什么是柔性PLA？它与TPU相比如何？
什么是柔性PLA？它与TPU相比如何？
柔性PLA是一种特殊的PLA材料，通过添加增塑剂使其具有橡胶般的特性。虽然它与TPU在某些应用场景上有相似之处，但两者在材料特性和打印性能上存在显著差异。本文将详细介绍柔性PLA的特性、打印设置以及与TPU的比较，帮助3D打印爱好者更好地理解和使用这种材料。
什么是柔性长丝？
柔性细丝开辟了许多打印可能性（来源：MatterHackers）
简单回顾一下，FDM的细丝是热塑性塑料，这意味着它们可以熔化并重新固化而不会损失性能。热塑性塑料由称为聚合物的长链状分子组成。如果您可以观察构成柔性细丝材料的聚合物，您将能够看到刚性和柔性段。我们观察到的材料的宏观特性取决于这两个区域的比例。
这使得打印非常柔软且可以像橡皮筋一样回弹的材料以及类似于汽车轮胎的坚韧的橡胶状材料成为可能，这些材料在力的作用下会弯曲，但仍能保持坚固的形状。
目前有几种类型的柔性长丝，它们都有自己的特点和优势：
- TPE：热塑性弹性体的缩写，TPE通常用作柔性长丝的通用术语，因为它涵盖了广泛的柔性材料。
- TPU：热塑性聚氨酯的简称，TPU比TPE略硬，因此更容易用普通挤出机打印。TPU有多种肖氏硬度可供选择。
- TPC：一种热塑性共聚酯，采用略有不同的方法来调整塑料的弯曲性能。虽然可能具有多种性能，但TPC通常比TPU更柔软，并且具有非常可拉伸的性能。
- PCTPE：增塑共聚酰胺TPE的缩写。这意味着这种柔性长丝中混合了尼龙，这为TPE的柔韧性增加了尼龙的耐用性。然而，这使得PCTPE成为柔性材料中刚性更强的一方。
- 柔性PLA：这是聚乳酸(PLA)的柔性变体，是最常见的3D打印细丝之一。它来自将增塑添加剂与PLA混合，而不是像TPE材料那样在其结构中添加软链段。请继续阅读以了解其出色的特性！
材料特性
普通PLA无法做到这一点！（来源：Karl Clayton通过亚马逊）
柔性PLA与普通PLA由于采用相同的基础材料，具有许多相似之处，但两种材料在强度、耐久性等材料特性上也表现出明显的差异。
力量
柔性PLA在施加压力时可以承受形状的改变，一旦压力消除，它就会恢复到原来的形状。这是它与相对较脆的普通PLA不同的特性之一。另一方面，柔性PLA容易弯曲，不适合承重。
柔性PLA还保留了橡胶吸收振动和冲击的能力。它对于轮胎等需要保持形状但不断受到力的物体非常有用，这些力会随着时间的推移使脆性材料断裂或破裂。
耐久性
与普通PLA一样，柔性PLA不耐长期紫外线照射。长期暴露在阳光下的柔性PLA物品可能会变脆或褪色。它的耐热性也不高，因为它的玻璃化转变温度比标准PLA还要低。在炎热的天气里暴露在阳光下可能会导致变形和部件损坏。
柔性PLA由普通PLA和添加剂组成，添加剂使其具有可弯曲性，但不耐用（来源：Felix Printers）
食品安全
如果您正在寻找用于打印厨房用具的线材，则应始终检查制造商是否遵守食品安全加工标准，无论材料如何。虽然PLA本质上是食品安全的，但添加剂和加工方法可能不是，因此这里没有唯一的答案。您自己的打印机设备的清洁度和部件的后处理也在使打印部件符合食品安全方面发挥着作用。
总体而言，柔性PLA在低温下可以保证食品安全。由于柔性PLA的耐高温性不佳，因此不应加热或用于盛放热食。
吸湿性
柔性PLA具有吸湿性，这意味着它可以随着时间的推移吸收周围环境中的水分。这种吸湿性会降低灯丝的柔韧性和打印质量，导致从翘曲到表面缺陷等各种打印问题。如果储存得当，柔性PLA可以长时间保持其特性，确保打印结果的一致性。
为了使灯丝保持最佳状态，应将其存放在密封容器中，并放入干燥剂包或真空密封袋，远离阳光直射和潮湿。此外，在打印前干燥灯丝有助于恢复其性能。
回收利用
由于使用了使柔性PLA变软的添加剂，因此不应将其添加到任何PLA回收流中。由于具有独特的热性能和机械性能，据我们所知，目前任何长丝回收服务都无法回收柔性PLA。如果您倾向于减少材料使用量，请专注于回收普通的PLA长丝废料或购买再生长丝。
打印设置
干燥细丝对于打印软PLA至关重要（来源：Oz Adi via Amazon）
柔性PLA与普通PLA具有许多相同的打印特性。然而，由于其特性不同，您可能需要调整温度、打印速度、层高和回缩设置才能成功打印软PLA。
温度
与标准PLA相比，柔性PLA通常需要较低的打印温度。温度范围通常为190°C至220°C，但务必查看制造商针对您使用的特定长丝的建议。
柔性PLA通常最适合粘附在加热的打印床上。床温约为40°C至60°C通常足以帮助床粘附并最大限度地减少翘曲。但是，如果您的打印机床不加热，则贴上一层蓝色胶带或胶棒可以帮助粘附。
