3DプリントされたABS(およびその他のプラスチック)の熱劣化


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私の質問の短いバージョンは:

ABS製の3Dプリントされた部品は、80℃のインキュベーター内で1年間使用できますか?

詳細については、以下をお読みください。

ラボのインキュベーター内で使用するパーツを印刷しています。80℃以上で1年以上、さらにそれ以上の高温での使用が想定されます。(但し、100℃以下がほとんどです。)

現在、これらの部品にはABSを使用しています。私の質問は、3DプリントされたABSがこれらの条件下で劣化するかどうかです。(例:柔らかくなり、スランプになるか、変色するか、もろくなるか?)パーツが一緒にクリップして非常に大きなオブジェクトを形成します。これは基本的に、ガラス製のバイアルを多く保持するラックであるため、それを留めることが重要です堅い。

私は、ABSの熱劣化に関するいくつかの論文を見つけました(たとえば、これは非常に包括的に見えます)が、私の部品が実際にどのように動作するかに関してそれらを解釈する経験がありません。3Dプリントが違いを生むかどうかもわかりません。

ABSがこの種の用途に適さない場合、他のプラスチックはありますか?Zortrax M200を使用しているため、ここに記載さているプラ​​スチックを選択します。PCABSは特に温度耐性があると記載されているので、それで問題ないかもしれません。ただし、ABSが機能する場合は、象牙ではなく白である(アプリケーションにとって重要です)ため、ABSを使用することをお勧めします。利用可能です。


更新:最終的に、ABSを使用するのはリスクが高すぎると判断したため、PCABSを使用し、黄色がかった色を使用します。(私たちはそれを白く塗るかもしれません。)それは現在テストランのオーブンの中にあります、そしてそれが数週間で失敗しないなら、我々はこの材料で一年中実験を実行するリスクを取るでしょう。しかし、我々はまだだろう、非常に大きく、具体的な知識や状況のこの種の経験を持っている人からのアドバイスに感謝します。


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印刷用プラスチックは通常、ガラス転移温度の範囲が広く、それを超えるとメーカーがプラスチックの組成を希望どおりに変更するため、試さないとプラスチックが生き残るかどうか確信が持てません。
ZuOverture 2017年

@ZuOverture問題は、それを試すには、全体の実験が失敗するかどうかを確認するために1年待つことを含むことです。これが私がこのコミュニティの知識と経験を活用したいと思っている理由です。80度は、ABSのガラス転移温度をはるかに下回ります-発生する可能性のある酸化やその他の化学変化が心配です。
ナサニエル

要約すると、劣化の主な原因は酸化であるように見え、開始時の温度制限はないと思います。それ以下では無視できます。いいえ、酸化は80℃で行われ、112℃よりも少し遅くなります。アブストラクトにはタイムスケールはありませんが、フルテキストで表示する必要があります。この記事を取得できる人がいない場合は、使用中のテストを検討できます。2つのラックを印刷します。使用時間は異なる必要がありますが、より若いものを使用し、古いもので劣化の兆候を探すだけです。開始するには数週間で十分かもしれません。(そして私はあなたがUVを使わないことを望みます)
ZuOverture

私は全文にアクセスできます(ペイウォールになっていることに気づきませんでした)が、問題は、ほとんどの場合、「インパクトストレングス」や「フリーボリュームサイトの数に関連するoPs強度I_3(%)」などに対して時間をプロットすることです。私のアプリケーションに関して解釈する方法がわかりません。彼らは主に120℃で調理されたサンプルに焦点を合わせており、その時間スケールは数百時間のようです。(つまり、数週間で十分です。)同じことが80℃でも当てはまる場合、1年間持続する必要があるため、別の材料を使用する必要がありますが、実際には紙からはわかりません。
ナサニエル

プラスチックの耐候性効果に対する通常の保護方法は、プラスチックを塗装することですが、このコーティングが80℃でどのように機能するかを調べる必要があります。それらのいくつかはABSよりも文書化されている可能性があります(「サハラでの屋外での使用」で十分です)。
ZuOverture

回答:


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質問に簡単に答えると、いいえ。ABSは80〜100°Cで少なくとも1年間は存続しません

1] 上記のチャート(Tiganis / Burnから)を見ると、青い線(ABS 90°C)が減少していることがわかります。私は、グラフの眼球計算を行なったし、(式に到着したJため中断エネルギーhのための時間):

J = -0.002h + 14

これに基づいて、0ジュールの破壊エネルギーは7056時間または294日後に到達します。

3Dプリントに関するインターネットフォーラムを歩き回っている場合、その価値は人々の経験の足場にあることがわかります。誰かが太陽の下でABSをかけ、1年後に壊れたという1つのケースを覚えています。

ティガニス; 燃焼:アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)ブレンドに対する熱老化の影響。で:ラカス; Vanier(1999):建築材料とコンポーネントの耐久性8、pp。912-922。


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あなたのABSフィラメントは、紙が話しているABSとは異なる可能性が高く、少なくともフィラメントに着色が加えられています(ABSは自然に白ではありません)。他の添加剤が含まれているため、押し出しが容易になり、特に低コストABS-他のランダムな汚染物質が含まれている可能性もあります。

メーカーが異なる「同じ」素材は明らかに明らかに異なる(低コストのフィラメントの場合、同じメーカーの異なるバッチは時々異なる)ため、ここで誰かが1年間ABSを調理した経験があっても、確信が持てません。 ABSはABSと同じように機能します。

資料のデータシートに情報がない場合は、製造元に連絡することをお勧めします。それ以外の場合、実際に他のことを知る方法はありません。


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それを加熱して、何が起きているかを確認します。それでも、それがまだ持ちこたえていない場合の追加のサポートを考慮に入れます。可能であれば、保護コートのようなものを与えます。誰かがペイントと言いましたが、樹脂やセラミックのコートを追加できますか?


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現在、テスト実行中です。しかし、コメントと質問の両方で述べたように、少なくとも1年間は機能する必要があり、その期間に失敗した場合は、再度開始する必要があるため、「試してみる」は必ずしも適切ではありません。私たちのためのオプション。
ナサニエル

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ゴンツ、あなたが言及している樹脂やセラミック、およびこれが下にあるプラスチックの熱による劣化をどのように防ぐかを示す場合、答えははるかに役立ちます(コーティングがまったく影響しない場合)熱浸透、1年以上)。
Mac

@nathanielはプラスチックを試してみてください。重さはどのくらいですか。各材料の小さな構造を作り、それに重い重量を置きます。冷える時間があれば、ゆっくり冷えます。どの化学物質を使用し、どの温度で洗浄するかを清掃すると、これらの要因により分解が速くなる可能性があります。樹脂に関してはお勧めしません。化学的接触と同様に熱吸収を減らすために何かの追加の層を追加することをお勧めします。それはブラシをかけられた上にスプレーすることができ、ミネラル、塩、コンボoレイヤーである可能性があります。
ゴンツ2018

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100 gのT gを持ち、約250°Cで印刷するTaulman Bluprintをお勧めします。

小さなサンプルを入手したところ、推奨設定でうまく印刷されました。私は自分のプリントを使って熱テストをしませんでした(私はそれで芝刈り機のノブを作りました)が、トールマンはエンジニアードフィラメントに対して確かな評判を持っています。


OPは、彼はZortrax M200素材スプールの選択に限定されていると述べています。
0scar
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