ABS塑料簡介及在3D打印領域的應用

ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三種單體的三元共聚物，三種單體相對含量可任意變化，製成各種樹脂。ABS 兼有三種組元的共同性能，A使其耐化學腐蝕、耐熱，並有一定的表麵硬度，B使其具有高彈性和韌性，S使其具有熱塑性塑料的加工成型特性並改善電性能。因此ABS 塑料是一種原料易得、綜合性能良好、價格便宜、用途廣泛的“堅韌、質硬、剛性”材料。ABS塑料在機械、電氣、紡織、汽車、飛機、輪船等製造工業及化工中獲得了廣泛的應用。
ABS樹脂是丙烯腈（Acrylonitrile）、1,3-丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三種單體的接枝共聚物。它的分子式可以寫為(C8H8）x·(C4H6)y·(C3H3N)z，但實際上往往是含丁二烯的接枝共聚物與丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15%~35%，丁二烯占5%~30%，苯乙烯占40%~60%，最常見的比例是A:B:S=20:30:50，此時ABS樹脂熔點為175℃。

ABS的性能
ABS樹脂是微黃色固體，有一定的韌性，密度約為1.04~1.06 g/cm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強，也可在一定程度上耐受有機溶劑溶解。
ABS樹脂可以在-25℃~60℃的環境下表現正常，而且有很好的成型性，加工出的產品表麵光潔，易於染色和電鍍。因此它可以被用於家電外殼、玩具等日常用品。常見的樂高積木就是ABS製品。
ABS樹脂可與多種樹脂配混成共混物，如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，產生新性能和新的應用領域，如：將ABS樹脂和PMMA混合，可製造出透明ABS樹脂。
當共混的三種成分比例的調整時，樹脂的物理性能會有一定的變化：
1,3-丁二烯為ABS樹脂提供低溫延展性和抗衝擊性，但是過多的丁二烯會降低樹脂的硬度、光澤及流動性；
丙烯腈為ABS樹脂提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化學腐蝕的性質；
苯乙烯為ABS樹脂提供硬度、加工的流動性及產品表麵的光潔度。
在ABS樹脂中，橡膠顆粒呈分散相，分散於SAN樹脂連續相中。當受衝擊時，交聯的橡膠顆粒承受並吸收這種能量，使應力分散，從而阻止裂口發展，以此提高抗撕性能。
接枝共聚合的目的在於改進橡膠粒表麵與樹脂相的兼容性和粘合力。這與遊離 SAN樹脂的多少和接枝在橡膠主鏈上的 SAN樹脂組成有關。這兩種樹脂中丙烯腈含量之差不宜太大，否則兼容性不好，會導致橡膠與樹脂界麵的龜裂。
ABS的特點
綜合性能較好,衝擊強度較高,化學穩定性,電性能良好；
與372有機玻璃的熔接性良好,製成雙色塑件,且可表麵鍍鉻,噴漆處理；
有高抗衝、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別；
流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好；
適於製作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件。
ABS的加工
ABS樹脂可用注塑、擠出、真空、吹塑及輥壓等成型法加工為塑料，還可用機械、粘合、塗層等方法進行二次加工。由於其綜合性能優良，用途比較廣泛，主要用作工程材料，也可用於家庭生活用具。由於其耐油和耐酸、堿、鹽及化學試劑等性能良好，並具有可電鍍性，鍍上金屬層後有光澤好、比重輕、價格低等優點，可用來代替某些金屬。還可合成自熄型和耐熱型等許多品種，以適應各種用途。
ABS的用途
ABS根據成型加工工藝的差異，又可分為：注射、擠出、壓延、真空、吹塑等品種；ABS樹脂的應用領域最廣的是汽車、電子電器和建材。汽車內飾材料一般都有啞光的要求，這樣有利於減少駕駛員的視覺疲勞，提高了駕駛安全性。PC/ABS的綜合性能良好，其表麵的光澤度較高，而需要噴啞光漆等二次加工來實現啞光與美觀的效果。免噴塗解決方案可以大幅降低成本，也可以減少噴漆過程造成的環境汙染。
在3D打印領域的應用
ABS塑料是3D打印的一款主要材料之一，之所以能成為3D打印的耗材，是其特性決定，ABS塑料有耐熱性、抗衝擊性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優良、製品尺寸穩定等特點。目前ABS塑料是3D打印材料中最穩定的一種材質。
ABS材料具有良好的熱熔性和衝擊強度，是熔融沉積成型3D打印工藝的首選工程塑料，目前主要是將ABS預製成絲、粉末化後使用，應用範圍幾乎涵蓋所有日用品、工程用品和部分機械用品，在汽車、家電、電子消費品領域有廣泛的應用。
溫度：材料的打印溫度為210～240℃，加熱板的溫度為80℃以上。ABS的玻璃轉化溫度（塑料開始軟化的溫度）為105℃。
打印性能：ABS塑料相當容易打印。無論用什麼樣的擠出機，都會滑順地擠出材料，不必擔心堵塞或凝固。然而擠完後的步驟卻有點困難。這種材料具有遇冷收縮的特性，會從加熱板上局部脫落、懸空，造成問題。另外，要是打印的物體高度很高，有時還會整層剝離。因此，ABS打印不能少了加熱板。此外，還建議大家使用密閉式的打印機，至少也別在室溫太低的房間打印，促使材料冷卻，導致收縮。
ABS能打印得非常快，還能設定儀器大幅增加回抽的速度。由於抽絲的毛病很罕見，因此通常隻要稍微回抽一下就夠了。
ABS彈性十足，適合做成穿戴用品。
強度：隻要以適當的溫度打印，讓層層材料牢牢黏住，ABS的強度就會變得相當高。ABS具有柔軟性，即使承受壓力也隻會彎曲，不會折斷。比如做手鐲就可以使用ABS材料。
氣味：ABS最大的缺點是打印時會產生強烈的氣味。雖然許多人不介意這一點，但也有人在通風不良的房間打印ABS線材後會不舒服。無論是什麼樣的材料，都建議各位在通風好的房間裏打印。尤其是使用ABS時更是如此。
ABS-M30 是一種生產級別的塑料，是專為 FDM 技術的 3D 打印而設計，這種堅固、常見的材料有助於更頻繁地進行測試以及重複進行工作，最終減少風險並製造出更好的產品，加快上市速度。由於性能原因和價格更加合適，非常適合概念模型和中等要求零件，包括功能性原型、夾具、卡具、製造加工和最終用途零件。此材料的顏色有自然色、白色、黑色、深灰色、紅色和藍色，此外還可自定義顏色。