3D打印材料及制件老化后会发生什么变化？

时间：2023-01-01 10:56 来源：南极熊作者：admin 阅读：次

艺术品、雕塑甚至批量生产的物品通常都是经久耐用的。几千年前的古希腊雕塑可能已经失去了颜色，但在其他方面都完好无损。17 和 18 世纪的画作如今看起来几乎和它们在画架上晾干时一样生动。即使是被遗弃在大海或沙滩上多年的乐高积木，今天仍然看起来焕然一新。但是3D 打印的物体在经历长时间的老化、侵蚀后，又会是什么样子呢？

△3D 打印机用的多色塑料细丝

用于按需快速创建对象的 3D 打印机出现的时间很短。这是一种制作快速模型或临时解决方案的流行技术，但 3D 打印也可用于更长期的应用。例如，一些博物馆用它来创建交互式展示的触觉模型，甚至创建结构部件来支持修复项目。无论哪种方式，这些都不是临时的异想天开的创作，而是他们可能仍希望在未来几年内保持完美状态的结构。

△Gabriel Jiménez S. Tirado 3D打印的 PLA 雕塑。

想要将 3D 打印材料保存几年以上还有其他原因，但我们的技术还没有足够长的时间来真正了解这些物体随着时间的推移会发生什么。

为了找到答案，西班牙马德里康普顿斯大学的艺术保护研究人员对两种类型的 3D 打印材料进行了人工加速老化处理。当塑料老化时，材料中的任何损坏（例如颜色损失或化学变化）通常是由暴露在光线下的紫外线辐射或极端温度波动引起的。为了以比自然老化更快的速度模拟这些极端环境，研究人员将 3D 打印样品和原始灯丝放在两个不同的腔室中：一个将样品暴露在紫外线下，另一个将它们置于一系列高温下。

他们测试了两种经常用于基于灯丝的 3D 打印的流行材料：丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 和聚乳酸 (PLA)。对于两者，他们都测试了一段送入打印机的灯丝和一小块矩形打印材料。该项研究以题为“Use of 3D printing PLA and ABS materials for fine art. Analysis ofcomposition and long-term behaviour of raw filament and printed parts”的论文被发表在《Journal of Cultural Heritage》期刊上。

相关论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1296207422002187

测试结果显示，ABS 和 PLA 在进行快速老化模拟时都显示出化学变化。但在这两者中，PLA 的表现比 ALS 好一点。在紫外线辐射或温度变化后，ALS 失去了更多颜色，材料结构变得更加脆弱且有点翘曲。另一方面，PLA 在紫外线辐射后仅表现出非常小的变化，但在温度室中放置一段时间后材料确实出现了一些凸起。

△ABS 和 PLA 的细丝和打印样品。

这对于希望其 3D 打印作品经久耐用的人来说很有用，它还可以帮助想要开发更耐用的 3D 打印材料的制造商。尽管如此，还有很多事情需要调查。还有其他 3D 打印材料仍需要检查，其他分析仍有待完成。当然，只有时间才能证明这些材料是如何真正老化的。

(责任编辑：admin)

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