Термическая деградация 3D напечатного ABS (и других пластмасс)

Краткая версия вопроса такова:

Могут ли детали с 3D-печатью, изготовленные из ABS, сохраниться в течение одного года в инкубаторе при температуре 80℃?

Пожалуйста, читайте дальше для получения более подробной информации.

Я печатаю некоторые детали, которые будут использоваться внутри инкубатора в лаборатории. Они, вероятно, будут использоваться при температуре 80℃ не менее года, возможно, даже при более высоких температурах, чем эта. (Но, скорее всего, при температуре ниже 100℃.)

В настоящее время мы используем ABS для этих деталей. Мой вопрос заключается в том, ухудшится ли ABS с 3D-печатью в этих условиях. (Например: станет ли она мягкой и обвисшей; обесцветится ли; станет ли хрупкой?) Детали скрепляются вместе, образуя довольно большой объект, который в основном представляет собой стойку с множеством стеклянных флаконов, поэтому важно, чтобы он оставался жестким.

Я нашел несколько работ по термической деградации ABS (например, эта выглядит довольно полной), но у меня нет опыта, чтобы интерпретировать их с точки зрения того, как мои детали будут вести себя практически. Я также не уверен, что 3D-печать что-то изменит.

Если ABS не подходит для такого применения, существуют ли другие пластмассы, которые подходят? Мы используем Zortrax M200, поэтому наш выбор-это пластмассы, перечисленные здесь. Я отмечаю, что PCABS указан как особо термостойкий, поэтому мы могли бы согласиться с этим, но мы бы предпочли ABS, если он будет работать, так как он поставляется в белом цвете, а не в цвете слоновой кости (что важно для нашего приложения), и у нас его много в наличии.

обновление: в конце концов мы решили, что использование ABS слишком рискованно, поэтому мы выбрали PCAB, и мы просто будем жить с желтоватым цветом. (Мы могли бы покрасить его в белый цвет.) В настоящее время он находится в духовке на тестовом запуске, и если он не выйдет из строя через несколько недель, мы рискнем провести годовой эксперимент с этим материалом. Тем не менее, мы все равно были бы очень признательны за советы от любого, кто обладает конкретными знаниями или опытом в подобных ситуациях.

, 👍9

Обсуждение

Печатные пластмассы обычно имеют широкий диапазон температур стеклования, выше которых производители меняют состав пластика по своему усмотрению, поэтому вы не можете быть уверены, выживет ваш пластик или нет, пока не попробуете., @ZuOverture

@ZuOverture проблема в том, что попытка включает в себя ожидание года, чтобы увидеть, не провалится ли весь эксперимент. Вот почему я надеюсь воспользоваться знаниями и опытом этого сообщества. 80 градусов значительно ниже температуры стеклования для АБС - пластика-меня больше беспокоит окисление и другие химические изменения, которые могут произойти., @Nathaniel

Из аннотации это выглядит так, как будто основной причиной деградации является окисление, и я не думаю, что у него есть температурный предел, где он начинается, а ниже он ничтожно мал. Нет, окисление будет происходить при 80С, только немного медленнее, чем при 112С. Я не вижу никаких временных шкал в аннотации, хотя она должна быть в полном тексте. Если нет никого, кто мог бы принести эту статью, вы можете рассмотреть возможность тестирования во время использования. При печати двух стоек время использования должно отличаться, но вы используете только более молодую и ищете признаки деградации на более старой. Пары недель может быть достаточно, чтобы начать. (И я надеюсь, что вы не используете УФ-излучение), @ZuOverture

У меня есть доступ к полному тексту (я не понимал, что он платный), но проблема в том, что он в основном сопоставляет время с такими вещами, как "ударная вязкость" или "Интенсивность операций I_3 ( % ), связанная с количеством свободных объемных сайтов", которые я не знаю, как интерпретировать с точки зрения моего приложения. Они в основном сосредоточены на образцах, приготовленных при температуре 120℃, и временные рамки для этого, по-видимому, исчисляются сотнями часов (то есть пара недель-это примерно то же самое). Если то же самое верно при 80℃, нам придется использовать другой материал, так как нам нужно, чтобы он прослужил год, но я действительно не могу сказать этого по бумаге., @Nathaniel

Обычным методом защиты пластмасс от атмосферных воздействий является их покраска, хотя вам придется изучить, как ведет себя это покрытие при температуре 80С. Некоторые из них могут быть задокументированы лучше, чем ABS ("для наружного использования в Сахаре" должно быть достаточно)., @ZuOverture

@Nathaniel Эта термическая деградация называется старением (применяется ко всем компонентам) и учитывается при разработке того, где будет использоваться продукт. Вся эта информация получена из материально-технических данных для анализа на ускоренных испытаниях (специальные камеры), чтобы определить, сколько продукт проживет в критических условиях (горячий и холодный), чтобы гарантировать хороший срок службы. Эти сроки могут предложить от 3 до 7 лет гарантии и многое другое. Если ваш пластик разлагается так быстро, вам нужен другой, более термостойкий., @Fernando Baltazar

