Посібник з 3D-друку: Матеріали, типи, застосування та властивості
Посібник з FDM 3D-друку:
Матеріали, Типи, застосування та властивості
Існують десятки пластикових матеріалів, доступних для 3D-друку, кожен з яких має свої унікальні якості, що роблять їх найкраще підходящими для конкретного використання. Щоб спростити процес пошуку найкращого матеріалу для певної деталі чи виробу, давайте'Спочатку розглянемо основні типи пластмас та різні процеси 3D-друку.
Види пластикових матеріалів
Існує два основних типи пластмас:
Термопластики є найпоширенішим типом пластику. Їхня основна відмінність від термореактивних пластмас полягає в здатності проходити кілька циклів плавлення та затвердіння. Термопластики можна нагрівати та формувати в потрібну форму. Процес є оборотним, оскільки хімічний зв'язок не утворюється, тому термопласти можна переробляти, плавити та використовувати повторно. Поширеною аналогією для термопластів є масло, яке можна плавити, повторно затвердівати та знову плавити. Його властивості дещо змінюються під час кожного циклу плавлення.
Термореактивні пластмаси (також відомі як термореактивні пластмаси) залишаються в постійному твердому стані після затвердіння. Полімери в термореактивних пластмасах зшиваються під час процесу затвердіння, який відбувається під дією тепла, світла або відповідного випромінювання. Термореактивні пластмаси розкладаються при нагріванні, а не плавляться, і не відновлюються при охолодженні. Неможливо переробити термореактивні пластмаси або повернути матеріал до його основних компонентів. Термореактивні пластмаси подібні до тіста для торта, і після випікання в торт їх не можна розплавити назад у тісто.
Процеси 3D-друку пластиком
Три найвідоміші процеси 3D-друку пластиком такі:
3D-принтери, що використовують метод моделювання наплавленням (FDM), плавлять та екструдують термопластичний філамент, який шар за шаром наноситься на область складання за допомогою сопла принтера.
Стереолітографічні (SLA) 3D-принтери використовують лазери для затвердіння термореактивних рідких смол у затверділі пластики, цей процес називається фотополімеризацією.
3D-принтери селективного лазерного спікання (SLS) використовують потужні лазери для плавлення дрібних частинок термопластичного порошку.
FDM 3D-друк
Моделювання плавленим напиленням (FDM), також відоме як виготовлення плавленим філаментом (FFF), є найпоширенішою формою 3D-друку на споживчому рівні, що підживлюється появою 3D-принтерів для аматорів.
Цей метод добре підходить для базових моделей для перевірки концепції, а також для швидкого та недорогого прототипування простих деталей, таких як деталі, які зазвичай обробляються на верстаті.
Споживчий FDM-друк має найнижчу роздільну здатність і точність порівняно з іншими процесами 3D-друку пластиком і не є найкращим варіантом для друку складних конструкцій або деталей зі складними елементами. Вищої якості обробки можна досягти за допомогою хімічних та механічних процесів полірування. Промислові 3D-принтери FDM використовують розчинні носії для зменшення деяких із цих проблем і пропонують ширший асортимент інженерних термопластиків або навіть композитів, але вони також мають високу ціну.
Оскільки розплавлена нитка утворює кожен шар, іноді між шарами можуть залишатися порожнечі, коли вони...'не повністю прилягають. Це призводить до анізотропних деталей, що важливо враховувати під час проектування деталей, призначених для витримування навантаження або опору розтягуванню.
Матеріали для 3D-друку FDM доступні в різних колірних варіантах. Також існують різні експериментальні суміші пластикових ниток для створення деталей з поверхнями, імітуючими дерево або метал.
Популярні матеріали для 3D-друку FDM
Найпоширенішими матеріалами для 3D-друку FDM є ABS, PLA та їх різні суміші. Більш досконалі FDM-принтери також можуть друкувати з іншими спеціалізованими матеріалами, які пропонують такі властивості, як вища термостійкість, ударостійкість, хімічна стійкість та жорсткість.
МАТЕРІАЛ | ОСОБЛИВОСТІ | ЗАСТОСУНКИ |
АБС (акрилонітрилбутадієнстирол) | Міцний та довговічний | Функціональні прототипи |
PLA (полімолочна кислота) | Найпростіші для друку FDM-матеріали | Концептуальні моделі |
ПЕТГ (поліетилентерефталатгліколь) | Сумісний з нижчими температурами друку для швидшого виробництва | Водонепроникні застосування |
Нейлон | Міцний, довговічний та легкий | Функціональні прототипи |
ТПУ (термопластичний поліуретан) | Гнучкий та розтяжний | Гнучкі прототипи |
ПВА (полівініловий спирт) | Розчинний допоміжний матеріал | Допоміжний матеріал |
HIPS (ударостійкий полістирол) | Розчинний опорний матеріал, який найчастіше використовується з ABS | Допоміжний матеріал |
Композити (вуглецеве волокно, кевлар, скловолокно) | Жорсткий, міцний або надзвичайно міцний | Функціональні прототипи |
