退火
退火过程针对不同材料有不同目的。不过——工艺相同——退火是将打印件在特定温度下加热并保持一定时间的过程。
尼龙
我们的尼龙耗材采用Warp-Free™抗翘曲技术。该Warp-Free™技术解决了翘曲的一个根本原因——结晶化。
确实,尼龙以其打印困难而闻名,原因在于其翘曲行为:在打印过程中,每层中晶体的快速形成会产生大量内应力,从而导致零件变形。
Polymaker的技术不仅减少了这种应力,还提高了零件的力学性能。该技术减缓了聚合物的结晶速率,防止在打印时每一层内迅速形成小晶体。相反,它使聚合物能够在多层之间慢慢形成较大的晶体,因为在晶体形成之前有时间打印多层。这些穿越层的晶体也会显著提高层间粘合强度。这也是Polymaker建议在打印后对零件进行退火的原因。退火可以确保零件达到最高的结晶度,从而提供最佳的热学和力学性能。
这意味着对于我们的尼龙材料,你不必像我们即将介绍的聚碳酸酯那样在打印结束瞬间就立刻将其放入烘箱。你可以在方便的时候将打印件放入烘箱——只要知道在烘箱退火后,尼龙会被烘干,之后会慢慢重新吸湿。了解有关吸湿调理的更多信息 这里.
每种尼龙的退火建议略有不同,但我们一般建议在80˚-100˚C之间退火6-16小时。这将使尼龙充分结晶化。
如果你的打印件有非常薄的墙体——为防止该薄段发生翘曲或变形——我们建议采用逐步升温的方法。将退火过程分为两个阶段:首先将温度保持在比最终温度低 20–30 度的水平一段时间,然后缓慢加热到建议的最终退火温度,以避免快速加热导致的内应力集中。
聚碳酸酯
聚碳酸酯在通过小模口(喷嘴)挤出时会产生大量内应力。你可以在我们的 材料科学 页面上了解更多。
本质上,聚碳酸酯喜欢在非常高温的环境中打印,以便尽可能缓慢地冷却通过玻璃转变温度。如果聚碳酸酯冷却过快,层与层之间很可能会“开裂”并发生分层。
这意味着打印聚碳酸酯的最佳环境是带加热腔的打印机,腔内环境温度保持在 90˚C 以上,并且在打印后继续维持该加热腔温度 2 小时,然后再缓慢冷却至室温。提高的空气温度会减缓内应力释放并降低分层的可能性。
由于大多数创客没有能达到 60˚C 以上的加热腔,因此在你的聚碳酸酯打印完成后需要立即进行退火。你需要将烤箱设定为 90˚C,并在打印结束前就达到该设定温度。然后在打印一完成,就将其取出并直接放入该烤箱中。
你可能需要连着打印床一起转移打印件,因为从非常热的打印床上取下打印件可能很困难或无法进行。
将打印件在烤箱中保持至少 2 小时,然后让烤箱慢慢冷却至室温再取出打印件。在 90˚C 下的这段额外时间将使零件非常缓慢地冷却并保持其层间粘结强度。
其他结晶聚合物
我们在我们的页面中讨论了无定形与半结晶聚合物之间的差异,以供进一步参考。 材料科学 页面以获取更多信息。
某些材料——如前面描述的尼龙——如果不经过退火则无法达到完全结晶。这并非由于我们的技术,而是材料本身的特性。
诸如 Fiberon™ PPS-CF10 和 Fiberon™ PET-CF17 之类的材料是半结晶的,因此未经退火无法达到其全部耐热性。每种材料在其产品页面上都会有各自的退火建议设置,并在常见问题中提供进一步信息。
其他半结晶材料也可进行退火,但我们没有建议的设置,因为退火可能会导致零件变形或尺寸变化的风险。
无定形材料的退火
无定形材料,例如 ABS、ASA 和 PETG,从退火中获得的好处远不及半结晶聚合物显著。退火过程对能形成或重组晶体结构的半结晶材料更为有效。
对无定形材料而言,退火的主要好处是尺寸稳定性和残余应力的降低。
我们没有针对无定形材料退火的直接推荐,但如果你想尝试,我们一般建议选用略低于材料玻璃转变点的低退火温度。例如 PETG 约为 ~70°C,ASA 约为 ~95°C。这将有助于在降低残余应力的同时防止变形。
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