如何制作防水3D打印件？

魔猴君  知識堂   376天前

雖然3D打印部件有很多優點，但它們通常不防水。花點時間對部件進行防水處理，可以使它們的使用壽命更長，并防止它們受到水的損害。而且，這只需要幾個簡單的步驟。

很多人對"防水"的含義有誤解。基本上，防水和不透水是不同的。防水是指水不能滲入（和穿過）部件，而水密是指水既不能進入部件，也不能從部件中流出。在實踐中，如果打印件會暴露在雨水或潮濕的氣候中，您可能希望它是防水的。至于它是否能保持不漏水則無關緊要。

例如，如果您要3D打印一個汽車零件（如保險杠的一部分），就沒有必要讓它水密，但它應該是防水的，以確保在反復雨淋的情況下仍能保持完好。另一方面，如果您打印的是一個水瓶，它應該是水密的，以保持液體不流失。

在本文中，魔猴網將重點介紹如何對3D打印件進行防水處理。我們將向您展示一些不同的方法，包括材料選擇、切片機設置、后期處理和測試。

一、材質選擇

PLA、ABS、PP和PETG是防水印打印件的不錯選擇（來源：Markforged）

有些材料比其他材料更容易發生化學反應和變形，從而導致部件不防水。如果一種材料對水有反應，那么用這種材料制作的3D打印件在與水接觸或放置在潮濕環境中時很可能會變形。因此，選擇材料應是您首先考慮的問題。

不過，這并不是唯一的步驟。雖然某些材料可能標有防水標簽，但用其制作的部件可能并不防水。

材料

如果要進行FDM打印，您可能會考慮使用三種主要材料：PLA、ABS和PETG。聚丙烯（PP）雖然不太常見，但由于其防水性能，也是一種值得考慮的材料。讓我們來詳細了解一下它們。

聚乳酸（PLA）：并不是眾所周知的最防水的材料，但它確實能起到防水作用。只要與冷水而不是熱水接觸，它就能正常工作。

ABS：是一種出色的防水打印材料。部件在低溫下可能會開裂和變形，但據報道，它的防水性能在其他情況下可以持續很長時間。

PETG：是PET的一種改性材料（用于水瓶），是制作防水打印件的絕佳材料。PETG通常被認為是防水的，而且具有出色的耐熱性。這種材料可能是印制防水部件的最佳選擇，只要您同時采用其他防水技術。

PP：是防水打印的最佳選擇之一。它本身具有疏水性，能很好地保持水分，并具有良好的耐化學性和抗沖擊性。

更多考慮因素

在決定適合您的情況的材料時，必須牢記部件可能暴露的條件（以及暴露的頻率）。

食品安全

如果您打算將3D打印部件用于任何與食物或飲料接觸的物品，則應使用食品安全材料，如PP或PETG，而不是ABS或ASA。在打印之前，請確保特定長絲的制造商聲明其符合食品安全標準。

耐熱性

耐熱性與部件的防水性沒有任何關系，但根據預期的應用，它可能與防水性有關。例如，可在洗碗機中清洗的部件會受到極端溫度和大量水的影響，因此材料的選擇尤為重要。一定要選擇耐熱且防水的材料，例如ABS或PETG。

抗紫外線

長時間暴露在陽光下的部件會褪色和變脆。因此，如果您打算打印花園里的物品或自行車配件，值得將聚乳酸升級為ASA等抗紫外線能力更強的材料。

二、切片設置

調整層高可以使零件更加防水（來源：Jackson O'Connell via All3DP）

3D打印最重要的因素之一是切片方式和設置。此外，設置決定了3D打印部件的緊密、飽滿和保護程度，進而影響其防水性。

需要注意的是，雖然切片的設置在3D打印的防水性方面起著重要作用，但有些模型比其他模型更難防水。具有大量細節的復雜模型更具挑戰性，因此一定要確保模型盡可能簡單。

對模型進行相應調整后，就可以使用打印設置了。以下是需要考慮的最重要的設置。

擠壓

有目的地過度擠出打印件可以使部件更加防水，因為這樣可以減少打印件出現縫隙的幾率。您可以通過提高切片機中的擠出倍率（有時也稱為"流速"）來實現這一目的。

您還希望打印的各層之間能更好地粘合，這可以通過提高溫度來實現。提高溫度也有助于解決過度擠壓的問題。

外殼和填充物

您應該增加打印時使用的外殼數量。調整此設置可增加邊界，將3D打印的填充部分包裹起來。三個外殼是一個很好的起點，但應根據打印所處的環境和使用的材料增加外殼數量。

例如，如果部件漏水會對您的其他物品造成損害，那么增加外殼的數量也不失為一個好主意。如果您選擇的是聚乳酸（PLA）等抗腐蝕性較弱的材料，那么增加外殼的數量就比聚丙烯（PP）等抗腐蝕性較強的材料更為重要。

此外，還可以考慮使用更高的填充比例。這將增加打印的填充物，有助于保持結構的完整性。

噴嘴尺寸

雖然這本身不是切片機設置，但更寬的噴嘴有助于使部件更防水。更寬的噴嘴意味著更厚的擠出線，包括部件的外殼。無論有多少外殼，更厚的外殼意味著在打印過程中，外殼意外打印薄到足以形成孔洞或縫隙的可能性更小。當然，不管有沒有更厚的噴嘴，更多的殼體只會有助于防水打印。

層高

使用較低的圖層高度設置可以提高打印的防水性，因為這樣可以創建更密集的圖層，更有利于防水。較小的層高還能提高層的附著力，因此即使多花一點打印時間，最終得到的物體也不易開裂和滲漏。

三、后期處理

涂層是填充層線和防止泄漏的好方法！（來源：anossov，來自Reddit）

后處理是使3D打印部件防水的最佳方法之一。尤其是層平滑處理，可以產生很好的防水效果。它可以混合各層，消除層線間隙，并在部件周圍形成更嚴密的密封。

層平滑有幾種不同的方法，但主要技術是在可溶性打印件上涂抹溶劑。有些材料可溶于某些化學品。例如，ABS可部分溶解于丙酮。

丙酮：這可能是用于后期處理的最常用溶劑。丙酮蒸汽平滑法適用于ABS、ASA、HIPS、PMMA和聚碳酸酯絲。

環氧樹脂：另一種后處理方法是在打印件上涂抹環氧樹脂。環氧樹脂可快速平滑3D打印件上的層紋，使部件不易受水的影響。

蠟：蠟雖然不太常見，但也是打印件防水的好幫手。它不會像丙酮那樣溶解層。相反，它能填補層與層之間的縫隙。

四、測試

將您的部件浸入水中幾個小時，看看它是否變形（來源：Zydeco via Thingiverse）

現在您已經創建了防水部件，最好對其進行測試。不要立即認為，通過遵循上述建議，您將始終擁有防水部件。

測試打印可能有點棘手，并且可能還取決于設計的幾何形狀。如果該部件可以容納一杯左右的水（無論這是否是預期目的），請嘗試將其裝滿水并準確標記水線所在的位置。務必將部件放在陰涼處，并在第二天密切關注水位線是否顯著下降。如果是這樣，你就漏水了。

如果您的零件不含水，請將其放在秤上并記下干重。然后，讓零件在一盆水中浸泡一天。然后，徹底干燥零件表面并再次稱重。如果您的零件現在比一天前重得多，則可能有水浸入其中。

如果您的零件不防水，我們建議重新審視上述建議：調整切片機設置，應用統一的環氧樹脂密封或其他后處理方法，或者可能完全使用不同的材料。

編譯整理：ALL3DP