Degradasi termal ABS cetak 3D (dan plastik lainnya)

8

Versi singkat dari pertanyaan saya adalah:

Apakah bagian cetakan 3D yang terbuat dari ABS cenderung bertahan selama satu tahun di inkubator pada 80 ℃ ?

Silakan baca terus untuk detail lebih lanjut.

Saya mencetak beberapa bagian yang akan digunakan di dalam inkubator di lab. Mereka cenderung digunakan pada 80 ℃ untuk setidaknya satu tahun, bahkan mungkin pada suhu yang lebih tinggi dari itu. (Tapi kemungkinan besar di bawah 100 ℃.)

Kami saat ini menggunakan ABS untuk bagian-bagian ini. Pertanyaan saya adalah apakah ABS yang dicetak 3D akan menurun dalam kondisi seperti itu. (Misalnya: apakah akan menjadi lunak dan merosot; apakah akan berubah warna; apakah akan menjadi rapuh?) Bagian-bagian klip bersama-sama untuk membentuk objek yang cukup besar, yang pada dasarnya adalah rak yang memegang banyak botol kaca, jadi penting bahwa itu tetap kaku.

Saya memang menemukan beberapa makalah tentang degradasi termal ABS (misalnya yang ini terlihat cukup komprehensif) tetapi saya tidak memiliki pengalaman untuk menafsirkannya dalam hal bagaimana bagian-bagian saya akan berperilaku praktis. Saya juga tidak yakin apakah dicetak 3D akan membuat perbedaan.

Jika ABS tidak cocok untuk aplikasi jenis ini, apakah ada plastik lain yang cocok? Kami menggunakan Zortrax M200, jadi pilihan kami adalah plastik yang tercantum di sini . Saya perhatikan bahwa PCABS terdaftar secara khusus tahan suhu, jadi kami mungkin akan melakukannya - tetapi kami lebih suka ABS jika itu akan bekerja, karena itu datang dalam warna putih daripada gading (yang penting untuk aplikasi kami) dan kami memiliki banyak itu tersedia.

pembaruan: pada akhirnya kami memutuskan bahwa menggunakan ABS terlalu berisiko, jadi kami menggunakan PCABS dan kami hanya akan hidup dengan warna kekuningan. (Kita mungkin mengecatnya putih.) Saat ini dalam oven pada uji coba, dan jika tidak gagal dalam beberapa minggu kita akan mengambil risiko menjalankan percobaan selama setahun dengan bahan ini. Namun, kami masih akan sangat menghargai saran dari siapa pun yang memiliki pengetahuan atau pengalaman konkret dari situasi semacam ini.

print-material filament-choice Nathaniel
sumber
1
Plastik pencetakan biasanya memiliki berbagai suhu transisi kaca, di atas itu produsen mengubah komposisi plastik seperti yang mereka inginkan, jadi Anda tidak dapat memastikan apakah plastik Anda akan bertahan atau tidak kecuali Anda mencobanya.
ZuOverture
@ZuOverture masalahnya adalah bahwa mencobanya melibatkan menunggu satu tahun untuk melihat apakah keseluruhan percobaan gagal. Inilah sebabnya saya berharap dapat memanfaatkan pengetahuan dan pengalaman komunitas ini. 80 derajat jauh di bawah suhu transisi kaca untuk ABS - Saya lebih khawatir tentang oksidasi dan perubahan kimia lainnya yang dapat terjadi.
Nathaniel
Dari abstrak sepertinya penyebab utama degradasi adalah oksidasi, dan saya tidak berpikir itu memiliki batas suhu di mana ia dimulai, dan di bawahnya dapat diabaikan. Tidak, oksidasi akan terjadi pada 80C, hanya sedikit lebih lambat dari pada 112C. Saya tidak melihat skala waktu dalam abstrak, seharusnya dalam teks lengkap. Jika tidak ada orang yang dapat mengambil artikel ini, Anda dapat mempertimbangkan pengujian selama penggunaan. Cetak dua rak, waktu penggunaan harus berbeda, tetapi Anda hanya menggunakan yang lebih muda dan mencari tanda degradasi pada yang lebih lama. Beberapa minggu mungkin sudah cukup untuk memulai. (Dan saya harap Anda tidak menggunakan UV)
ZuOverture
Saya memiliki akses ke teks lengkap (saya tidak menyadari itu paywalled) tetapi masalahnya adalah kebanyakan merencanakan waktu terhadap hal-hal seperti "kekuatan dampak" atau "intensitas oPs I_3 (%) terkait dengan jumlah situs volume gratis" yang saya tidak tahu bagaimana menafsirkan dalam hal aplikasi saya. Mereka sebagian besar fokus pada sampel yang dimasak pada 120 ℃, dan skala waktu untuk itu tampaknya dalam ratusan jam. (yaitu beberapa minggu adalah tentang benar.) Jika hal yang sama berlaku pada 80 ℃ kita harus menggunakan bahan yang berbeda seperti yang kita butuhkan untuk bertahan selama satu tahun, tapi aku benar-benar tidak bisa mengatakannya dari kertas.
Nathaniel
Metode perlindungan biasa terhadap efek pelapukan untuk plastik adalah mengecatnya, meskipun Anda harus mempelajari bagaimana lapisan ini berperilaku pada suhu 80C. Beberapa dari mereka mungkin didokumentasikan lebih baik daripada ABS ("untuk penggunaan di luar ruangan di Sahara" harus cukup).
ZuOverture

Jawaban:

3

Untuk menjawab singkat pertanyaan Anda: Tidak, ABS tidak akan bertahan untuk jangka waktu minimal satu tahun pada 80-100 ° C .

