ABS塑料简介及在3D打印领域的应用
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ABS的结构
ABS 塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。ABS 兼有三种组元的共同性能，A使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度，B使其具有高弹性和韧性，S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此ABS 塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。ABS塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用。
ABS树脂是丙烯腈（Acrylonitrile）、1,3-丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为(C8H8）x·(C4H6)y·(C3H3N)z，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15%~35%，丁二烯占5%~30%，苯乙烯占40%~60%，最常见的比例是A:B:S=20:30:50，此时ABS树脂熔点为175℃。
02
ABS的性能
ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.04~1.06 g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。
ABS树脂可以在-25℃~60℃的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。因此它可以被用于家电外壳、玩具等日常用品。常见的乐高积木就是ABS制品。
ABS树脂可与多种树脂配混成共混物，如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，产生新性能和新的应用领域，如：将ABS树脂和PMMA混合，可制造出透明ABS树脂。
当共混的三种成分比例的调整时，树脂的物理性能会有一定的变化：
1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性，但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性；
丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质；
苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。
在ABS树脂中，橡胶颗粒呈分散相，分散于SAN树脂连续相中。当受冲击时，交联的橡胶颗粒承受并吸收这种能量，使应力分散，从而阻止裂口发展，以此提高抗撕性能。
接枝共聚合的目的在于改进橡胶粒表面与树脂相的兼容性和粘合力。这与游离 SAN树脂的多少和接枝在橡胶主链上的 SAN树脂组成有关。这两种树脂中丙烯腈含量之差不宜太大，否则兼容性不好，会导致橡胶与树脂界面的龟裂。
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ABS的特点
综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好；
与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理；
有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；
流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好；
适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。
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ABS的加工
ABS树脂可用注塑、挤出、真空、吹塑及辊压等成型法加工为塑料，还可用机械、粘合、涂层等方法进行二次加工。由于其综合性能优良，用途比较广泛，主要用作工程材料，也可用于家庭生活用具。由于其耐油和耐酸、碱、盐及化学试剂等性能良好，并具有可电镀性，镀上金属层后有光泽好、比重轻、价格低等优点，可用来代替某些金属。还可合成自熄型和耐热型等许多品种，以适应各种用途。
05
ABS的用途
