BluePHA新型3D打印耗材测试报告

    去年开始，伴随FDM桌面级3D打印机在国内已开始普及起来，涌现出一大批3D打印所使用的耗材，最常见的是PLA、ABS，其他的有尼龙、竹纤维、水溶性及各类PLA改制的夜光、金属类等耗材，极大的丰富了我们创作的范围，但是当我们要打印个可以直接使用的一次性杯子、饭盒或者突发奇想打印一个可以浇铸巧克力的模具的时候，以上那些耗材或多或少都不合适，PLA在80℃的水里直接变软、其他工程塑料又不能与食品接触。

    对于这些问题，清华BluePHA团队（注：多种新型生物塑料提供商）推出一种新型3D打印生物材料PHA，兼容PLA的无毒、可降解等大部分性能，同时熔点可以保持在120℃以上。（度娘说：聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一种全生物合成的材料，具有全生物降解性、生物亲和性，特别适合在食品包装、医用组织工程、可穿戴设备等人体直接接触领域应用。）那么今天我们就可测试一下这么给力的材料打印效果到底怎么样呢！

BluePHA耗材的直径测试：

    测量时，随机选出第一个测量点，然后相距1m距离处即为第二、三测量点，在每个测量点分别测出夹角180℃的两组数据。

根据测量数据得知：

（1）在测试耗材标准直径为1.75mm，实际直径如图所示最大偏差为1.72mm，误差率为1.7%，相比国内目前常见3%的偏差要低，打印设置耗材直径参数应该注意。

（2）测试耗材圆度最大偏差率为1.1%,完全满足3D打印需要。

模型打印测试

一 我们选用一款使用较多且性能稳定的3D打印机作为本次测试机型，选用原厂所配PLA耗材作为对比。

该3D打印机基本参数

二 模型测试

（1）打印温度测试，

填装耗材后，设定温度240℃进行送丝，发现出丝有小气包出现，温度明显过高，以五℃为单量逐渐降温直出丝流畅润滑无气泡，此时温度220℃。继续降温至185℃，出丝阻力明显增大，耗材进丝缓慢。

喷头温度和打印速度分别以215℃  60mm/s 、  205℃  40mm/s   、 195℃   20mm/s参数打印单壁模型上中下三部分，效果如图：

该耗材适合打印温度195℃-215℃，随打印速度增大而提高。

（2）在相同打印速度40mm/s分别打印原厂PLA和测试耗材PHA，打印桥接、悬垂、正负空间性能和支撑模型，比较其打印效果。

相同模型切片参数

层厚0.2mm  壁厚0.4mm  填充15%   打印速度40mm/s  

填充速度80mm/s   工作台温度50℃

两种材料最佳参数

PLA  210 ℃     回抽速度50mm/s    回抽距离6mm

PHA  205 ℃     回抽速度50mm/s    回抽距离3mm

桥接模型测试

检查五个桥接是否有边缘线材垂下或悬挂的塑料丝

两种材料均可以完整打印桥接模型，相比只在第五层出现下坠现象的PLA，PHA在第四层就已经出现，在第五层比较明显。

悬垂表现测试
    测量30℃、45℃、60℃、70℃的悬垂结构，看看有没有下垂的线材边缘、挤出时的晃动、溢出的塑料丝。

两种材料均可以完整打印模型，且打印效果良好，均从60℃ 斜角开始出现褶皱。

正空间测试

藉由层积的尖塔来进行质量评估。

对比两种材料打印效果，PHA未打印出塔尖部分且拉丝情况明显，而PLA成型效果好，基本没有出现拉丝情况。

负空间测试

不使用任何的工具把固定的管脚拿出。

两种材料成型完整，都可以取出四个管脚，说明在打印过程中两种材料收缩率相似，都非常小，PHA同样非常适合3D打印。

支撑测试

两种材料均可以完整打印模型，且打印效果良好，支撑均非常容易去除，残余量非常少。但是PLA打印效果非常细腻润滑，手感非常不错，PHA打印效果比较粗糙，不够致密。

总的来说：

1.作为一种新型3D打印耗材PHA，其相比PLA最大优势在于耐热温度高达120℃以上，完全可以容纳热水和一般的熟食，打印日常用具可以直接使用。

2.本次测试耗材PHA，完全可以满足一般的打印需求，对于复杂模型成型效果与PLA近似，支撑去除容易，但是打印模型表面粗糙,而PLA表面更加致密细腻。PHA粘度较大，相应在细小结构成型效果差，更容易出现拉丝现象。

3. 作为一种全生物合成的材料，PHA独特的全生物降解性、生物亲和性，使得PHA打印可直接用于食品模具、医疗器材、可穿戴设备等领域，应用前景广泛。

小编也从BluePHA了解到，PHA材料包括短链和中长链PHA，均聚PHA和不同单体比例的共聚PHA等，与PLA相比各项性能指标更加多变可控；目前，BluePHA正在研发新一代加工成型性能、机械性能等更好的PHA打印丝，致力于开发PHA材料在3D打印，特别是食品、医用、可穿戴3D打印中的应用。

小编会尽快拿到BluePHA的新一代PHA打印材料进行测评，第一时间发布给熊友们；熊友们也可以直接联系BluePHA团队申请耗材试用：bd@bluepha.com