PLA是否抗紫外线? 包括ABS、PETG & 更多

Roy Hill 02-06-2023
Roy Hill

紫外线的辐射以其在聚合物结构中引起光化学效应的能力而闻名。 当涉及到使用紫外线激光进行打印的树脂基3D打印机(SLA)时,这可能是一个福音。

如果你正在建造的任何模型将在白天对外使用,并希望它能抵御紫外线和阳光,那么这篇文章将阐明(抱歉)哪些材料最符合这一目的。

PLA不具备抗紫外线的能力,在很长一段时间内会受到阳光的负面影响。 ABS具有更好的抗紫外线的品质,但最抗紫外线的灯丝之一是ASA,它是ABS的替代品。 它不仅比ABS更容易打印,而且整体上更耐用。

让我们来了解更多细节,也看看紫外线和阳光对PLA、ABS和PETG等流行印刷材料的影响。

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    紫外线&;每种材料的耐晒性

    PLA ( 聚乳酸 )

    PLA是一种可生物降解的塑料,由可再生资源如甘蔗或玉米淀粉制成。

    仅仅因为它是可生物降解的,不一定意味着它在外面的阳光下不会有好的表现。 它可能开始变得更脆,失去刚性,但在大多数情况下,只要它没有功能,就会保持其主要形式和强度。

    基本上意味着你可以把解放军放在阳光下进行视觉、审美的作品,但不能用于比如说手柄或支架。

    下面这个由Makers Muse制作的视频展示了PLA在阳光下放置一年的效果,其中有一些很酷的紫外线变色PLA。

    请看我的文章《为什么PLA丝会变脆和断裂》,其中对这种现象进行了一些阐述。

    与其他用于3D打印的塑料相比,PLA更容易风化,因为它是可生物降解的。 研究发现,将PLA暴露在紫外线下30至90分钟可以缩短它的降解时间。

    如果你想知道什么是紫外线,它是最强大的紫外线辐射,它被用作净水器的杀菌剂。

    这种暴露也会导致存在于材料中的着色颜料的缓慢破坏,并在表面产生白垩质的外观。 最纯的PLA对紫外线的抵抗力更强。

    如果购买的聚乳酸长丝含有杂质,如聚碳酸酯或添加的着色剂,当暴露在阳光下的紫外线中时,会导致更快的降解。 物理特性不会受到太大的影响,更多的是在化学分解层面。

    要真正分解聚乳酸,它需要非常特殊的条件,如极高的温度和物理压力。 有专门的植物可以做到这一点,所以不要指望太阳能够做到这一点。 将聚乳酸放在堆肥箱中,在高温和高压下,需要几个月才能分解。

    你要避免使用任何深色的聚乳酸,因为它们会吸引热量并变软。 更令人惊讶的是,由于聚乳酸是由有机产品制成的,一些动物已经知道实际上试图吃聚乳酸的物体,所以一定要记住这一点!

    尽管它是最流行和最经济的3D打印材料,但通常建议在室内使用PLA塑料,或只用于温和的户外使用。

    ABS ( 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 )

    在户外使用时,ABS塑料与PLA相比有很多优势。 主要原因是由于它与PLA相比是一种不可生物降解的塑料。

    由于ABS比PLA更耐高温,它可以承受更长时间的阳光照射。 由于它的刚性和良好的抗拉强度,它是短期户外使用的一个好选择。

    在阳光下暴露较长时间会对其产生降解作用。 最纯净的ABS不会吸收紫外线辐射的能量而产生自由基。

    长时间暴露在紫外线和阳光下会加速ABS的风化过程。 此外,ABS长时间暴露在阳光下会导致模型因温度变化而变形。

    这种材料的降解可以观察到与PLA降解时类似的症状。 ABS在长时间暴露后会失去颜色,变得苍白。 在其表面出现白色的白垩质,在机械力的作用下经常会有沉淀。

    塑料开始慢慢失去其刚性和强度,并开始变脆。 不过,与PLA相比,ABS可以在户外使用更长的时间。 ABS可以更好地保持其结构的完整性,但也被称为更快地褪色。

    由于负面影响的罪魁祸首是来自于热,ABS由于其耐高温性,对阳光和紫外线的承受能力要好得多。

    给你的户外3D打印材料防紫外线的通常方法是在外面涂一些漆。 你可以很容易地得到防紫外线的清漆来解决这个问题。

    我会使用的抗紫外线清漆是亚马逊的Krylon Clear Coatings Aerosol (11-Ounce)。 它不仅能在几分钟内干透,而且防潮,并有一个不发黄的永久涂层。 非常实惠和实用!