ABS根据成型加工工艺的差异，又可分为：注射、挤出、压延、真空、吹塑等品种；ABS树脂的应用领域最广的是汽车、电子电器和建材。汽车内饰材料一般都有哑光的要求，这样有利于减少驾驶员的视觉疲劳，提高了驾驶安全性。PC/ABS的综合性能良好，其表面的光泽度较高，而需要喷哑光漆等二次加工来实现哑光与美观的效果。免喷涂解决方案可以大幅降低成本，也可以减少喷漆过程造成的环境污染。
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在3D打印领域的应用
ABS塑料是3D打印的一款主要材料之一，之所以能成为3D打印的耗材，是其特性决定，ABS塑料有耐热性、抗冲击性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良、制品尺寸稳定等特点。目前ABS塑料是3D打印材料中最稳定的一种材质。
ABS材料具有良好的热熔性和冲击强度，是熔融沉积成型3D打印工艺的首选工程塑料，目前主要是将ABS预制成丝、粉末化后使用，应用范围几乎涵盖所有日用品、工程用品和部分机械用品，在汽车、家电、电子消费品领域有广泛的应用。
温度：材料的打印温度为210～240℃，加热板的温度为80℃以上。ABS的玻璃转化温度（塑料开始软化的温度）为105℃。
打印性能：
ABS塑料相当容易打印。无论用什么样的挤出机，都会滑顺地挤出材料，不必担心堵塞或凝固。然而挤完后的步骤却有点困难。这种材料具有遇冷收缩的特性，会从加热板上局部脱落、悬空，造成问题。另外，要是打印的物体高度很高，有时还会整层剥离。因此，ABS打印不能少了加热板。此外，还建议大家使用密闭式的打印机，至少也别在室温太低的房间打印，促使材料冷却，导致收缩。
ABS能打印得非常快，还能设定仪器大幅增加回抽的速度。由于抽丝的毛病很罕见，因此通常只要稍微回抽一下就够了。
ABS弹性十足，适合做成穿戴用品。
强度：只要以适当的温度打印，让层层材料牢牢黏住，ABS的强度就会变得相当高。ABS具有柔软性，即使承受压力也只会弯曲，不会折断。比如做手镯就可以使用ABS材料。
气味：ABS最大的缺点是打印时会产生强烈的气味。虽然许多人不介意这一点，但也有人在通风不良的房间打印ABS线材后会不舒服。无论是什么样的材料，都建议各位在通风好的房间里打印。尤其是使用ABS时更是如此。
ABS-M30 是一种生产级别的塑料，是专为 FDM 技术的 3D 打印而设计，这种坚固、常见的材料有助于更频繁地进行测试以及重复进行工作，最终减少风险并制造出更好的产品，加快上市速度。由于性能原因和价格更加合适，非常适合概念模型和中等要求零件，包括功能性原型、夹具、卡具、制造加工和最终用途零件。此材料的颜色有自然色、白色、黑色、深灰色、红色和蓝色，此外还可自定义颜色。
使用ABS-M30耗材打印的产品原型
使用ABS-ESD7打印的硬盘卡具
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又是一项颠覆性的技术，金刚石这么硬都能3D打印了？太神奇了
如果有这样一个盒子，它可以复制你看到的任何东西，包括它自己，还能将你幻想中的所有东西变成实物，你会怀疑吗，这不是魔术也不是童话，这就是3D打印机。
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超级英雄，卡通公仔，古圣先贤这些像真度高，造型精致的模型都能3D打印出来，3D打印技术早已经被形容为第三次工业革命，将颠覆传统的制造业，3D打印出来的物品一次次的让人们惊讶，让全世界都为之振奋，这不最近又称能用3D打印机打印出金刚石材料。
金刚石材料现在也可以打印了，金刚石可是世界上最坚硬的物质之一啊，它是工业上各种耐磨工具的关键部件，由于其加工难度大，很难加工成复杂的形状，如果能够打印出这种复杂的金刚石材料，就可以将这种超硬材料打印出各种复杂的形状，应用范围将更加广阔。
技术的发展又一次超乎我们的想象，这还有可能会改变整个珠宝行业，也许以后的钻石就没那么贵了。据报道Sandvik(山特维克) 这家公司推出了，可以3D打印出金刚石的复合材料，利用该材料打印出来的金刚石，具有金刚石该有的物理特性，利用这种材料可以根据要求打印出许多定制形状，未来可能将在航空航天，汽车，电子等行业中使用这种材料。
金刚石也就是我们所说的钻石的原身，是一种由碳元素组成的矿物，与铅笔芯的主要成分石墨一样，都由碳原子组成，但结构的差异让石墨在莫氏硬度等级中排列最低，而金刚石是最高的，造成这么大的差距就是在形成过程中压力和温度不同。
金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质之一，由于其硬度很高，经常被用于制作各种工艺品和工业中的切割工具。随着科学技术的发展，以前要几十亿年才形成的天然金刚石，现在用机械制造只需要几天时间就能造出人造金刚石，只要用机器创造出相应的温度和压力条件就能合成出金刚石，现在中国生产的工业级合成金刚石年产量占世界份额的90%以上。
