Thermischer Abbau von 3D-bedrucktem ABS (und anderen Kunststoffen)

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Die Kurzfassung meiner Frage lautet:

Ist es wahrscheinlich, dass 3D-gedruckte Teile aus ABS ein Jahr in einem Inkubator bei 80 ° C überleben ?

Bitte lesen Sie weiter für weitere Details.

Ich drucke einige Teile, die in einem Inkubator in einem Labor verwendet werden. Sie werden wahrscheinlich mindestens ein Jahr lang bei 80 ° C verwendet, möglicherweise sogar bei höheren Temperaturen. (Aber höchstwahrscheinlich unter 100 ℃.)

Wir verwenden derzeit ABS für diese Teile. Meine Frage ist, ob sich 3D-gedrucktes ABS unter diesen Bedingungen verschlechtert. (Zum Beispiel: Wird es weich und sinkt; verfärbt es sich; wird es spröde?) Die Teile werden zu einem ziemlich großen Objekt zusammengesteckt, bei dem es sich im Grunde um ein Gestell handelt, das viele Glasfläschchen enthält. Daher ist es wichtig, dass es bleibt starr.

Ich habe einige Papiere auf den thermischen Abbau von ABS (zum Beispiel finden diese ein Aussehen recht umfangreich) , aber ich habe nicht die Erfahrung haben , um sie in Bezug auf die Interpretation , wie meine Teile praktisch verhalten wird. Ich bin mir auch nicht sicher, ob 3D-Druck einen Unterschied macht.

Wenn ABS für diese Art von Anwendung nicht geeignet ist, gibt es andere Kunststoffe? Wir verwenden den Zortrax M200, daher wählen wir die hier aufgeführten Kunststoffe aus . Ich stelle fest, dass PCABS als besonders temperaturbeständig eingestuft ist, also könnten wir uns dem anschließen - aber wir würden ABS bevorzugen, wenn es funktioniert, da es eher in Weiß als in Elfenbein (was für unsere Anwendung wichtig ist) erhältlich ist und wir reichlich haben davon verfügbar.

Update: Wir haben am Ende entschieden, dass die Verwendung von ABS zu riskant ist, also haben wir uns für PCABS entschieden und werden nur mit der gelblichen Farbe leben. (Wir könnten es weiß streichen.) Es befindet sich derzeit in einem Testlauf im Ofen. Wenn es in einigen Wochen nicht fehlschlägt, gehen wir das Risiko ein, das einjährige Experiment mit diesem Material durchzuführen. Wir würden uns jedoch sehr über Ratschläge von jedem freuen, der konkrete Kenntnisse oder Erfahrungen in dieser Art von Situation hat.

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— Nathaniel
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Druckkunststoffe haben normalerweise einen weiten Bereich von Glasübergangstemperaturen. Darüber hinaus ändern die Hersteller die Kunststoffzusammensetzung nach ihren Wünschen. Sie können also nicht sicher sein, ob Ihr Kunststoff überlebt oder nicht, wenn Sie es nicht versuchen.

— ZuOverture

@ZuOverture Das Problem ist, dass beim Versuch ein Jahr gewartet werden muss, um zu sehen, ob das gesamte Experiment fehlschlägt. Deshalb hoffe ich, das Wissen und die Erfahrung dieser Community nutzen zu können. 80 Grad liegen weit unter der Glasübergangstemperatur für ABS - ich mache mir mehr Sorgen über Oxidation und andere chemische Veränderungen, die auftreten könnten.

— Nathaniel

Aus der Zusammenfassung geht hervor, dass die Hauptursache für den Abbau die Oxidation ist, und ich glaube nicht, dass es dort, wo es beginnt, eine Temperaturgrenze gibt, die darunter vernachlässigbar ist. Nein, die Oxidation findet bei 80 ° C statt, nur etwas langsamer als bei 112 ° C. Ich sehe keine Zeitskalen in der Zusammenfassung, es sollte jedoch im Volltext sein. Wenn niemand diesen Artikel abrufen kann, können Sie einen Test während der Verwendung in Betracht ziehen. Drucken Sie zwei Racks, die Nutzungszeiten müssen unterschiedlich sein, aber Sie verwenden nur jüngere und suchen bei älteren nach Verschlechterungszeichen. Ein paar Wochen könnten ausreichen, um zu beginnen. (Und ich hoffe, Sie verwenden kein UV)

— ZuOverture

Ich habe Zugriff auf den vollständigen Text (ich wusste nicht, dass es sich um eine Paywall handelt), aber das Problem ist, dass die Zeit hauptsächlich gegen Dinge wie "Schlagfestigkeit" oder "OP-Intensität I_3 (%) in Bezug auf die Anzahl der Websites mit freiem Volumen" aufgetragen wird, die ich habe Ich weiß nicht, wie ich meine Bewerbung interpretieren soll. Sie konzentrieren sich hauptsächlich auf Proben, die bei 120 ° C gekocht wurden, und die Zeitskalen dafür scheinen in den Hunderten von Stunden zu liegen. (dh ein paar Wochen sind ungefähr richtig.) Wenn das Gleiche bei 80 true zutrifft, müssen wir ein anderes Material verwenden, da wir es für ein Jahr benötigen, aber das kann ich dem Papier wirklich nicht entnehmen.

