新的ABS/HDPE FFF混合物3D打印材料随着时间的推移变得更强

        中国3D打印网11月27日讯，与3D打印长丝相比，用于注塑成型的塑料颗粒的种类要广泛得多，因此具有广阔的应用范围。同时，目前丸粒的价格远低于长丝。市场上有少量的颗粒挤出3D打印机，但是没有更多的事实有点令人惊讶。来自新西兰奥克兰市梅西大学的一组研究人员正在开展自己的工作来改变这种状况。此前，该小组由该学校增材制造中心的机电与机器人学高级讲师Khalid Mahmood Arif领导，开发了用于3D打印的微颗粒挤出机。研究人员不仅创造了这项技术，而且甚至以其强度，表面质量都非常好。
该小组的升级挤出机设计。
该团队通过开发和表征3D打印系统的新材料来继续其工作。最近，Arif等人。在《材料和制造过程》上发表了一篇文章，讨论了用于其微丸挤出3D打印机的ABS / HDPE的新组合，从而使打印材料随着时间的流逝实际上变得更强，击败了台式机和工业FFF中的一些更强的聚合物3D打印。在标题为“用于熔融长丝制造的热稳定ABS / HDPE共混物的制备和表征”的论文中，作者描述了ABS和HDPE的优缺点。正如我们许多读者可能知道的那样，ABS在桌面3D打印中几乎无处不在，因为它具有抗拉强度，不破裂的变形能力，排斥水的能力以及使其适用于多种应用的其他功能。另一方面，HDPE是一种很难印刷的材料，很少使用。
随着ABS暴露于40°C以上的温度，ABS的优良品质会下降。为了保持这些理想的机械性能，研究人员决定将塑料与高密度聚乙烯（HDPE）混合，当与其他聚合物混合时具有良好的热稳定性。混合物中需要的是聚乙烯接枝的马来酸酐（PE-g-MAH）。团队对材料进行了多种组合，一个又一个地被证明无法打印。Arif）等还必须通过添加液体冷却系统来修改其微丸挤出机，以防止挤出机内部不受控制的加热，从而实现均匀的挤出温度。为了确保最终混合物的可印刷性，他们必须在打印床上粘贴一些胶带。
一旦达到适当的混合，就按照ASTMD和ISO标准打印拉伸，压缩和弯曲样品。他们还测试了各种温度条件下的可印刷性，挤出温度范围为185°C至205°C，床温范围为25°C至75°C。除了物理测试，作者还对印刷材料进行了视觉和机器分析，包括傅立叶变换红外光谱，差示扫描量热法，热重分析和扫描电子显微镜（SEM）。
研究结果实际上是惊人的。这组作者说，ABS / HPDE共混物不仅显示出良好的热稳定性，而且随着时间的推移实际上变得更强。此外，作者声称，基于对市场上其他耐用3D打印材料和工艺的研究，其混合物的抗弯强度可能是目前最强的。他们特别指出，ABS和HDPE的老化混合物比Stratasys的ABSPlus和带有Markforged的碳纤维增强聚酰胺6的弯曲强度更高。
研究人员总结了以下三个要点：
1、这种混合物在现有FFF混合物材料中具有最高的机械性能之一。在有关FFF的共混物的现有文献中，拉伸强度是第二高的，弯曲强度和抗压强度是最高的。
2、随着时间的推移显着提高了机械强度（拉伸，弯曲和压缩），而不是降解。这表明在高温下的热稳定性。
3、如在DSC中观察到的，热老化改善了冷结晶。这种异质结晶改善了3D打印过程中珠粒之间的扩散，从而改善了性能。”

不过目前研究人员还没有讨论这种长丝形式的ABS / HPDE共混物的可行性，也没有讨论任何商业化计划。