    ABS实际上被用于户外应用,如长期暴露在阳光下的长板。

    PETG

    在所有三种常用的3D打印材料中,PETG是在长期暴露于紫外线辐射下最耐用的材料。 PETG是普通PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的一个乙二醇改性版本。

    天然PETG中缺乏添加剂和彩色颜料,这意味着它在市场上更多地以纯粹的形式提供抗紫外线。

    正如上述章节所讨论的那样,任何塑料的纯净形式都较少受到紫外线的影响。

    与ABS塑料相比,它是一种硬度较低、弹性较大的材料。 材料的弹性使其在长期暴露于户外的情况下,可以根据温度条件进行膨胀和收缩。

    PETG的光滑表面有助于它反射落在表面上的大部分辐射,其透明的外观不会保留辐射的任何热能。

    尽管它在紫外线和阳光下更耐用,但由于其柔软的表面,在户外使用时更容易磨损。

    许多形式的PETG是专门用于户外的,所以根据制造商的情况,它可以成为你的一个很好的选择。

    如果你正在寻找用于户外的白色PETG,请选择Overture PETG Filament 1KG 1.75mm (White)。 他们是一家高质量的、值得信赖的灯丝制造商,而且它还令人惊讶地配备了200 x 200mm的构建表面!

    哪种材料在阳光下最耐用?

    尽管我们发现PETG在紫外线照射下更耐用,但由于它的其他缺点,它不是户外的最终解决方案。

    如果有一种打印材料既能抗紫外线,又能保持ABS所具有的强度和刚度,那就非常好了。 不要失望,因为有这样一种材料。

    ASA (丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈)

    这是一种两全其美的塑料。 它在紫外线辐射下具有强度和耐久性。

    它是最著名的可用于恶劣天气的3D打印塑料。 ASA实际上是作为ABS塑料的替代品而开发的。 尽管它是一种很难打印的材料,也是一种昂贵的材料,但它有很多优点。

    除了抗紫外线之外,它还具有耐磨、耐温和高抗冲击性。

    由于这些特性,ASA塑料的一些常见应用是用于户外电子外壳、车辆外部零件和户外标牌。

    你会认为ASA有巨大的溢价,但实际上定价并不差。 在亚马逊上查看Polymaker PolyLite ASA(白色)1KG 1.75mm的价格。

    这种灯丝具有明确的抗紫外线和耐候性,因此对于任何在户外使用的项目,这是你的首选灯丝。

    你可以很容易地购买到专门为户外使用而设计的、对紫外线或温度变化不敏感的灯丝。 请查看Maker Shop 3D的灯丝户外使用部分,有各种颜色和材料。

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    我应该用什么材料制作汽车零件?

    如果你要为汽车内部打印或制作原型材料,最好坚持使用好的旧ABS,因为它很便宜,而且不容易风化。

    当你使用3D打印材料为汽车制作小型外部零件时,最好的选择是坚持使用上述ASA,以便在紫外线和阳光下更加耐用。

    如果你有一个重量轻、强度大的汽车原型的想法,那么最好的选择是使用碳纤维复合材料,如ABS注入碳纤维的材料。

    碳纤维被用于大多数高性能汽车的空气动力学部件和车身。 它甚至被麦凯伦和阿尔法-罗密欧等公司用来为超级汽车建造极轻和坚固的底盘。

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    Roy Hill

    Roy Hill is a passionate 3D printing enthusiast and technology guru with a wealth of knowledge on all things related to 3D printing. With over 10 years of experience in the field, Roy has mastered the art of 3D designing and printing, and has become an expert in the latest 3D printing trends and technologies.Roy holds a degree in mechanical engineering from the University of California, Los Angeles (UCLA), and has worked for several reputable companies in the field of 3D printing, including MakerBot and Formlabs. He has also collaborated with various businesses and individuals to create custom 3D printed products that have revolutionized their industries.Aside from his passion for 3D printing, Roy is an avid traveler and an outdoor enthusiast. He enjoys spending time in nature, hiking, and camping with his family. In his spare time, he also mentors young engineers and shares his wealth of knowledge on 3D printing through various platforms, including his popular blog, 3D Printerly 3D Printing.