3D打印技术经过多年的发展，我们见到过或者已经在使用它打印出来的各种工艺品，日常用品，建材等，现在各行各业中都有它的身影，也在慢慢改变一些传统行业，改变我们的生活。
这项一次次让人们惊叹的技术，其实已经有了上百年的发展历程，如何将一个虚拟的物体快速变成实物，早在一百多年前的美国，就有人产生了这种想法，他们开始研究照相雕塑技术，渴望能像照相洗印一样简单的获得一个立体的实物，虽然这一想法在当时并没有得到实现，但这已经成为3D打印技术发展的开始。
上世纪八十年代，随着二维打印和电脑辅助设计CAD技术的成熟，让3D打印成形成为了可能；1984年美国人利用光敏液态树脂在紫外线照射下固化的方式，制造出了第一个实物，第一台3D打印机由此诞生。
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就如同做米饭需要大米一样，3D打印也需要最主要的元素那就是材料，用来打印的材质按形态可以分为固体，粉末，液体，还可以分为塑料，金属等不同材质。
3D打印材料一般分为两类一类是比较常用的材料主要有ABS，PLA，PETG，HIPS，这些塑料类材料的熔点低，它们在外观上的区别不是特别大，但在材料的功能上区别却很大。
这一类材料打印成形的方式叫熔丝沉积，它是将丝状热熔性材料加热熔化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来，按照电脑的指令喷挤在制作面板上，经过低温固化层层堆积，最终打印出成品。
另一类是金属类材料，它们在某些方面的特性就特别明显，金属类材料打印成型给它的材料限定了极高的门槛，粉末材料必须达到微米级别，而且还要经过混合搭配保证它的强度，精度和粘合度等各方面性能，
一些金属类已经可以使用3D打印了，如钛合金，不锈钢等，都是通过粉末材料打印，具有熔化烧结粘合的特性，打印物品时由上方的激光头发射出高温的激光束，进行选择性的烧结，粉末迅速熔化粘合成形，工作台下降铺粉打印直至完成。
能够打印出金刚石材料的工艺，也应该是利用金刚石粉和聚合物材料的浆料，在紫外线照射下逐层堆积成形的，但是打印出来的金刚石还是与天然的金刚石有差别，例如说光泽上就没有天然金刚石的光泽，所以也就限制了在珠宝行业的使用，看来要想钻石降价还要再等了。
随着人们对个性化需求的增加和材料技术的发展，将来每个人都能使用上，通过3D打印技术打印出来的房屋，衣服，食物等物品，3D打印技术究竟将给人类带来一个怎么样的未来嘞？不知道下一次它又能打印出什么让我们惊叹的物体来。
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3D打印耗材ABS的优缺点及使用技巧
ABS是最先用于工业3D打印机的塑料之一，因为其价格低廉和优良的机械性能，呈现极好的韧性和抗冲击性，使其十分受欢迎。作为一种非晶体塑料，ABS有较高的玻璃化转变温度，受热形式也是由外到内慢慢变成流态，这代表着ABS在完全丧失其物理强度前能够承受更高的温度。ABS也是3D打印耗材的可选之一。
优点：较低成本、良好的强度和耐磨性、较好的耐热性。
缺点：冷却后明显变形，必须加热床或加热室、打印有加温味道、成型精度差。
3D打印时必须留意以下要点。
一、控制翘曲
打印ABS最多见的问题便是翘曲。ABS线材挤出时最少有220度，过后马上又冷却到环境温度，这种很大的温度转变会致使材料收缩。其结果便是①首层线材和平台分离，常见的便是翘边状况，②模型会收缩形成形变，如长边向内弯曲。
以便尽量减少翘曲的状况，必须设定较高温度的热床，加热到110C，改进翘边状况。另外，在JGcreat切片软件中，能够开启打印温度起始层的功能，使起始层打印时喷头和平台有更高的温度。打印很大的零件时，以便减少收缩，要在有效范围内降低壁厚及其填充，即降低模型材料总体用量来减少收缩形变程度。可考虑到采用防风罩功能，局部温度温度，避免 环境气流在打印过程中形成的过快冷却及其温度大幅转变。
二、采用檐边或底垫
即便模型成功打印在平台上，因为综合受力问题，模型边角依然容易形成起翘清理，底面很大模型尤其明显。以便降低这种状况的出现，必须配合采用檐边或底垫，进而增加与平台粘附的面积。当然我们必须留意的是，底垫会增加不少的打印时间，可根据修改底垫厚度及底部密度等来降低打印时间。檐边相对而言过薄，可能形成模型锐利边角撕裂檐边起翘，这种状况得加厚檐边或是建模中为底部锐角创建一个圆形扁平外延。
三、保证环境适宜
以便降低环境温度、气流对ABS打印的干扰，必须尽可能为打印机提供一个稳定的环境。封闭机箱及其恒热装置是一个很好的选择。另外，因为采用ABS进行打印会形成强烈的味道，长时间吸入对人体有害，必须做好空气循环或空气过滤，如安装空气过滤系统及将烟雾排出室外。