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清華BluePHA新型3D打印耗材測(cè)試
時(shí)間：2015-04-14 19:21 來(lái)源：南極熊 作者：中國(guó)3D打印網(wǎng) 閱讀：次
去年開(kāi)始，伴隨FDM桌面級(jí)3D打印機(jī)在國(guó)內(nèi)已開(kāi)始普及起來(lái)，涌現(xiàn)出一大批3D打印所使用的耗材，最常見(jiàn)的是PLA、ABS，其他的有尼龍、竹纖維、水溶性及各類PLA改制的夜光、金屬類等耗材，極大的豐富了我們創(chuàng)作的范圍，但是當(dāng)我們要打印個(gè)可以直接使用的一次性杯子、飯盒或者突發(fā)奇想打印一個(gè)可以澆鑄巧克力的模具的時(shí)候，以上那些耗材或多或少都不合適，PLA在80℃的水里直接變軟、其他工程塑料又不能與食品接觸。
對(duì)于這些問(wèn)題，清華BluePHA團(tuán)隊(duì)（注：多種新型生物塑料提供商）推出一種新型3D打印生物材料PHA，兼容PLA的無(wú)毒、可降解等大部分性能，同時(shí)熔點(diǎn)可以保持在120℃以上。（度娘說(shuō)：聚羥基脂肪酸酯（PHA）是一種全生物合成的材料，具有全生物降解性、生物親和性，特別適合在食品包裝、醫(yī)用組織工程、可穿戴設(shè)備等人體直接接觸領(lǐng)域應(yīng)用。）那么今天我們就可測(cè)試一下這么給力的材料打印效果到底怎么樣呢！
BluePHA耗材的直徑測(cè)試：
測(cè)量時(shí)，隨機(jī)選出第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，然后相距1m距離處即為第二、三測(cè)量點(diǎn)，在每個(gè)測(cè)量點(diǎn)分別測(cè)出夾角180℃的兩組數(shù)據(jù)。
![YT7D7KGFQVYW4X6)PFM]]TL.png](http://img.3ddayin.net/uploadfile/allimg/150414/19223I516-1.png "YT7D7KGFQVYW4X6)PFM]]TL.png")
根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)得知：
（1）在測(cè)試耗材標(biāo)準(zhǔn)直徑為1.75mm，實(shí)際直徑如圖所示最大偏差為1.72mm，誤差率為1.7%，相比國(guó)內(nèi)目前常見(jiàn)3%的偏差要低，打印設(shè)置耗材直徑參數(shù)應(yīng)該注意。
（2）測(cè)試耗材圓度最大偏差率為1.1%,完全滿足3D打印需要。
模型打印測(cè)試
一 我們選用一款使用較多且性能穩(wěn)定的3D打印機(jī)作為本次測(cè)試機(jī)型，選用原廠所配PLA耗材作為對(duì)比。
該3D打印機(jī)基本參數(shù)
二 模型測(cè)試
（1）打印溫度測(cè)試，
填裝耗材后，設(shè)定溫度240℃進(jìn)行送絲，發(fā)現(xiàn)出絲有小氣包出現(xiàn)，溫度明顯過(guò)高，以五℃為單量逐漸降溫直出絲流暢潤(rùn)滑無(wú)氣泡，此時(shí)溫度220℃。繼續(xù)降溫至185℃，出絲阻力明顯增大，耗材進(jìn)絲緩慢。
噴頭溫度和打印速度分別以215℃ 60mm/s 、 205℃ 40mm/s 、 195℃ 20mm/s參數(shù)打印單壁模型上中下三部分，效果如圖：
該耗材適合打印溫度195℃-215℃，隨打印速度增大而提高。
（2）在相同打印速度40mm/s分別打印原廠PLA和測(cè)試耗材PHA，打印橋接、懸垂、正負(fù)空間性能和支撐模型，比較其打印效果。
相同模型切片參數(shù)
層厚0.2mm 壁厚0.4mm 填充15% 打印速度40mm/s
填充速度80mm/s 工作臺(tái)溫度50℃
兩種材料最佳參數(shù)
PLA 210 ℃ 回抽速度50mm/s 回抽距離6mm
PHA 205 ℃ 回抽速度50mm/s 回抽距離3mm
橋接模型測(cè)試
檢查五個(gè)橋接是否有邊緣線材垂下或懸掛的塑料絲
兩種材料均可以完整打印橋接模型，相比只在第五層出現(xiàn)下墜現(xiàn)象的PLA，PHA在第四層就已經(jīng)出現(xiàn)，在第五層比較明顯。
懸垂表現(xiàn)測(cè)試
測(cè)量30℃、45℃、60℃、70℃的懸垂結(jié)構(gòu)，看看有沒(méi)有下垂的線材邊緣、擠出時(shí)的晃動(dòng)、溢出的塑料絲。
測(cè)量30℃、45℃、60℃、70℃的懸垂結(jié)構(gòu)，看看有沒(méi)有下垂的線材邊緣、擠出時(shí)的晃動(dòng)、溢出的塑料絲。
兩種材料均可以完整打印模型，且打印效果良好，均從60℃ 斜角開(kāi)始出現(xiàn)褶皺。
正空間測(cè)試
藉由層積的尖塔來(lái)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。
對(duì)比兩種材料打印效果，PHA未打印出塔尖部分且拉絲情況明顯，而PLA成型效果好，基本沒(méi)有出現(xiàn)拉絲情況。
負(fù)空間測(cè)試
不使用任何的工具把固定的管腳拿出。
兩種材料成型完整，都可以取出四個(gè)管腳，說(shuō)明在打印過(guò)程中兩種材料收縮率相似，都非常小，PHA同樣非常適合3D打印。
支撐測(cè)試
兩種材料均可以完整打印模型，且打印效果良好，支撐均非常容易去除，殘余量非常少。但是PLA打印效果非常細(xì)膩潤(rùn)滑，手感非常不錯(cuò)，PHA打印效果比較粗糙，不夠致密。
總的來(lái)說(shuō)：
1.作為一種新型3D打印耗材PHA，其相比PLA最大優(yōu)勢(shì)在于耐熱溫度高達(dá)120℃以上，完全可以容納熱水和一般的熟食，打印日常用具可以直接使用。
2.本次測(cè)試耗材PHA，完全可以滿足一般的打印需求，對(duì)于復(fù)雜模型成型效果與PLA近似，支撐去除容易，但是打印模型表面粗糙,而PLA表面更加致密細(xì)膩。PHA粘度較大，相應(yīng)在細(xì)小結(jié)構(gòu)成型效果差，更容易出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象。
3. 作為一種全生物合成的材料，PHA獨(dú)特的全生物降解性、生物親和性，使得PHA打印可直接用于食品模具、醫(yī)療器材、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣泛。
小編也從BluePHA了解到，PHA材料包括短鏈和中長(zhǎng)鏈PHA，均聚PHA和不同單體比例的共聚PHA等，與PLA相比各項(xiàng)性能指標(biāo)更加多變可控；目前，BluePHA正在研發(fā)新一代加工成型性能、機(jī)械性能等更好的PHA打印絲，致力于開(kāi)發(fā)PHA材料在3D打印，特別是食品、醫(yī)用、可穿戴3D打印中的應(yīng)用。
(責(zé)任編輯：admin)
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