1] Jika Anda melihat grafik di atas (dari Tiganis / Burn), Anda akan melihat, bahwa garis biru (ABS 90 ° C) menurun. Saya melakukan perhitungan bola mata grafik dan tiba di persamaan ( Juntuk energi istirahat , hselama berjam - jam ):

J = -0.002h + 14

Berdasarkan itu, energi jeda 0 Joule akan tercapai setelah 7056 jam atau 294 hari .

Jika Anda berkeliaran di forum internet tentang pencetakan 3D, Anda akan menemukan bahwa nilainya berada di puncak pengalaman orang-orang. Saya ingat satu kotak, di mana seseorang mengeluarkan sepotong ABS di bawah sinar matahari dan rusak setelah satu tahun.

Tiganis; Bakar: Efek Penuaan Panas pada Campuran Acrylonitrile-Butadiene-Styrene (ABS). Di: Lacasse; Vanier (1999): Daya Tahan Bahan Bangunan dan Komponen 8, hlm. 912-922.

salah ketik
sumber
0

Filamen ABS Anda mungkin berbeda dari ABS yang dibicarakan oleh kertas, minimal filamen telah menambahkan pewarnaan (ABS tidak secara alami putih), kemungkinannya memiliki aditif lain untuk membuatnya lebih mudah untuk digali dan - terutama untuk yang rendah biaya ABS - juga mungkin memiliki kontaminan acak lainnya.

Bahan "yang sama" dari produsen yang berbeda seringkali sangat jelas berbeda (untuk filamen berbiaya rendah, batch yang berbeda dari produsen yang sama kadang-kadang berbeda) jadi, bahkan jika seseorang di sini memang memiliki pengalaman memasak ABS selama setahun, Anda tidak pernah bisa yakin ABS Anda akan bekerja sama dengan ABS mereka.

Jika informasi tersebut tidak ada dalam lembar data material Anda dapat mencoba menghubungi pabrikan, selain itu, Anda benar-benar tidak memiliki cara untuk mengetahui orang lain selain mencoba sendiri.

Nir
sumber
0

panaskan lihat apa yang terjadi juga mempertimbangkan dukungan tambahan jika itu menurunkan masih memegang. jika mungkin berikan itu mantel pelindung. seseorang mengatakan cat tetapi dapatkah Anda menambahkan lapisan resin atau keramik?

Gonz
sumber
2
Itu ada di dalam oven yang sedang dalam uji coba. Tetapi seperti yang saya katakan di komentar dan pertanyaannya, kita perlu berfungsi setidaknya selama satu tahun, dan jika gagal pada saat itu kita harus mulai lagi, jadi "coba dan lihat" bukanlah hal yang baik. pilihan bagi kita.
Nathaniel
1
Gonz, jawaban Anda akan jauh lebih berguna jika Anda akan memberikan indikasi apa resin dan / atau keramik yang Anda maksudkan dan bagaimana ini akan mencegah plastik yang mendasarinya terdegradasi karena panas (mengingat bahwa setiap lapisan akan memiliki efek nol pada penetrasi panas, lebih dari satu tahun).
mac
@nathaniel coba plastik apa saja. Berapa beratnya. buatlah sebuah struktur kecil dari masing-masing bahan yang menjadi beban berat di atasnya. Apakah akan ada waktu untuk mendinginkan, apakah akan mendingin perlahan. jika Anda membersihkannya bahan kimia apa yang akan Anda gunakan dan pada suhu berapa Anda akan membersihkannya. Faktor-faktor ini dapat menyebabkannya terdegradasi lebih cepat. Adapun resin saya tidak punya rekomendasi. Saya hanya menyarankan untuk menambahkan lapisan tambahan sesuatu untuk mengurangi panas dan kontak kimia. itu bisa disemprotkan pada disikat bisa berupa mineral, garam, lapisan kombo. Hanya memperkuat area yang ditekan.
Gonz
0

Saya akan merekomendasikan Taulman Bluprint , yang memiliki Tg 100 ° C dan mencetak sekitar 250 ° C.

Saya mendapat sampel kecil dan dicetak dengan baik dengan pengaturan yang direkomendasikan. Saya tidak melakukan pengujian termal dengan cetakan saya (saya membuat tombol untuk mesin pemotong rumput dengan itu) tetapi Taulman memiliki reputasi yang kuat untuk filamen rekayasa.

Mekanik Medis
sumber
OP menyatakan bahwa ia terbatas pada pilihan gulungan bahan Zortrax M200.
0scar