速度
与刚性PLA相比，使用柔性PLA打印可能需要更慢的打印速度。挤出机拉动时，细丝可能会拉伸，从而导致不准确和打印缺陷，例如挤出不足和挤出机中的细丝聚束。降低打印速度是解决此问题的第一个措施。大约20毫米/秒的速度是一个很好的起点，但请务必检查细丝制造商的建议。调整速度的程度取决于打印的复杂性和挤出机类型。
由于挤出机电机和热端之间的距离增加，Bowden挤出机的打印速度比直接挤出机慢。使用直接挤出机时，挤出机电机的位置更靠近热端，从而可以更直接、更精确地控制长丝挤出。
回缩
与其他柔性长丝一样，软PLA打印起来可能具有挑战性（来源：joshvv via Thingiverse）
回缩设置控制打印头在打印的不同部分之间移动时从喷嘴拉回的细丝量。调整回缩距离和速度是必要的，以避免出现拉丝和斑点，这尤其会影响柔性细丝。直接挤出机可以更好地控制细丝的进料和回缩，因为它们将细丝直接送入热端。
距离值通常在1到5毫米范围内，速度值通常在20到40毫米/秒范围内，但这对于柔性长丝来说通常太高了。PLA越软，应使用的回缩量就越小。直接挤出机可以比Bowden挤出机允许更多的回缩量。您始终可以从PLA使用的典型回缩值的较低值开始，并使用回缩测试打印来为您的软PLA拨入正确的设置。对于Bowden挤出机，建议回缩量最小或不回缩。
冷却
柔性PLA对冷却的要求并不高，但低冷却可能有助于防止拉丝并确保成功解决悬垂和桥接问题。在前几层，请禁用风扇以确保足够的床面附着力。如果几何形状足够简单，您甚至可以不使用风扇来打印整个部件。
由于柔性PLA的熔点特别低，启用诸如最短层时间（尝试30秒开始）之类的设置有助于防止过多的热量积聚并影响部件质量。如果您使用封闭式设备，请尝试在门或翻盖打开的情况下进行打印，以防止拱顶变得太热。
后期处理
柔性PLA可能需要进行一些后处理，因为这种材料无法产生最光滑的表面光洁度，并且可能会出现一些拉丝现象。幸运的是，您可以像打磨普通PLA打印件一样清理柔性PLA。只要您的柔性PLA变体不太软，就可以在整个物体上使用220粒度的砂纸，并在粗糙的地方使用锉刀来打造光滑的表面。
柔性PLA与TPU
TPU为3D打印部件提供类似橡胶的特性（来源：Creative Tools via Flickr）
柔性PLA与TPU有很多共同之处。然而，这两种材料在材料成分、打印难易程度和后处理方面存在很大差异。
材料特性
虽然柔性PLA可以在一定程度上弯曲和屈曲，但在达到断裂点之前，其拉伸程度可能不如TPU。在反复应力和环境暴露等条件下，TPU通常比柔性PLA更耐用、更耐磨。TPU本质上类似于橡胶，而柔性PLA仍具有脆性PLA固有的属性，并且只能拉伸到一定程度。
TPU具有多种肖氏硬度，最常见的是75A至95A之间，非常适合根据您的应用定制属性。柔性PLA最常见于柔性长丝的较硬一侧，肖氏硬度约为90A。
打印适性
TPU和柔性PLA最适合直接挤出机，因为它们在打印过程中具有灵活性和拉伸倾向。与刚性长丝相比，两者都需要较慢的打印速度来防止挤出问题，并且回缩最小时效果最佳。个人经验可能更多地取决于柔性长丝的刚性或肖氏硬度，而不是材料类型。
柔性PLA和TPU通常能很好地粘附在打印床上，并且弯曲问题很少。与TPU相比，柔性PLA在冷却时收缩的趋势较小，但特别容易发生喷嘴堵塞。使用较大的喷嘴尺寸（例如0.6或0.8毫米）可以帮助柔性PLA更轻松地进行打印。
在打印柔性PLA之前，干燥细丝是绝对必要的，并且强烈建议在打印TPU之前干燥细丝。当层数较短且打印在封闭空间内进行时，柔性PLA比TPU更容易受到过多热量的影响。根据您的打印机设置能够处理柔性细丝的回缩量，拉丝可能是柔性PLA和TPU的问题。
应用
对于可能出现大量磨损的部件，请坚持使用TPU（来源：XY1337通过Reddit）
柔性PLA和TPU都可以是食品级的，具体取决于灯丝制造商和您自己的设置。这使其成为打印厨房配件以及经常与您的皮肤接触的部件（如表带）的不错选择。
柔性PLA非常适合打印玩具和其他需要一定柔软度或柔韧性的装饰品。由于它不是特别耐用，因此不建议用于功能更关键的部件。
TPU具有更高的耐磨性，更耐压力。它适合打印经常磨损的物品，如手机壳或自行车配件。
后期处理
总体而言，柔性PLA更易于通过标准方法进行后处理，而TPU的选择则较为有限。柔性PLA支撑物易于手动移除，并且该材料易于用标准砂纸打磨。
相比之下，TPU的柔性支撑更难去除，而且无法打磨。有些人会使用吹风机或温和的热量来小心地融化细丝。
涂装任何一种柔性长丝都很棘手，只需要配制可弯曲而不是破裂的柔性涂料。