Привет, обновление больше похоже на то, что оно должно быть опубликовано как ответ, tbh, поскольку решения не должны публиковаться в вопросе, потому что это приводит к поломке модели обмена стеками. Вам не нужно принимать свой собственный ответ, если вы все еще ждете другого ответа. Кроме того, имейте в виду, что принятый ответ может быть изменен (т. Е. Вы можете принять другой ответ). Если бы вы могли опубликовать свое обновление в качестве ответа, это было бы здорово. Заранее спасибо, @Greenonline

@Greenonline обновление никоим образом не является ответом на этот вопрос. Это просто комментарий, чтобы люди знали, что мы решили. (Мы задержались и еще не начали эксперимент, иначе я бы опубликовал реальный ответ, основанный на нашем опыте.), @Nathaniel


4 ответа

0

Я бы рекомендовал Taulman Bluprint, который имеет температуру 100 °C и печатает около 250 °C.

Я получил небольшой образец, и он хорошо напечатан с рекомендованными настройками. Я не проводил никаких тепловых испытаний с моим отпечатком (я сделал с его помощью ручку для газонокосилки), но у Таулмана солидная репутация в области инженерных нитей.


,

ОП заявляет, что он ограничен выбором катушек материала Zortrax M200., @0scar

0

АБС филамент, скорее всего, будет отличаться от АБС в статье говорим о, как минимум в филамент добавила краситель (АБС не естественно белый), ее возможно у него есть и другие добавки, чтобы сделать его легче выдавить, а особенно для недорогих АБС - кроме того, возможно, она имеет других случайных загрязнений.

"Один и тот же" материал от разных производителей часто очень явно отличается (для недорогой нити разные партии от одного и того же производителя иногда отличаются), поэтому, даже если у кого-то здесь был опыт приготовления АБС в течение года, вы никогда не можете быть уверены, что ваш АБС будет работать так же, как их АБС.

Если информации нет в паспорте материала, вы можете попытаться связаться с производителем, кроме этого, у вас действительно нет другого способа узнать, кроме как попробовать самостоятельно.

,
0

разогрейте его, посмотрите, что произойдет, также примите во внимание дополнительную поддержку на случай, если он ухудшит свою устойчивость. если возможно, нанесите на него какое-нибудь защитное покрытие. кто-то сказал "краска", но можете ли вы добавить слой смолы или керамики?

,

В настоящее время он находится в духовке на тестовом прогоне. Но, как я уже сказал и в комментариях, и в вопросе, нам нужно, чтобы он функционировал не менее года, и если за это время он выйдет из строя, нам придется начинать все сначала, так что "попробуй и посмотри" - не совсем хороший вариант для нас., @Nathaniel

Гонз, ваш ответ был бы гораздо полезнее, если бы вы указали, какую смолу и/или керамику вы имеете в виду и как это предотвратит деградацию основного пластика из-за высокой температуры (учитывая, что любое покрытие будет иметь нулевое влияние на проникновение тепла в течение одного года)., @mac

@nathaniel попробуй любой пластик. Сколько он весит? сделайте небольшую конструкцию из каждого материала, положите на нее какой-нибудь тяжелый груз.будет ли время, когда он остынет, будет ли он остывать медленно. если вы очистите его, какие химикаты вы будете использовать и при какой температуре вы его очистите. Эти факторы могут привести к его более быстрой деградации. что касается смолы, то у меня нет никаких рекомендаций. я просто предлагаю добавить дополнительный слой чего-нибудь, чтобы уменьшить поглощение тепла, а также химический контакт. он может быть распылен на щетку, может быть минералом, солью, комбинированным слоем o.просто укрепите напряженные участки., @Gonz

5

Чтобы кратко ответить на ваш вопрос: Нет, ABS не выдержит по крайней мере один год при температуре 80-100°C.

1] Если вы посмотрите на график выше (от Tiganis/Burn), вы заметите, что синяя линия (ABS 90°C) уменьшается. Я сделал расчет глазного яблока на графике и пришел к уравнению (J для энергии разрыва, h в течение нескольких часов):

J = -0.002h + 14

Исходя из этого, энергия разрыва в 0 Джоулей будет достигнута через 7056 часов или 294 дня.

Если вы побродите по интернет-форумам, посвященным 3D-печати, вы обнаружите, что эта ценность лежит в основе опыта людей. Я помню один случай, когда кто-то выставил кусок пресса на солнце, и он сломался через год.

Тиганис; Ожог: Влияние термического старения на смеси акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС). В: Лакасс; Ванье (1999): Долговечность строительных материалов и компонентов 8, стр. 912-922.

,
Смотрите также: