3D打印材料ABS、PLA、尼龍拉伸強(qiáng)度評(píng)測(cè)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)人：南極熊3d打印網(wǎng)的南極熊和北極熊
時(shí)間：2013年9月6日
地點(diǎn)：清華大學(xué)深圳研究生院X材料研究實(shí)驗(yàn)室
實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái)：MTS公司的SANS電子拉力試驗(yàn)機(jī) 。SANＳ試驗(yàn)機(jī)作為材料試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域的知名品牌，廣泛應(yīng)用于航空航天、大專(zhuān)院校、科研院所、計(jì)量質(zhì)檢、石油化工、車(chē)輛制造、機(jī)械制造、電線(xiàn)電纜、橡膠塑料、紡織纖維、陶瓷建材、金屬材料及制品等眾多行業(yè)及領(lǐng)域。
實(shí)驗(yàn)方案：選取五種耗材，分別為國(guó)產(chǎn)某ABS、國(guó)產(chǎn)PLA、國(guó)產(chǎn)立現(xiàn)優(yōu)品ABS、進(jìn)口ABS、塔爾曼618（可在南極熊團(tuán)購(gòu)），直徑均為1.75mm。將每種耗材截取60mm的長(zhǎng)度（試樣原始標(biāo)距為50mm），做拉伸強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)視頻：

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)	GB 13022-91
試樣寬度	試樣厚度	試樣原始標(biāo)距
1.75 mm	1.75 mm	50 mm

	拉伸斷裂應(yīng)力	拉伸強(qiáng)度	拉伸屈服應(yīng)力	最大力
	MPa	MPa	MPa	N
2 國(guó)產(chǎn)ABS	0.822	1.233		2.84
3 國(guó)產(chǎn)PLA	2.055	2.466		5.51
4 立現(xiàn)優(yōu)品ABS	1.233	1.644		4.46
5 進(jìn)口ABS	1.233	1.233	0.02	3.05
6 尼龍618	10.275	11.097		26.95
南極熊備注：強(qiáng)度（MPa）=力（N）/截面積（CM2）

    其中第2根為國(guó)產(chǎn)ABS、第3根為國(guó)產(chǎn)PLA、第4根為立現(xiàn)優(yōu)品ABS、第5根為進(jìn)口ABS、第6根為塔爾曼618.

從數(shù)據(jù)及曲線(xiàn)可以看出：

（1）南極熊3D打印網(wǎng)正在團(tuán)購(gòu)的美國(guó)塔爾曼618尼龍材料，當(dāng)拉力不斷增大的時(shí)候，發(fā)生的形變位移很小，而且拉力幾乎是ABS和PLA的10倍之后，才會(huì)發(fā)生斷裂，得出：塔爾曼618的拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他幾種ABS及PLA，高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。適合用來(lái)制作功能性零部件，可承受高強(qiáng)度的壓力，例如打印出可以真正實(shí)用的扳手、螺紋固件、打螺絲進(jìn)內(nèi)部的固件，在玩具、生活、航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域有著極為廣闊的應(yīng)用前景。高強(qiáng)度的3D打印物件，使得3D打印技術(shù)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，而不僅僅是模型。

（2）進(jìn)口的ABS伸縮性非常大，可以趕得上PLA，而且其在拉伸過(guò)程中整根絲均勻拉伸，材料伸展性好。但正是由于伸縮性太大，構(gòu)件無(wú)法穩(wěn)定，一旦受力容易變形，不適合做功能性零部件。

（3）國(guó)內(nèi)頂級(jí)ABS耗材的立現(xiàn)優(yōu)品ABS相比進(jìn)口ABS及某國(guó)產(chǎn)ABS，拉伸強(qiáng)度要高出1倍，也就是不容易變形。從打印效果來(lái)看，物品表面精度還可以。質(zhì)量比較好的ABS，打印相同模型設(shè)置也相同的情況下，打印出的物品更為清晰。也就是說(shuō)，即使你調(diào)節(jié)打印機(jī)的精度是一樣的去，打印出的精度也會(huì)更高。南極熊認(rèn)為，可能由于質(zhì)量均勻，融化后的流動(dòng)性較好，出絲大小和速度也就更為保持一致，清晰度因而更高。
     當(dāng)然，當(dāng)所有材料都使用另一個(gè)打印精度進(jìn)行打印時(shí)，結(jié)果可能表現(xiàn)會(huì)不一樣。因?yàn)椴煌�的材料，可能�?huì)適應(yīng)不同的打印精度。本次打印采用0.2~0.25的層厚精度。

