Page 90 - 《橡塑技术与装备》2024年2期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

表 1 增材制造分类、特征、材料表
序 类型 分类 特征 加工材料
1 挤压 熔融沉积造型 FDM 挤压线材通过加热热喷嘴 塑料、食品、陶瓷
2 颗粒粉末 选择性烧结技术 SLS 红外激光束 ：粉末 ：固化整体 热塑性塑料、金属
3 选择性热烧结 SHS 用热打印头代替激光 热塑性塑料
4 多射流熔融技术 MJF 铺粉模块和热喷头模块，热源 热塑性塑料
5 光聚合 光固化立体造型 SLA 紫外光照射 ：聚合反应 ：光敏树脂 光聚合物
6 数字光处理 DLP 激光成型技术 光聚合物
7 层压 分层实体制造 LOM 剪裁材料片，加入用黏合剂 纸、聚合物膜、金属膜片

将线材融化成液态，在计算机控制下通过打印头挤出 成型效果也有较好光泽度、透明性、手感和耐热性。
层层堆积成型固化，最后在立体空间上排列形成立体 打印时也无需对工作台加热，这是 PLA 作为 3D 打印
实物 [7] 。FDM 技术目前桌面 3D 打印机较多，从打印 耗材的优越之处 [12~13] 。
尺寸、打印效率、打印件强度等方面正向工业领域的 图 2 为键盘组合件产品，使用 PLA 颗粒材质料，
应用发展。 采用螺杆挤出式结构 FDM 3D 打印机进行加工。PLA
FDM 技术是应用最广泛、最具有生命力的打印技 本身是透明材料，可调色做产品，面盖用乳白色，底
术，但要用于 FDM 3D 打印的耗材，要满足高机械强 盒用黑色。打印温度为 220~230 ℃，打印速度为
度、低收缩率、适合熔融温度等，要满足安全、无毒、 30~60 mm/s，底板不加热。面盖、底盒分别打印，最
无刺激性等环保要求 [8~9] 。 后装好小键盘等面盖和底盒扣合装配。
目前适用于 FDM 3D 打印技术的高分子材料有丙
烯晴 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物（ABS）、聚乳酸（PLA）、
聚碳酸酯（PC）、聚苯砜（PPSF）等 [10] 。打印 PC、
PC/ABS、PPSF 等材料一般用线材较多，如用颗粒状
树脂，需螺杆挤出式结构机型 [11] 。如图 1 所示。
图 2 FDM 3D 打印键盘组合件示意图（加工方供图）

ABS 是常用的 FDM 3D 打印材料。图 3 所示。选
用 ABS 线材直径 1.75 mm（颜色为本色），选用开放
式 FDM 3D 打印机器，无需恒温系统，打印温度为
265 ℃，打印速度为 60 mm/s，底板（热床）为 90 ℃，
图 1 FDM 3D 打印机与线材示意图（网图） 打印按技术要求，满足用户需求。
PLA 线材，全称聚乳酸，别名聚丙交酯（Polylactic
acid PLA。分子式为 H—[OCHCH 3 CO]n—OH），简
称 PLA。 PLA 是以乳酸为主要原料，其来源充分而
且可以再生（如玉米、木薯等淀粉含量高的农作物）。

生产过程无污染，产品可以生物降解，实现在自然界
中的循环，是理想的绿色高分子材料 [12] 。
在 3D 打印中，如成型收缩率较大，制品体积在
冷却后有较大减小，会出现翘边或者制品底部和工作
台之间架空的情况。为了解决这种问题，就需要对工
图 3 FDM 3D 打印 ABS 零件示意图（加工方供图）
作台加热以保持较高温度，防止制品在打印过程中就
冷却收缩而出现质量问题。对于 PLA 来说这问题不存 2.2 选择性烧结技术 SLS
在，热稳定性好，加工温度 170~230 ℃，可进行挤压、 选择性烧结技术 SLS（Selective Laser Sinte
纺丝、双轴拉伸，注射吹塑加工。其成型收缩率小， ring）又称选择性激光烧结，由德克萨斯大学的 Carl
冷却后体积不会发生太大变化，即使打印较大的制品， Deckard 和同事们在 1989 年发明。SLS 使用造型材

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