基于熔融沉積成型（FDM）工藝的高性能工程塑料3D打印技術(shù)，為工業(yè)級(jí)制造的定制化與小批量生產(chǎn)需求提供了低成本、輕量化的解決方案。

    ABS、PC、PA、ASA、PEEK等高性能工程塑料在輕量化、隔熱性、電絕緣性及耐用性方面表現(xiàn)卓越，常可作為金屬合金的經(jīng)濟(jì)高效替代品（如PEEK），其打印成型的工件可直接用于實(shí)際生產(chǎn)場(chǎng)景。

    成功打印此類高性能塑料并非易事，對(duì)設(shè)備性能有嚴(yán)格要求。其中最關(guān)鍵的是打印機(jī)的加熱系統(tǒng)——工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)需配備高質(zhì)量高溫?cái)D出噴頭與先進(jìn)的恒溫加熱打印室（簡(jiǎn)稱恒溫腔室）。

    據(jù)調(diào)研，當(dāng)前主流加熱方式可分為三類：

    打印平臺(tái)加熱（部分設(shè)備附加保溫棉）：僅能維持平臺(tái)表面恒溫，無法保證成型空間整體溫度穩(wěn)定。打印小型零件時(shí)問題不顯著，但隨著模型高度增加，打印表面與平臺(tái)的溫差逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致模型內(nèi)應(yīng)力積聚，引發(fā)翹曲或開裂。

    電輔助風(fēng)扇吹熱風(fēng)：通過局部熱風(fēng)實(shí)現(xiàn)保溫效果，但溫度分布不均勻，難以精準(zhǔn)控制以滿足不同高性能材料所需的打印環(huán)境溫度。

    熱風(fēng)循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)：采用夾層式隔熱腔室，結(jié)合可控溫度調(diào)節(jié)與循環(huán)熱風(fēng)設(shè)計(jì)，確保腔室內(nèi)溫度均勻分布，形成穩(wěn)定恒溫環(huán)境。

    高性能材料成型對(duì)溫度環(huán)境要求極為嚴(yán)苛。若加熱與冷卻過程形成快速溫度循環(huán)，會(huì)導(dǎo)致工件內(nèi)部產(chǎn)生不均勻溫度梯度與殘余應(yīng)力，進(jìn)而引發(fā)翹曲變形、層間開裂等問題，影響打印精度與穩(wěn)定性。

    因此，恒溫加熱環(huán)境對(duì)高性能工程塑料部件的打印至關(guān)重要。iBridgeri341工業(yè)高溫3D打印機(jī)通過提供高溫打印環(huán)境（恒溫腔室），有效促進(jìn)打印件成型質(zhì)量，確保其具備高機(jī)械強(qiáng)度與低內(nèi)應(yīng)力特性。

    以下以工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的ABS塑料為例展開分析：

    ABS在打印過程中經(jīng)歷兩次相變：第一次是固態(tài)絲材受熱熔化為熔融態(tài)，第二次是熔融態(tài)經(jīng)噴嘴擠出后冷卻凝固為固態(tài)。

    凝固階段的體積收縮會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這是導(dǎo)致模型翹曲的主要原因。而成型空間溫度直接影響內(nèi)應(yīng)力大小：腔室溫度升高時(shí)，一方面分子鏈熱運(yùn)動(dòng)能量增強(qiáng)，另一方面體積膨脹使分子間距增大、活動(dòng)空間擴(kuò)展，加速應(yīng)力松弛過程，從而降低內(nèi)應(yīng)力與翹曲程度。

    但腔室溫度也非越高越好。溫度過高會(huì)導(dǎo)致零件表面起皺，小截面零件出現(xiàn)“坍塌”或“拉絲”現(xiàn)象（即前一層尚未完全固化便被后一層擠出絲覆蓋，因無法承受擠出力而凹陷變形，同時(shí)擠出絲被噴頭拖拽）。反之，若腔室溫度過低，擠出絲快速冷卻會(huì)增大內(nèi)應(yīng)力，引發(fā)翹曲、層間粘接不牢甚至開裂等問題。因此，只有將成型空間溫度控制在適宜范圍，才能實(shí)現(xiàn)較小的翹曲程度、較好的表面質(zhì)量及更高的成型精度。

    對(duì)于PC、PEEK及碳纖維等高性能復(fù)合材料而言，其打印過程受溫度梯度影響更為顯著，需更高空間溫度以確保成型質(zhì)量。因此，維持穩(wěn)定的恒溫環(huán)境是減少溫度梯度及殘余應(yīng)力對(duì)工件影響的關(guān)鍵手段。