更換的 ,例如,注射器,蠕動泵或螺桿。

蠟;是在這類有趣的材料中較被討論的材料之一。蠟材料的應用,可以採取列印成模具型的蠟燭,如失蠟鑄造或注射成型。

列印膏料的使用目前仍然是在實驗階段。每個膏料似乎都有其獨特性要克服,到目前為止,膏料列印過程還是相當困難和混亂。讓我們來看一段黏土的video 吧 。

最後,我們認為3D列印材料的開發是3D列印領堿發展的關鍵 - 尤其是在消費性領域的。然而,正如大家所看到的,持續不斷的發展任何可能的運用材料 ,勢必會帶給你我所有玩家們,更多的驚奇與興奮。讓我們一起來期待吧 。




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