顏料色母粒在3D打印絲材中的著色指南
在熔融沉積成型(FDM)3D打印領(lǐng)域,創(chuàng)新空間幾乎是無限的。可用的熱塑性塑料種類繁多,包括PLA、ABS、TPU、PA6和PEEK等材料。這些材料中的每一種都有多種形式、規(guī)格和等級,為各種應(yīng)用提供了多種選擇。
雖然3D打印物體通常在快速原型制作和功能應(yīng)用中扮演著重要角色,但定制的潛力超出了單純的形式和功能。事實(shí)上,美學(xué)方面,尤其是顏色,在區(qū)分產(chǎn)品方面起著至關(guān)重要的作用。本文主要探討使用顏料色母粒為3D打印絲材注入鮮艷而持久的色彩。
顏料色母粒在決定3D打印物體的外觀和質(zhì)量方面起著至關(guān)重要的作用。這些著色劑被添加到基礎(chǔ)聚合物材料中,使其具有特定的色調(diào)。與溶解在材料中的溶劑染料不同,色母粒中的顏料著色劑是混合到聚合物基質(zhì)中的不溶性顆粒。
顏料色母粒的添加以最小的比例發(fā)生,但對長絲顏色的影響是顯著的。顏料色母粒的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是它們對各種環(huán)境因素(如光和熱)的抵抗力,這有助于產(chǎn)品顏色的長期穩(wěn)定性。顏料的惰性還確保了它們不會干擾聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu),從而保持材料的固有特性。總之,顏料色母粒在3D打印中是必不可少的,它既能提供鮮艷的色彩,又能提供耐用性,而不會影響材料的結(jié)構(gòu)完整性。
顏料色母粒在擠出機(jī)內(nèi)部過程
長絲擠出的過程可分為3個階段:
- 輸入:料斗進(jìn)料
- 核心:在槍管內(nèi)熔化和推動
- 輸出:冷卻和繞線
讓我們來看看這個過程,重點(diǎn)介紹彩色母粒顆粒會發(fā)生什么。
輸入:料斗進(jìn)料
如上所述,投料粉末可能具有挑戰(zhàn)性,但投料顆粒+顆?;旌衔锖苋菀?。在大多數(shù)情況下,98%wt的顆粒將對應(yīng)于原始聚合物,而其余2%將是色母粒。由于該流程的其余部分可以充當(dāng)緩沖區(qū),因此存在少量異質(zhì)性空間。將母粒和載體在罐子中充分混合并進(jìn)料應(yīng)能產(chǎn)生足夠的均勻性。
如上所述,投料粉末可能具有挑戰(zhàn)性,但投料顆粒+顆?;旌衔锖苋菀?。在大多數(shù)情況下,98%wt的顆粒將對應(yīng)于原始聚合物,而其余2%將是色母粒。由于該流程的其余部分可以充當(dāng)緩沖區(qū),因此存在少量異質(zhì)性空間。將母粒和載體在罐子中充分混合并進(jìn)料應(yīng)能產(chǎn)生足夠的均勻性。
核心:在槍管內(nèi)熔化和推動
本節(jié)可分為3個階段。每個階段對應(yīng)于槍管長度的三分之一和物質(zhì)狀態(tài):
- 進(jìn)料區(qū):物料仍然是固體,被料斗中的螺桿抓住并推動其余的物料。
- 過渡/壓縮區(qū):物料逐漸從固體熔化為液體。當(dāng)顏料色母粒與載體相容時,兩種類型的顆粒應(yīng)同時熔化。相同的設(shè)置(螺桿轉(zhuǎn)速、溫度)將應(yīng)用于載體和色母粒,因此它們需要具有相似的熔化行為。
- 計(jì)量區(qū):已經(jīng)發(fā)生熔化,液體混合物正在向前推進(jìn)。這也是包括混合螺旋尖端的最佳位置,它將在流動中引起很大的湍流,確保最大程度的混合。使用不同的螺桿形狀可以獲得均勻的結(jié)果,但建議使用混合尖端。
輸出:冷卻和繞線
顏色均勻的長絲現(xiàn)在應(yīng)該從噴嘴中出來,應(yīng)該與原始長絲沒有太大區(qū)別。擠出過程的這一階段使我們能夠判斷母粒是否與聚合物相容:長絲表面的大量凸起表明存在嚴(yán)重的熔化問題,很可能是母粒沒有完全熔化。在這種的情況下,可以通過調(diào)整設(shè)置進(jìn)行故障排除。否則,必須測試另一種顏料色母粒。
顏色均勻的長絲現(xiàn)在應(yīng)該從噴嘴中出來,應(yīng)該與原始長絲沒有太大區(qū)別。擠出過程的這一階段使我們能夠判斷母粒是否與聚合物相容:長絲表面的大量凸起表明存在嚴(yán)重的熔化問題,很可能是母粒沒有完全熔化。在這種的情況下,可以通過調(diào)整設(shè)置進(jìn)行故障排除。否則,必須測試另一種顏料色母粒。
螺桿設(shè)計(jì)的重要性
長絲擠出過程依賴于送料、熔化、推動,然后獲得長絲。由于擠出依賴于螺桿的旋轉(zhuǎn),因此在整個過程中或多或少地發(fā)生混合,從而產(chǎn)生很大的摩擦。通過選擇與載體兼容的母粒并選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)置(主要是螺桿速度和溫度曲線),可以確保熔化。
就均勻性而言,混合液體比混合固體更有效。塑料在桶計(jì)量區(qū)的最后一個區(qū)域是液態(tài)的,如上所述,螺桿的尖端是主要焦點(diǎn)。
傳統(tǒng)的單螺桿擠出機(jī)配備了“光滑”的螺桿尖端,專為穩(wěn)定性而設(shè)計(jì)。一些擠出機(jī)設(shè)計(jì)有特殊的混合螺桿尖端。雖然存在不同類型的混合尖端,但它們都以同樣的效果為目標(biāo):產(chǎn)生湍流以混合液體流動。
結(jié)論
使用色母粒將迷人的色彩注入3D打印絲材中,提供了一個創(chuàng)造力和個性化的領(lǐng)域。這些濃縮混合物含有基礎(chǔ)聚合物和添加劑,在制造過程中無縫地引入特定的特性和顏色。特別是顏料色母粒,通過將精細(xì)研磨的顏料均勻地分散在長絲中,從而產(chǎn)生一致且吸引人的顏色,從而發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在長絲擠出過程中,仔細(xì)的設(shè)置和混合螺桿尖端可確保適當(dāng)?shù)娜刍突旌希M管兼容性的挑戰(zhàn)可能會導(dǎo)致熔化問題。盡管存在這些挑戰(zhàn),基于顏料色母粒的絲材個性化使得可以嘗試創(chuàng)建半透明絲材或多彩漸變。
使用色母粒將迷人的色彩注入3D打印絲材中,提供了一個創(chuàng)造力和個性化的領(lǐng)域。這些濃縮混合物含有基礎(chǔ)聚合物和添加劑,在制造過程中無縫地引入特定的特性和顏色。特別是顏料色母粒,通過將精細(xì)研磨的顏料均勻地分散在長絲中,從而產(chǎn)生一致且吸引人的顏色,從而發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在長絲擠出過程中,仔細(xì)的設(shè)置和混合螺桿尖端可確保適當(dāng)?shù)娜刍突旌希M管兼容性的挑戰(zhàn)可能會導(dǎo)致熔化問題。盡管存在這些挑戰(zhàn),基于顏料色母粒的絲材個性化使得可以嘗試創(chuàng)建半透明絲材或多彩漸變。
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