Materiali za 3D-tiskalnik: pregled, značilnosti in uporaba

Trg 3D tiskanja se aktivno razvija. Danes lahko dobite skoraj vsak kompleksen model. Hkrati se razširi seznam materialov, iz katerih je mogoče izdelati izdelek. Razlikujejo se po gostoti, stroških, moči in drugih značilnostih. O materialih za 3D-tiskalnik in o tem bomo razpravljali v tem članku.

Kako poteka proces 3D tiskanja?

Na splošno obstaja veliko načinov za izvajanje 3D modela. Vendar pa se skoraj vse od njih skrčijo na eno stvar - polaganje materiala za 3D tiskalnik po plasti in njegovo kasnejše strjevanje. Glavni načini so naslednji:

• Ekstrudiranje Najpogosteje uporabljena metoda. Razdelilna glava nalije material na posebno hladilno ploščo, ki strdi, povezuje in oblikuje model. S tem pristopom je mogoče ustvariti dele različnih barv.
• Fotopolimerizacija. Temelji na tehniki osvetlitve posebnega fotopolimera z laserskim vzorcem, ki se sčasoma spremeni v pravi model.
• Oblikovanje plasti na izravnani plasti prahu. Ta metoda tali posebno praškasto sestavo, jo lepljenje ali sintranje.
• Žični vir. S pomočjo elektronske izpostavljenosti se dobavljeni žični material za 3D tiskalnik stopi in dobi želeno obliko.
• Laminacija. Osnova je veliko število plasti materiala, ki se prekrivajo drug na drugega. Nato v tej strukturi laser izreže potrebne konture in utore.

Aplikacija 3D tiskanja

Tehnologija se še razvija in postaja vedno bolj popolna. Danes lahko ZD-tiskamo v naslednjih nalogah:

• Ustvarite vzorce ali postavitve izdelkov. Na primer, za oceno kompleksnega dela pred industrijsko proizvodnjo lahko inženirji natisnejo prototip na 3D tiskalnik in ga preučijo.
• Mala proizvodnja različnih delov.
• Tiskanje fragmentov človeškega okostja se uporablja za protetiko in vsaditev.
• Ustvarjanje sestavnih delov orožja.
• Gradnja.
• Proizvodnja hrane.

Osnovni materiali za 3D tiskalnik

Obstaja veliko skladb za ustvarjanje modelov, odvisno od smeri uporabe dela. Vredno je razmisliti podrobneje o vsaki vrsti posebej.

ABS plastike

Verjetno najbolj priljubljen potrošni material za 3D tiskalnik. Pojavi se tudi pod imenom "akrilonitril butadien stiren" ali ABS.

Ima dobre mehanske lastnosti. Pogosto se uporablja za ustvarjanje kompleksnih nosilnih konstrukcij.

Njena nizka cena in razpoložljivost sta vplivali na njeno široko uporabo v življenjskih pogojih in na industrijski ravni.

Kljub temu, da je ABC plastika kot končni izdelek popolnoma okolju prijazen, se lahko pri segrevanju v proizvodnem procesu pojavijo emisije akrilonitrila. Vendar pa je zaradi nizke hitrosti tiskalnika količina škodljivih snovi precej majhna in za varno proizvodnjo bo dovolj, da se zagotovi dobro prezračevanje prostora.

ABS plastike se ne sme uporabljati za izdelavo jedi, saj reagira z etanolom.

Iz tehničnih lastnosti ABS plastike je poudariti visoko temperaturo steklastega prehoda, ki je enaka 105 stopinj. Meje moči za upogibanje in lomljenje 41 in 21 MPa. Dejstvo je, seveda, mnogi proizvajalci mešanico plastike z različnimi sestavki. In to pomeni, da bodo v praksi nekatere lastnosti drugačne.

Prednosti in slabosti ABS plastike

Z uporabo tega potrošnega materiala za 3D tiskalnik lahko ustvarite barvne modele, ker ima plastika bogato paleto. ABS plastika se popolnoma ne boji vlage, različnih kislin in olj. Njegova toplotna odpornost doseže 115 stopinj, odvisno od proizvajalca.

Odpornost na udarce in elastičnost ABS plastike za 3D-tiskalnik omogoča ustvarjanje zanesljivih delov in modelov. Prav tako se popolnoma raztopi v acetonu, kar omogoča uporabo naknadne obdelave končnega dela v parih, da se izdelku zagotovi gladkost in končni videz.

Od resnih pomanjkljivosti ABS plastike za 3D tiskalnik je njegova nezmožnost vzdržati dolgotrajno izpostavljenost navadni sončni svetlobi. Njena medsebojna povezanost z različnimi sestavinami v živilih in proizvodih omejuje njeno uporabo, saj je sprostitev strupenih snovi možna.

PLA plastika

Ta vrsta materiala za tiskanje na 3D tiskalnik je sestavljena iz polilaktida. Je biološko razgradljiva snov in vsebuje mlečno kislino. Ta material je narejen iz koruze ali sladkornega trsa.

Naravna plastika PLA ne omejuje njene uporabe na nobenem področju.

PLA se topi pri temperaturah nad 170 stopinj. Za mehčanje pa je dovolj 50. Vrednosti natezne trdnosti in krivljenja so 57,8 oziroma 55,3 MPa. Velikost, pri kateri je mogoče ustvariti del, je 0,3 mm, kar omogoča modelu visoko natančnost izvedbe.

