ABS塑料简介及在3D打印领域的应用

ABS塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。ABS 兼有三种组元的共同性能，A使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度，B使其具有高弹性和韧性，S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此ABS 塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。ABS塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用。
ABS树脂是丙烯腈（Acrylonitrile）、1,3-丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为(C8H8）x·(C4H6)y·(C3H3N)z，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-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%，最常见的比例是A:B:S=20:30:50，此时ABS树脂熔点为175℃。

ABS的性能
ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.04~1.06 g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。
ABS树脂可以在-25℃~60℃的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。因此它可以被用于家电外壳、玩具等日常用品。常见的乐高积木就是ABS制品。
ABS树脂可与多种树脂配混成共混物，如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，产生新性能和新的应用领域，如：将ABS树脂和PMMA混合，可制造出透明ABS树脂。
当共混的三种成分比例的调整时，树脂的物理性能会有一定的变化：
1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性，但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性；
丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质；
苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。
在ABS树脂中，橡胶颗粒呈分散相，分散于SAN树脂连续相中。当受冲击时，交联的橡胶颗粒承受并吸收这种能量，使应力分散，从而阻止裂口发展，以此提高抗撕性能。
接枝共聚合的目的在于改进橡胶粒表面与树脂相的兼容性和粘合力。这与游离 SAN树脂的多少和接枝在橡胶主链上的 SAN树脂组成有关。这两种树脂中丙烯腈含量之差不宜太大，否则兼容性不好，会导致橡胶与树脂界面的龟裂。
ABS的特点
综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好；
与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理；
有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；
流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好；
适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。
ABS的加工
ABS树脂可用注塑、挤出、真空、吹塑及辊压等成型法加工为塑料，还可用机械、粘合、涂层等方法进行二次加工。由于其综合性能优良，用途比较广泛，主要用作工程材料，也可用于家庭生活用具。由于其耐油和耐酸、碱、盐及化学试剂等性能良好，并具有可电镀性，镀上金属层后有光泽好、比重轻、价格低等优点，可用来代替某些金属。还可合成自熄型和耐热型等许多品种，以适应各种用途。
ABS的用途
ABS根据成型加工工艺的差异，又可分为：注射、挤出、压延、真空、吹塑等品种；ABS树脂的应用领域最广的是汽车、电子电器和建材。汽车内饰材料一般都有哑光的要求，这样有利于减少驾驶员的视觉疲劳，提高了驾驶安全性。PC/ABS的综合性能良好，其表面的光泽度较高，而需要喷哑光漆等二次加工来实现哑光与美观的效果。免喷涂解决方案可以大幅降低成本，也可以减少喷漆过程造成的环境污染。
在3D打印领域的应用
ABS塑料是3D打印的一款主要材料之一，之所以能成为3D打印的耗材，是其特性决定，ABS塑料有耐热性、抗冲击性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良、制品尺寸稳定等特点。目前ABS塑料是3D打印材料中最稳定的一种材质。
ABS材料具有良好的热熔性和冲击强度，是熔融沉积成型3D打印工艺的首选工程塑料，目前主要是将ABS预制成丝、粉末化后使用，应用范围几乎涵盖所有日用品、工程用品和部分机械用品，在汽车、家电、电子消费品领域有广泛的应用。
温度：材料的打印温度为210～240℃，加热板的温度为80℃以上。ABS的玻璃转化温度（塑料开始软化的温度）为105℃。
打印性能：ABS塑料相当容易打印。无论用什么样的挤出机，都会滑顺地挤出材料，不必担心堵塞或凝固。然而挤完后的步骤却有点困难。这种材料具有遇冷收缩的特性，会从加热板上局部脱落、悬空，造成问题。另外，要是打印的物体高度很高，有时还会整层剥离。因此，ABS打印不能少了加热板。此外，还建议大家使用密闭式的打印机，至少也别在室温太低的房间打印，促使材料冷却，导致收缩。
ABS能打印得非常快，还能设定仪器大幅增加回抽的速度。由于抽丝的毛病很罕见，因此通常只要稍微回抽一下就够了。
ABS弹性十足，适合做成穿戴用品。
强度：只要以适当的温度打印，让层层材料牢牢黏住，ABS的强度就会变得相当高。ABS具有柔软性，即使承受压力也只会弯曲，不会折断。比如做手镯就可以使用ABS材料。
气味：ABS最大的缺点是打印时会产生强烈的气味。虽然许多人不介意这一点，但也有人在通风不良的房间打印ABS线材后会不舒服。无论是什么样的材料，都建议各位在通风好的房间里打印。尤其是使用ABS时更是如此。
ABS-M30 是一种生产级别的塑料，是专为 FDM 技术的 3D 打印而设计，这种坚固、常见的材料有助于更频繁地进行测试以及重复进行工作，最终减少风险并制造出更好的产品，加快上市速度。由于性能原因和价格更加合适，非常适合概念模型和中等要求零件，包括功能性原型、夹具、卡具、制造加工和最终用途零件。此材料的颜色有自然色、白色、黑色、深灰色、红色和蓝色，此外还可自定义颜色。