清華BluePHA新型3D打印耗材測試
時間：2015-04-14 19:21 來源：南極熊 作者：中國3D打印網 閱讀：次
去年開始，伴隨FDM桌面級3D打印機在國內已開始普及起來，涌現出一大批3D打印所使用的耗材，最常見的是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作的范圍，但是當我們要打印個可以直接使用的一次性杯子、飯盒或者突發奇想打印一個可以澆鑄巧克力的模具的時候，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。
對于這些問題，清華BluePHA團隊（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的無毒、可降解等大部分性能，同時熔點可以保持在120℃以上。（度娘說：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、醫用組織工程、可穿戴設備等人體直接接觸領域應用。）那么今天我們就可測試一下這么給力的材料打印效果到底怎么樣呢！
BluePHA耗材的直徑測試：
測量時，隨機選出第一個測量點，然后相距1m距離處即為第二、三測量點，在每個測量點分別測出夾角180℃的兩組數據。
![YT7D7KGFQVYW4X6)PFM]]TL.png](http://img.3ddayin.net/uploadfile/allimg/150414/19223I516-1.png "YT7D7KGFQVYW4X6)PFM]]TL.png")
根據測量數據得知：
（1）在測試耗材標準直徑為1.75mm，實際直徑如圖所示最大偏差為1.72mm，誤差率為1.7%，相比國內目前常見3%的偏差要低，打印設置耗材直徑參數應該注意。
（2）測試耗材圓度最大偏差率為1.1%,完全滿足3D打印需要。
模型打印測試
一 我們選用一款使用較多且性能穩定的3D打印機作為本次測試機型，選用原廠所配PLA耗材作為對比。
該3D打印機基本參數
二 模型測試
（1）打印溫度測試，
填裝耗材后，設定溫度240℃進行送絲，發現出絲有小氣包出現，溫度明顯過高，以五℃為單量逐漸降溫直出絲流暢潤滑無氣泡，此時溫度220℃。繼續降溫至185℃，出絲阻力明顯增大，耗材進絲緩慢。
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和測試耗材PHA，打印橋接、懸垂、正負空間性能和支撐模型，比較其打印效果。
相同模型切片參數
層厚0.2mm 壁厚0.4mm 填充15% 打印速度40mm/s
填充速度80mm/s 工作臺溫度50℃
兩種材料最佳參數
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
橋接模型測試
檢查五個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下墜現象的PLA，PHA在第四層就已經出現，在第五層比較明顯。
懸垂表現測試
測量30℃、45℃、60℃、70℃的懸垂結構，看看有沒有下垂的線材邊緣、擠出時的晃動、溢出的塑料絲。
測量30℃、45℃、60℃、70℃的懸垂結構，看看有沒有下垂的線材邊緣、擠出時的晃動、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℃ 斜角開始出現褶皺。
正空間測試
藉由層積的尖塔來進行質量評估。
對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，基本沒有出現拉絲情況。
負空間測試
不使用任何的工具把固定的管腳拿出。
兩種材料成型完整，都可以取出四個管腳，說明在打印過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打印效果非常細膩潤滑，手感非常不錯，PHA打印效果比較粗糙，不夠致密。
總的來說：
1.作為一種新型3D打印耗材PHA，其相比PLA最大優勢在于耐熱溫度高達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.本次測試耗材PHA，完全可以滿足一般的打印需求，對于復雜模型成型效果與PLA近似，支撐去除容易，但是打印模型表面粗糙,而PLA表面更加致密細膩。PHA粘度較大，相應在細小結構成型效果差，更容易出現拉絲現象。
3. 作為一種全生物合成的材料，PHA獨特的全生物降解性、生物親和性，使得PHA打印可直接用于食品模具、醫療器材、可穿戴設備等領域，應用前景廣泛。
小編也從BluePHA了解到，PHA材料包括短鏈和中長鏈PHA，均聚PHA和不同單體比例的共聚PHA等，與PLA相比各項性能指標更加多變可控；目前，BluePHA正在研發新一代加工成型性能、機械性能等更好的PHA打印絲，致力于開發PHA材料在3D打印，特別是食品、醫用、可穿戴3D打印中的應用。
(責任編輯：admin)
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