Zortrax Inventure ABS列印降低收縮率攻略

08-18

來自專欄 3D列印知識庫

Zortrax Inventure是一款專業的雙頭擠出型3D印表機，有一個封閉的加熱發熱場以減少ABS塑料的收縮率。以ABS塑料為基礎的材料，在注塑成型製造的終端產品中是一種常用的材料，但這種材料在冷卻過程中的收縮率會達到11%，而且特別容易變形。但Zortrax Inventure印表機的發熱場內能保持嚴格控制的3D列印環境，這就同時解決了這兩個問題。

ABS塑料（丙烯腈丁二烯苯乙烯塑料的簡稱）是一種無定形熱塑性塑料。它具有糾纏的隨機分子構造。在顯微鏡下，ABS聚合物鏈看起來有點像一碗義大利麵條。當材料受熱時，分子間的聚合力就會變弱，這些鏈條就會分離開來。於是，材料的體積就會增大，密度就會減小。

但當擠出的材料冷卻後，這個過程就開始朝著相反的方向發展。聚合物鏈結合開始緊密，於是材料開始收縮。雖然在正確設置的3D印表機中，這種影響通常可以忽略不計，但當您需要製作複雜的原型，且無法用通過3D列印一次成形時，就可能會引起麻煩。不同的零件需要適配，但哪怕一些零件和另一些零件的收縮率只相差一點點，它們也無法很好的配合，然後就會有變形。

ABS塑料變形的問題比收縮更嚴重。當一個模型均勻收縮時，它只是變小一點而已。但是，當一個模型的部分零件收縮得比其它零件厲害時，模型就會扭曲。它會在列印床上翹起來、變形，有的時候甚至會破裂。導致模型變形的因素有多種，但冷卻不當可能是最常見的因素。

當材料冷卻得太快，或模型周圍的溫度分布不均勻時，通常會發生這種情況。空調系統造成室內空氣流通，常常會成為禍因。另一個可能的原因就是把3D印表機放在了窗口附近工作。這也就是為什麼我們設計了Zortrax Inventure印表機來解決ABS收縮和變形的問題。

我們知道，將冷卻速率保持在材料的最佳適應範圍內可以緩解收縮，但要在開放式的3D印表機中實現這一點卻很困難。在開放式的3D印表機中，塑料在擠出過程中加熱到近245攝氏度（華氏505°）後，便會迅速冷卻到室溫狀態。而在Zortrax Inventure印表機中，這個過程則更為複雜。為了有效降低ABS收縮率，我們設計了一個環繞的封閉加熱發熱場。

加熱的ABS線材從噴嘴擠出時便冷卻到80攝氏度（華氏176°）。然後，這個溫度便在整個3D列印過程中保持在發熱場中。只有當模型列印完成後，Zortrax Inventure才會進一步將溫度冷卻到室溫。這樣，每一層材料就能以同樣的速度同時進行降溫。此外，在Zortrax Inventure印表機中，發熱場事實上是一個封閉的艙，與周圍環境隔絕。為了防止模型變形，整個列印空間的溫度是一致均勻的。

專業的原型模型通常是非常複雜的工程件，它們由不同的零件組成，每個零件分別由3D列印完成，然後再手動組裝。這樣，每個零件的尺寸精度就至關重要了，因為哪怕只有一個零件無法適配其他部分，也會拖累整個項目。

如果說聚乳酸線材幾乎沒有收縮率，那麼ABS塑料則強度更大，且能經受住各種後處理技術的考驗。我們設計的Zortrax Inventure印表機可列印Z-ULTRAT Plus材料，這種材料是我們產品中最有彈性的以ABS為基礎的線材塑料，其精度可與聚乳酸線材媲美。並且，由於發熱場的封閉性，不管印表機在什麼樣的環境下工作，其列印精度都能保持不變。