— Nathaniel

Die übliche Methode zum Schutz vor Witterungseinflüssen für Kunststoffe besteht darin, sie zu streichen. Sie müssen jedoch untersuchen, wie sich diese Beschichtung bei 80 ° C verhält. Einige von ihnen sind möglicherweise besser dokumentiert als ABS ("für den Außenbereich in der Sahara" sollte ausreichen).

— ZuOverture

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Um Ihre Frage kurz zu beantworten: Nein, ABS überlebt bei 80-100 ° C mindestens ein Jahr lang nicht .

Wenn Sie sich die Tabelle oben (von Tiganis / Burn) ansehen, werden Sie feststellen, dass die blaue Linie (ABS 90 ° C) abnimmt. Ich habe eine Augapfelberechnung des Graphen durchgeführt und bin zu der Gleichung gekommen ( Jfür die Bruchenergie , hfür Stunden ):

J = -0.002h + 14

Basierend darauf wird nach 7056 Stunden oder 294 Tagen eine Bruchenergie von 0 Joule erreicht .

Wenn Sie sich in Internetforen zum Thema 3D-Druck umsehen, werden Sie feststellen, dass dieser Wert im Bereich der Erfahrungen der Menschen liegt. Ich erinnere mich an einen Fall, in dem jemand ein Stück ABS in die Sonne legte und es nach einem Jahr zusammenbrach.

Tiganis; Verbrennung: Die Auswirkungen der Wärmealterung auf Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) -Mischungen. In: Lacasse; Vanier (1999): Haltbarkeit von Baustoffen und Bauteilen 8, S. 912-922.

— Tippfehler
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Ihr ABS-Filament unterscheidet sich wahrscheinlich von dem ABS, von dem das Papier spricht. Zumindest hat das Filament eine zusätzliche Färbung (ABS ist nicht von Natur aus weiß). Möglicherweise enthält es andere Additive, um das Extrudieren zu erleichtern und - insbesondere für niedrige kosten ABS - es ist auch möglich, dass es andere zufällige Verunreinigungen hat.

Das "gleiche" Material verschiedener Hersteller ist oft sehr offensichtlich unterschiedlich (bei kostengünstigen Filamenten unterscheiden sich manchmal verschiedene Chargen desselben Herstellers). Selbst wenn jemand hier ein Jahr lang Erfahrung mit dem Kochen von ABS hatte, können Sie sich nie sicher sein Ihr ABS funktioniert genauso wie das ABS.

Wenn die Informationen nicht im Materialdatenblatt enthalten sind, können Sie versuchen, den Hersteller zu kontaktieren. Abgesehen davon haben Sie wirklich keine Möglichkeit, andere zu kennen, als es selbst zu versuchen.

— Nir
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Erhitzen Sie es, um zu sehen, was passiert. Berücksichtigen Sie auch die zusätzliche Unterstützung für den Fall, dass sich die Haltbarkeit verschlechtert. Wenn möglich, geben Sie ihm eine Art Schutzmantel. Jemand sagte Farbe, aber können Sie eine Schicht Harz oder Keramik hinzufügen?

— Gonz
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Es befindet sich derzeit im Ofen in einem Testlauf. Aber wie ich sowohl in den Kommentaren als auch in der Frage sagte, muss es mindestens ein Jahr lang funktionieren, und wenn es in dieser Zeit fehlschlägt, müssen wir erneut beginnen. "Probieren Sie es aus und sehen Sie" ist also nicht gerade gut Option für uns.

— Nathaniel

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Gonz, Ihre Antwort wäre viel nützlicher, wenn Sie einen Hinweis darauf geben würden, auf welches Harz und / oder welche Keramik Sie sich beziehen und wie dies verhindern würde, dass sich der darunter liegende Kunststoff aufgrund der Hitze verschlechtert (vorausgesetzt, jede Beschichtung hat keinen Einfluss darauf Wärmeeintritt über einen Zeitraum von einem Jahr).

— Mac

@ Nathaniel versuchen Sie es mit Plastik. Wie viel wiegt es. Machen Sie eine kleine Struktur aus jedem Material und legen Sie etwas schweres Gewicht darauf. Würde es eine Zeit geben, in der es abkühlen würde, wird es langsam abkühlen. Wenn Sie es reinigen, welche Chemikalien würden Sie verwenden und bei welcher Temperatur würden Sie es reinigen. Diese Faktoren könnten dazu führen, dass es sich schneller verschlechtert. Was das Harz betrifft, habe ich keine Empfehlung. Ich schlage nur vor, eine zusätzliche Schicht von etwas hinzuzufügen, um die Wärmeaufnahme sowie den chemischen Kontakt zu reduzieren. es könnte aufgesprüht werden, aufgestrichen könnte ein Mineral, Salz, eine Kombination von Schichten sein. Verstärken Sie einfach die beanspruchten Bereiche.

— Gonz

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Ich würde Taulman Bluprint empfehlen , das eine T _g von 100 ° C hat und um 250 ° C druckt.

Ich habe ein kleines Muster bekommen und es wurde gut mit den empfohlenen Einstellungen gedruckt. Ich habe mit meinem Druck keine thermischen Tests durchgeführt (ich habe damit einen Knopf für einen Rasenmäher hergestellt), aber Taulman hat einen soliden Ruf für technische Filamente.

— MechanizedMedic
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Das OP gibt an, dass er sich auf die Auswahl der Zortrax M200-Materialspulen beschränkt.

— 0scar