为何Pro PCTG正成为耐用、抗冲击3D打印部件的首选材料

频道:新材料 日期: 浏览:10

        多年来,PETG一直是许多FDM用户在PLA材料不够用时的首选材料。它易于打印且性能可预测,能在打印床上呈现出良好的部件外观。但问题往往出现在后续使用中。当这些部件被投入使用——无论是掉落、承受负载,还是被螺栓固定在运动组件中时,PETG的局限性便会迅速显现。裂纹开始形成,边角处泛白,故障往往紧随其后。随着3D打印技术更深地融入车间、实验室和小型生产环境,打印效果与实际耐用性之间的差距已变得难以忽视。

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     美国的线材制造商3D-Fuel正是针对这一中间地带推出了Pro PCTG产品。它基于聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PCTG),这是一种共聚聚酯,其性能平衡更倾向于韧性和抗冲击性。在实际应用中,这意味着部件在受到冲击时碎裂或开裂的可能性大大降低。它们会弯曲而非断裂,能吸收能量,并在通常会导致部件损坏的情况下保持完整。

当3D打印部件必须经受考验时

      与标准PETG相比,Pro PCTG展现出更高的抗冲击性、更强的层间结合力,以及对开裂和应力发白的更好抵抗力。这种材料的特性更接近一种为实际使用而设计的材料,而非仅仅是方便打印的塑料。

     这种差异在那些故障并非理论可能的应用中最为关键。在机器人、工具、夹具、防护外壳以及机械支架或安装座中,3D打印部件会暴露在振动、反复载荷和突然冲击之下。

这一点在格斗机器人领域表现得最为明显,那里的部件在设计时就预期会被击中,有时甚至是猛烈撞击。在这些环境中,Pro PCTG已越来越多地取代了PETG、ABS甚至某些尼龙材料,因为其韧性和吸能能力改变了部件的失效模式。

      正如3D-Fuel创始人兼首席执行官John Schneider所解释的:“我们有客户在业余时间从事格斗机器人项目,Pro PCTG因其耐用性取代了众多其他材料。”部件不会毫无征兆地断裂,而是倾向于变形、逐渐开裂,或者承受住那些足以摧毁更脆材料打印件的冲击。其背后的机理有助于解释原因。Pro PCTG将高抗冲击性与延性失效行为以及强层间粘合力相结合,这改善了FDM部件通常最薄弱的Z轴方向强度。同时,它还保持了良好的尺寸稳定性和耐化学性,适合车间和工业环境。

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     同样重要的是,它在日常使用中无需改变设备。该材料可在大多数专业和准专业级FDM打印机上打印,温度范围与标准全金属热端兼容,且不需要加热腔室。翘曲极小,打印床附着力可靠。对许多用户而言,它可以无缝融入现有工作流程,而无需强制建立新流程。

不仅仅是改性PETG

     近期市场上出现了一批标榜为PCTG的线材,但仔细查看其数据表往往会发现,它们更接近改性PETG,而非真正的高韧性共聚聚酯。3D-Fuel强调,Pro PCTG的突出之处主要在于其更高的1,4-环己烷二甲醇(CHDM)比例,这导致了更低的密度和显著更高的抗冲击性。在实际使用中,特别是在像格斗机器人这样的严苛应用中,3D-Fuel报告称客户已用Pro PCTG替换了一系列其他材料,因为它在严重的机械应力下使用寿命更长。

      所有这些都指向了FDM材料评估方式的一个更广泛的转变。随着越来越多的打印部件从原型架走向实际应用,可靠性开始变得比线材的易调试性更为重要。正如Schneider所言:“我们推出Pro PCTG的目标是创造一种性能像真正工程材料、但打印起来又像用户已经熟悉的材料的线材。这是为了弥合易用性与实际性能之间的差距。”

       展望未来,3D-Fuel旨在服务于易打印材料与真正工程塑料之间的市场,支持那些需要经受掉落、冲击和长时间工作考验的部件。

     中国3D打印网编译文章!


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