3d打印耗材种类丰富,不同的耗材具有不同的特性和应用场景,那么,应如何提升3d打印耗材耐热性和耐腐蚀性呢?
1、材料选择
高性能树脂材料:一些特种树脂材料本身就具有较好的耐热性和耐腐蚀性,例如 ULTEM™ 1010 树脂,其在拉伸强度、耐热性和耐化学性上优于其他许多热塑材料,在航空航天等对材料性能要求高的领域应用广泛。
金属材料:金属 3D 打印耗材通常具有较高的耐热性和耐腐蚀性。像不锈钢 316L、钛合金 TC4 等都是常用的金属 3D 打印材料,不锈钢具有高抗拉强度、较好的耐温性和耐腐蚀性;钛合金则重量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀,在航空航天、医疗等领域应用前景广阔。
陶瓷材料:陶瓷材料具有良好的耐高温和耐腐蚀性,并且硬度高、绝缘性好,不过,陶瓷 3D 打印技术相对复杂,目前仍在不断发展和完善中。
2、材料改性
添加耐热和耐蚀填料:在基础的 3D 打印耗材中添加一些耐热性和耐腐蚀性好的填料,能够提升材料的整体性能。例如,添加玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维等增强材料,可以提高耗材的耐热性;添加一些耐腐蚀的金属粉末或纳米粒子,如镍粉、铬粉等,可以增强耗材的耐腐蚀性。
进行化学改性:通过化学反应对材料进行改性,例如对聚合物材料进行交联反应,可以提高其耐热性和耐腐蚀性,交联后的聚合物分子结构更加稳定,能够承受更高的温度和更强的化学腐蚀。
3、优化打印工艺
调整打印参数:合适的打印参数对于 3D 打印耗材的性能至关重要,在保证打印质量的前提下,适当降低打印速度、提高打印温度,可以使耗材的分子结构更加紧密,从而提高其耐热性和耐腐蚀性,但需要注意的是,打印温度过高可能会导致材料分解或产生其他缺陷,因此需要根据具体的材料进行调整。
优化层厚和填充方式:减小层厚可以提高打印件的致密度和均匀性,从而增强其耐热性和耐腐蚀性,同时,选择合适的填充方式,如蜂窝状填充、渐变填充等,也可以改善打印件的性能。
4、后处理
热处理:对于一些材料,打印后进行热处理可以消除内部应力,改善材料的结晶结构,从而提高耐热性和耐腐蚀性。例如,对于金属 3D 打印件,进行退火、淬火等热处理工艺,可以显著提高其性能。
表面涂层:在打印件表面涂覆一层耐热、耐腐蚀的涂层,是提高其性能的有效方法,常用的涂层材料有陶瓷涂层、金属涂层等。涂层可以起到隔离保护的作用,防止打印件直接接触外界的高温和腐蚀性介质。
化学处理:通过化学处理可以去除打印件表面的杂质和缺陷,提高其表面质量和耐腐蚀性。例如,酸处理可以去除金属打印件上的氧化层,从而提高其耐腐蚀性。