（4）PLA作為材料進(jìn)行3D打印時(shí)，打印出物體后，溫度還沒(méi)有冷卻下去時(shí)，物體非常柔軟，即使冷卻后由于其伸縮性較大也會(huì)相對(duì)容易發(fā)生形變。雖然PLA屬于生物材料，比較環(huán)保。

     擁有3D打印機(jī)的朋友們，南極熊3D打印網(wǎng)在此提醒大家，當(dāng)你面對(duì)不同使用需求時(shí)，需要選擇合適的3D打印材料。

→《美國(guó)塔爾曼尼龍618團(tuán)購(gòu)》
→《尼龍618打印視頻》
→《尼龍618各項(xiàng)性能參數(shù)（官方）》
→《立現(xiàn)優(yōu)品ABS套裝試用》

后語(yǔ)：南極熊?chē)L試從技術(shù)角度對(duì)3D打印材料進(jìn)行評(píng)測(cè)，以上結(jié)果僅作參考，未必完全正確，歡迎大家提出自己的意見(jiàn)。

關(guān)于3D打印精度的其它補(bǔ)充討論：
（1）針對(duì)不同的打印機(jī)：打印效果好不好,  跟材料的韌性, 這個(gè)有一定的相關(guān), 但不是唯一變量, 而要弄得好, 必須是切片軟件, 3D打印機(jī)機(jī)械設(shè)置有關(guān)的,  反而切片軟件, 3D打印機(jī)在流量上的控制, 這些比材料更重要。-----中泰亨國(guó)際
（2）尼龍的確韌性很好。我挺喜歡你做的這個(gè)實(shí)驗(yàn)，很實(shí)用的技術(shù)貼啊。不過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)我有三個(gè)建議，一是我記得618的尼龍材料抗拉強(qiáng)度是六十幾兆帕，而實(shí)驗(yàn)中是11兆帕，誤差稍微有點(diǎn)大，不知道是實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題還是官方提供的參數(shù)有誤。二是結(jié)論里“尼龍材料，當(dāng)拉力不斷增大的時(shí)候，發(fā)生的形變位移很小”這句話(huà)似乎有誤，我覺(jué)得應(yīng)該說(shuō)是尼龍抗拉，但是形變率還是比較大的，從圖中看，相同拉力下，尼龍的形變量比其他幾種材料都大，只是它的彈性形變范圍大，因此更耐拉，不易斷裂損壞，撤銷(xiāo)拉力后能恢復(fù)原形，這一點(diǎn)比其他材料要好很多。第三是可以再做個(gè)抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，這樣就完美了，呵呵。其實(shí)我現(xiàn)在做的一些機(jī)器人零件用的就是3D打印的尼龍材料，還是很喜歡它的，性?xún)r(jià)比很好。話(huà)說(shuō)，你找的這個(gè)拉伸實(shí)驗(yàn)儀器，好像和我以前上學(xué)見(jiàn)到的一樣，很懷念。------WPI

三種3D打印材料ABS、PLA、尼龍的實(shí)際打樣效果

實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái)：MTS公司的SANS電子拉力試驗(yàn)機(jī) 。

3D打印材料ABS、尼龍618打印出來(lái)的牙齒模型對(duì)比。

MTS公司的SANS電子拉力試驗(yàn)機(jī)

此實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明材料的塑性和韌性，對(duì)于硬度有一定要求的材料，這個(gè)實(shí)驗(yàn)還不能充分說(shuō)明。

樓主厲害啊， 不過(guò)測(cè)試條那么短確實(shí)不好操作。 為啥不按照ASTM D638取制樣��？

QQ_A36AE0 發(fā)表于 2013-9-8 23:55
此實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明材料的塑性和韌性，對(duì)于硬度有一定要求的材料，這個(gè)實(shí)驗(yàn)還不能充分說(shuō)明。

說(shuō)的對(duì)，硬度測(cè)試將在后續(xù)推出。

北極熊 發(fā)表于 2013-9-9 16:50
說(shuō)的對(duì)，硬度測(cè)試將在后續(xù)推出。

其實(shí)塑料模型的話(huà)一般不做結(jié)構(gòu)材料，功能材料更談不上。這種更多的是看結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)不同，受力也不同。

單車(chē) 發(fā)表于 2013-9-9 18:44
其實(shí)塑料模型的話(huà)一般不做結(jié)構(gòu)材料，功能材料更談不上。這種更多的是看結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)不同，受力也不同。

塑料材料做結(jié)構(gòu)材料，功能材料的多的很啊。