PLA-plastika praktično nima resnih negativnih strani. Je to povečana krhkost in krhkost. Pozitiven je ta:

• netoksičnost se lahko uporablja v živilski industriji in industriji;
• ima široko paleto barv, ki vam omogočajo uresničitev najbolj ambicioznih ustvarjalnih idej;
• pri ustvarjanju modela ni treba uporabljati ogrevane platforme;
• gladka površina končnega izdelka;
• visoke podrobnosti in kakovost tiskanih izdelkov.

PET plastika

Ta predstavnik izstopa iz celotnega pregleda materialov za 3D tiskalnik. Prvič, navadne plastenke so narejene iz polietilen tereftalata ali PET. Drugič, njena razširjena razpoložljivost je naredila material najbolj priljubljen. Obstajajo tudi posebni predelovalni obrati za domačo uporabo in proizvodnjo PET niti.

Trdnost in fleksibilnost lastnosti PET plastike je podobna ABS. Hkrati se plasti popolnoma nastavijo in modelu zagotavljajo visoko stopnjo trdnosti.

Povprečna temperatura tiskanja te vrste materiala je okoli 212-224 stopinj.

Najlon

Odličen material za tiskanje na 3D-tiskalnike za uporabo v kompleksnih mehanizmih. Ima dober koeficient drsenja in vzdržljivosti. Vendar pa njegove lastnosti kažejo na višjo tehnološko raven opreme za izdelavo modelov.

Tališče različnih proizvajalcev se lahko razlikuje od 178 do 218 stopinj. Pri iztiskanju se ta vrednost giblje od 235 do 260 stopinj.

Uporaba najlona je podobna ABS plastiki - potrebuje ogrevano ploščo. Hkrati pa postopek prekrivanja plasti poteka bolj gladko, kar omogoča izdelavo podrobnih modelov.

Prednosti in slabosti najlona

Ta material ima visoko odpornost na obrabo in elastičnost. Ima sposobnost, da se upre veliko število različnih topil. Preprosto podvrženi mehanski naknadni obdelavi, ko model pripelje do končnega rezultata.

Med pomanjkljivostmi najlona je poudariti visoko higroskopičnost, to je sposobnost absorbiranja vlage. Zato je priporočljivo, da se material pred sušenjem nekoliko posuši. To bo pomagalo preprečiti težave pri proizvodnji. Med pirolizo se lahko sproščajo strupeni hlapi.

Beton

Čeprav se sliši čudno, takšni tiskalniki že obstajajo. Res je, da se uporablja posebna sestava mešanice cementa.

S pomočjo 3D gradbenega tiskalnika lahko ustvarite popolne hiše in strukture. Hkrati pa lahko »ustvarjanje« stene z višino 6 metrov traja le nekaj ur.

Na žalost je tehnologija v Rusiji še vedno v stanju zarodka, vendar se aktivno razvija na zahodu.

Kovina

Kot gradbeni material za izdelavo kovinskih delov se uporablja poseben prah.

V tovrstni proizvodnji se uporabljajo posebni dragi industrijski 3D-tiskalniki. Običajno jih lahko razdelimo v tri kategorije:

1. Prva skupina vključuje modele, ki so strukturno podobni običajnim plastičnim tiskalnikom. Za njih je značilna uporaba mehkih kovin - svinca, kositra itd.
2. Slednji uporabljajo kovinski prah s posebnim lepilom. Po izdelavi je treba model zažgati, da pridobi polno moč.
3. To so industrijski 3D tiskalniki, v katerih prah izgoreva z lasersko izpostavljenostjo.

Dejansko je samo slednje „resnično“ sredstvo za tiskanje kovinskih izdelkov.

Osnovne zlitine

Med materiali je velik nabor zlitin in posameznih elementov. Malo jih je vredno razumeti:

• titan je zelo trpežen material, ki se zaradi svoje biokompatibilnosti aktivno uporablja v medicini, ima majhno težo in dobro odpornost proti rji;
• nerjaveče jeklo - različne jeklene zlitine so znane po svoji trajnosti in dostopnosti;
• Aluminij in derivati ​​- lahka zlitina z nizko gostoto, ki je popolnoma primerna za različne vrste obdelave.

Prednosti in slabosti kovinskega prahu

Kot je značilno za kovine, bo njihov prah po transformaciji v obliko visoke trdnosti. Obenem je podrobnost objekta na voljo na dostojni ravni, do 0,025 mm. Odpornost na visoke temperature omogoča uporabo modelov v različnih industrijah. Po izpadu izdelka ali po potrebi ga lahko stopimo.

Kar se tiče slabosti, je samo ena, a precej velika. Tehnologija 3D tiskanja kovin je zelo kompleksna. Zato je oprema običajno draga.

Poleg tega, da organizirajo tako proizvodnjo v domačem okolju bo težko.

Zaključek

V članku smo razpravljali o tem, kateri materiali uporabljajo 3D-tiskalnike, njihove značilnosti in lastnosti ter področje uporabe. Ker je tehnologija relativno nova, ima veliko razlik in odtenkov. Razvrščene so in rešene skoraj s "metodo podvodne kopije", vse do nastavitev 3D tiskalnika. Toda zanimanje mnogih področij za hitro in kakovostno tiskanje končnih izdelkov je tam, kar pomeni, da se bo tehnologija razvijala in izpopolnjevala.