中國3D列印網5月27日訊，希臘地中海大學的一項新研究調查了ABS細絲力學性能隨循環而變化的情況。科學家對回收過程進行了實驗模擬，重點是熱機械處理並對FFF印刷零件進行了許多機械測試。結果，他們能夠量化在該過程的每個階段重複回收的影響。
回收方法流程圖。圖片來自HMU。
不可生物降解的長絲
材料科學是3D列印的主要部分，因為在生產高性能零件時，所用的原料通常與機器一樣重要。對於最流行的3D印表機-FFF系統-所使用的熱塑性長絲可能會對環境造成非常有害的影響，而且通常是不可生物降解的。僅次於PLA的第二受歡迎的燈絲ABS就是其中一種。因此，下一個最佳選擇是回收，再利用和重新利用ABS零件，使它們儘可能長時間遠離垃圾填埋場。
據研究人員稱，已經進行了一些專注於3D列印聚合物可回收性的研究。測試的方法之一涉及在測試其性能之前將塑料擠出並注塑成新零件。另一種引用的方法涉及將天然的可生物降解材料混合到聚合物基質中，以有效減少浪費的聚合物的原始量。然而，一個共同的主題是，隨著再循環階段數量的增加，機械性能趨於下降。這可能會導致研究人員在重複使用次數與保持所需的機械性能之間尋求精妙的「最佳結合點」。
再生丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
考慮到臨界點，研究人員出去購買了一大桶細粉ABS。將粉末拉成直徑為1.75mm的原生長絲，然後將Flashforge Inventor用於3D列印一組測試樣品。對初始樣品進行拉伸，壓縮，彎曲，衝擊韌性和顯微硬度測試，並記錄結果。使用聚合物粉碎機將所有剩餘的長絲回收再擠出，並在每個階段監控機械性能。 ABS樣品總共經歷了六個重複使用周期。
用於各種機械測試的測試儀器。通過HMU拍攝的照片。
有趣的是，研究人員發現機械性能提高了大約30％，直到回收的第五階段。最初的幾個聚合物熱循環過程會重新排列基質中的非晶態聚合物連結，從而增加存在的分子相互作用。這提高了ABS的穩定性和整體機械性能。在第五個循環後，化學降解開始發生，聚合物鏈開始斷裂。 ABS鏈不再具有流動性，並且聚合物的玻璃化轉變溫度升高。這些結果提供了證據，證明ABS回收過程不僅對環境有益，而且具有「重大積極影響」。
機械測試結果。圖片來自HMU。
中國3D列印網點評： FFF長絲的研究是3D列印原料研究中最常見的研究之一。上個月，美國陸軍公布了它正在研究的一種新型高強度聚合物長絲，它由ABS外殼和聚碳酸酯芯組成。這種長絲有望在戰場上提供幫助，及時生產關鍵任務部件，而成本僅為傳統部件的一小部分。在我國，研究人員開發了一種具有抗菌特性的摻有澱粉的聚己內酯（PCL）複合細絲。