3D 打印中的聚碳酸酯塑料

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  3D 打印中的聚碳酸酯塑料究竟是什么
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  PC 为何难打印：收缩与层间结合
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  工艺窗口：喷嘴、热床、腔体、速度
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  哪些零件适合 PC 打印，哪些不适合
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  何时 CNC 机加工 PC 零件更优
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  打印 PC 与机加工 PC：按需求选择

聚碳酸酯是由双酚 A 和光气制成的非晶态热塑性塑料。主链上的碳酸酯键刚硬，庞大的芳环阻止分子链堆叠成晶体。因此 PC 保持透明，只有一个软化区间而非尖锐熔点，并且在相同温度下比 ABS 或 PETG 更能保持形状。

玻璃化转变温度约为 147 °C。低于此温度材料坚硬刚强，高于此温度分子链滑移，零件下垂。就打印而言，这个数值比任何数据表上的拉伸值都重要，因为腔体、热床和喷嘴都在其附近工作。

力学上，PC 具有高缺口冲击强度、良好的抗蠕变性和可用的刚度。它还会吸湿，且除非经过涂层或共混，否则仅部分抗 UV。这三点几乎决定了打印它时的每一个决策。

打印级材料通常经过共混或改性。阻燃和玻纤增强 PC 的打印表现与本色 PC 不同，因此照搬论坛帖子里的设置前，先读料盘数据。

PC 从熔体冷却时收缩约 0.6 至 0.8 个百分点。听起来很小，但打印 200 mm 的支架时，累计约 1.5 mm 的位移。零件已粘在热床上，收缩无处释放，边角便翘起。

层间结合取决于分子链在界面上的扩散。PC 分子链刚硬，需要热量和时间才能相互扩散。打印温度过低或速度过快，零件外观正常，但受载时会沿 Z 轴开裂。

水分会让情况更糟。潮湿的颗粒在喷嘴处水解，降低分子量，留下脆性、发泡的挤出线。干燥的料盘和密封腔体比任何切片设置都能解决更多 PC 问题。

非晶态聚合物没有尖锐的凝固点，因此热腔体让顶层保持柔软，而底层仍在冷却。你要管理的正是这个平衡：足够热以结合，足够冷以保持壁面平直。

可用的起始窗口是喷嘴 260 至 300 °C、热床 110 至 130 °C、封闭腔体保持 60 至 80 °C。低于 250 °C 层间会分层。高于 310 °C 聚合物开始降解，能闻到气味。

打印前在 80 °C 下干燥耗材 4 小时，打印期间放在干燥箱中。在潮湿房间里，PC 吸收的水分足以毁掉一整夜的长任务。

保持低体积流量。0.2 至 0.3 mm 层高配 0.4 或 0.6 mm 喷嘴，给挤出线融合的时间。零件冷却风扇应关闭或低于 20%，因为快速冷却正是拉起边角的原因。

打印速度通常落在 30 至 50 mm/s 之间。再快，即使显示屏上喷嘴温度正确，挤出物也没有时间与下层结合。

对功能件而言，0.6 mm 喷嘴配 0.3 mm 层高往往是更好的取舍：走刀更少、壁面更强、打印更短，与翘曲较劲的时间也更少。

PC 适合能分散载荷、避免长距离无支撑跨度的几何形状。支架、夹具、风道、盖板和带大圆角的壳体打印良好。薄平板和细长臂是最难的形状，因为每增加一毫米长度都会累加收缩量。

如果零件必须透明，要计划后处理。打印 PC 最多是半透明，因为层纹会散射光线。蒸汽抛光或打磨有帮助，但机加工或注塑的 PC 视窗在光学上始终优于打印件。

对于使用中高于 120 °C 或承受反复冲击的零件，打印很少是正确选择。PC 自身的玻璃化转变温度约为 147 °C，打印件在加入安全系数之前就已接近极限。

大块实心件也不适合。内应力在厚截面中累积，零件可能在离开热床数天后开裂，那时你早已发货。

机加工一次消除 PC 打印的两大问题：热收缩和层间各向异性。机加工 PC 块材是各向同性的，强度不随成型方向变化。你也完全省去了干燥和腔体流程。

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对于单件原型，打印路线通常更快更便宜。一旦零件承载、需要密封或必须在配合面上保持公差，机加工 PC 是更稳妥的选择。

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