ABS3d打印耗材具有较高的机械强度和良好的韧性,抗冲击性能优异,适合打印需要承受较大负荷、抵抗撞击和磨损的机械部件、工具等。

那么,大家知道如何提高ABS打印耗材的耐化学腐蚀性吗?
一、材料改性:从分子层面提升耐腐蚀性
1. 选择改性 ABS 耗材
玻纤 / 碳纤增强 ABS
原理:添加 10%~30% 玻璃纤维或碳纤维,填充分子间隙并增强结构刚性,减少化学物质渗透路径。
效果:耐酸碱性提升约 20%~30%,抗应力开裂能力显著增强(如长期浸泡在 10% NaOH 溶液中,普通 ABS 可能 3 个月开裂,玻纤增强型可延长至 6 个月以上)。
适用场景:需同时承受化学腐蚀和机械载荷的部件(如化工设备支架、齿轮箱外壳)。
耐化学专用 ABS(如阻燃 / 耐油型)
原理:通过添加特殊助剂(如受阻胺光稳定剂 HALS、耐溶剂填料),优化分子链极性或交联密度。
效果:对特定化学物质(如润滑油、稀酸)的耐受性提升 50% 以上,例如某品牌耐油 ABS 可在机油中浸泡 1 年性能保持率>90%。
食品级 / 医疗级 ABS
特点:严格控制单体残留(如苯乙烯含量<0.5%),部分牌号通过 FDA 或 ISO 10993 认证,适合间接接触食品或医疗场景(如药品包装模具)。
2. 共混其他高耐蚀材料
ABS/PC 合金
比例:ABS:PC=7:3 至 5:5,兼具 ABS 的易打印性和 PC 的耐化学性(如耐醇类、盐溶液能力提升)。
效果:耐稀硫酸(30% 浓度)浸泡寿命从普通 ABS 的 2 周延长至 4 周以上,且热变形温度提高至 110~120℃。
ABS/PMMA 共混
优势:PMMA(亚克力)的耐候性和表面硬度可改善 ABS 的耐氧化性(如抗 UV 老化导致的脆化),但耐溶剂性无明显提升。
二、打印工艺优化:减少内部缺陷
1. 提升致密度,降低孔隙率
提高打印温度
喷嘴温度:从常规 210~230℃提升至 240~250℃(需根据耗材品牌调整),促进材料熔融充分,减少层间气泡。
热床温度:维持在 80~95℃,延缓冷却速度,增强层间粘合(孔隙率可从 5% 降至 2% 以下)。
降低打印速度
建议速度:从 60~80mm/s 降至 30~50mm/s,确保每一层充分挤压融合,尤其适合薄壁结构(壁厚<2mm 时效果显著)。
增加挤出流量
流量补偿:设置为 105%~110%,通过轻微过挤出填充层间缝隙,但需避免过度挤出导致表面粗糙。
2. 调整冷却与层高
减少冷却风扇功率
ABS 属于结晶性聚合物,快速冷却会导致分子链无序排列,形成更多微孔。建议将风扇功率调至 30% 以下或关闭(小型零件除外)。
降低层高
从 0.3mm 降至 0.1~0.2mm,增加层间接触面积,腐蚀路径延长约 50%(如 0.3mm 层高的部件,化学物质渗透至内部需 24 小时,0.1mm 层高则需 72 小时)。
三、后处理技术:表面防护与结构强化
1. 物理涂层防护
喷涂耐化学涂料
推荐涂料:
环氧树脂漆:耐酸碱性优异(可耐受 50% 硫酸),干燥后形成坚硬涂层,需配套底漆增强附着力。
聚氨酯清漆:抗溶剂性能较好(如耐乙醇、润滑油),适合户外或潮湿环境。
操作步骤:
① 打印件砂纸打磨(800 目→1200 目)至表面光滑;
② 喷涂底漆(如丙烯酸底漆),干燥 2 小时;
③ 喷涂 2~3 层耐化学涂料,每层间隔 30 分钟,最后常温固化 24 小时。
浸涂石蜡或硅酮溶液
方法:将打印件浸入熔融石蜡(约 70℃)或硅酮溶液(如二甲基硅油稀释液)中,取出冷却后形成疏水层,阻挡水溶液渗透(如耐盐水腐蚀能力提升 40%)。
2. 化学交联处理
蒸汽平滑(丙酮蒸汽)
原理:丙酮蒸汽轻微溶解 ABS 表面,促使分子链重新排列并融合,表面孔隙率从 5% 降至 1% 以下。
操作:在封闭容器中放置浸有丙酮的棉球,放入打印件并密封 10~30 秒(时间需严格控制,避免过度溶解)。
效果:表面硬度提升 15%,耐乙醇擦拭次数从 50 次增至 100 次以上,但处理后部件耐丙酮能力下降(需避免再次接触强溶剂)。
紫外线(UV)固化处理
适用场景:添加光敏引发剂的改性 ABS,UV 照射后分子链交联,耐酸碱性提升约 20%(如某 UV 固化 ABS 在 30% 盐酸中浸泡 7 天质量损失<3%)。
3. 机械后处理
压力浸渍
方法:将打印件放入真空压力罐,注入环氧树脂或低粘度石蜡,在 0.5~1MPa 压力下保持 30 分钟,填充内部微孔。
效果:致密度接近注塑件(孔隙率<0.5%),耐化学腐蚀寿命可延长 2~3 倍。
四、使用场景适配:规避高风险环境
1. 化学物质规避原则
绝对禁止接触:丙酮、THF、氯仿等强极性溶剂,以及浓硫酸(>50%)、浓硝酸(>60%)等强腐蚀性物质。
谨慎使用场景:高温(>80℃)下的酸 / 碱溶液、长期接触油脂的场景(如汽车发动机内部部件),建议改用 PA6 或 PP。
2. 环境控制
温度管理:避免在接近 ABS 热变形温度(90~105℃)的环境中接触化学物质,温度每降低 20℃,腐蚀速率可下降约 50%。
接触时间控制:对于不可避免的化学接触(如实验室临时夹具),限制单次接触时间<24 小时,并定期检查腐蚀情况。