Elgondolkodott már azon, hogy miért erősödik egyre inkább a 3D nyomtatási technológia, és miért váltja fel a régebbi, hagyományos gyártási technológiákat?
Ha megpróbáljuk felsorolni az okokat, amiért ez az átalakulás történik, a lista minden bizonnyal a testreszabással kezdődik. Az emberek a személyre szabást keresik. Kevésbé érdekli őket a szabványosítás.
És ennek az emberek viselkedésében bekövetkezett változásnak, valamint a 3D nyomtatási technológia azon képességének köszönhető, hogy kielégíti az emberek személyre szabás iránti igényét a testreszabás révén, ami képes felváltani a hagyományosan szabványosításon alapuló gyártási technológiákat.
A rugalmasság egy rejtett tényező az emberek személyre szabás iránti vágya mögött. Az a tény, hogy rugalmas 3D nyomtatási anyagok állnak rendelkezésre a piacon, amelyek lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy egyre rugalmasabb alkatrészeket és funkcionális prototípusokat fejlesszenek ki, egyes felhasználók számára tiszta boldogság forrása.
A 3D nyomtatott divat és a 3D nyomtatott protézisek olyan alkalmazások, ahol értékelni kell a 3D nyomtatás rugalmasságát.
A gumi 3D nyomtatása egy olyan terület, amely még mindig kutatás alatt áll és fejlesztés alatt áll. De egyelőre nincs gumi 3D nyomtatási technológiánk, amíg a gumi teljesen nyomtathatóvá nem válik, alternatívákkal kell beérnünk.
A kutatások szerint a gumi legközelebbi alternatívái a termoplasztikus elasztomereknek minősülnek. Négy különböző típusú rugalmas anyag létezik, amelyeket ebben a cikkben részletesen megvizsgálunk.
Ezeket a rugalmas 3D nyomtatási anyagokat TPU-nak, TPC-nek, TPA-nak és Soft PLA-nak nevezzük. Először is röviden ismertetjük a rugalmas 3D nyomtatási anyagokat általánosságban.
Melyik a legrugalmasabb Filament?
Ha a következő 3D nyomtatási projektedhez rugalmas filamenteket választasz, az új lehetőségek tárházát nyitja meg előtted a nyomtatás terén.
A flexibilis filamenttel nemcsak különféle tárgyakat nyomtathatsz, hanem ha van egy dupla vagy többfejes extrudered, ami nyomtatót is tartalmaz, akkor elég elképesztő dolgokat is kinyomtathatsz ezzel az anyaggal.
Alkatrészek és funkcionális prototípusok, például egyedi papucsok, stresszgömbfejek vagy egyszerűen rezgéscsillapítók nyomtathatók a nyomtatójával.
Ha eltökélt szándéka, hogy a Flexi Filamentet felhasználja tárgyai nyomtatásához, akkor biztosan sikerülni fog elképzeléseit a valósághoz legközelebb esővé tennie.
Annyi lehetőség áll ma rendelkezésre ezen a területen, hogy nehéz elképzelni, mennyi idő telt el már a 3D nyomtatás területén e nyomtatóanyag nélkül.
A felhasználók számára a rugalmas filamentekkel való nyomtatás akkoriban nagyon nehézkes volt. A nehézséget számos tényező okozta, amelyek egyetlen közös tény köré szerveződtek: ezek az anyagok nagyon puhák.
A rugalmas 3D nyomtatási anyag puhasága miatt kockázatos volt bármilyen nyomtatóval kinyomtatni őket, ehelyett valami igazán megbízhatóra volt szükség.
A legtöbb nyomtató akkoriban szembesült a tolóhúr-effektus problémájával, így amikor valami merevséget nem tartalmazó tárgyat toltak át a fúvókán, az meghajlott, elcsavarodott és nekiment a fúvókának.
Mindenki, aki ismeri a cérna tűből történő öntését bármilyen anyag varrásához, tud kapcsolódni ehhez a jelenséghez.
A tolóerő problémáján kívül a puhább filamentek, például a TPE gyártása is rendkívül nagy feladat volt, különösen jó tűréshatárok mellett.
Ha a gyártás megkezdésekor figyelembe veszi a gyenge tűréshatárokat, fennáll annak a lehetősége, hogy a gyártott Filamentet rossz részletességű megmunkálásnak, összenyomódásnak és extrudálásnak kell alávetni.
De a dolgok megváltoztak, jelenleg számos puha filament létezik, némelyikük rugalmas tulajdonságokkal és változó puhasági szinttel rendelkezik. A puha PLA, TPU és TPE néhány példa erre.
Shore keménység
Ez egy gyakori kritérium, amelyet a filamentgyártók a 3D nyomtatási anyaguk neve mellett említenek.
A Shore keménységet úgy definiálják, mint az anyag benyomódással szembeni ellenállásának mértékét.
Ezt a skálát a múltban találták fel, amikor az embereknek nem volt viszonyítási alapjuk az anyagok keménységével kapcsolatban.
Tehát mielőtt a Shore-keménységet feltalálták, az embereknek a saját tapasztalataikat kellett felhasználniuk másoknak, hogy elmagyarázzák a kísérletezett anyagok keménységét, ahelyett, hogy egy számot említettek volna.
Ez a méretarány fontos tényezővé válik, amikor mérlegeljük, hogy melyik öntőforma anyagot válasszuk egy funkcionális prototípus egy részének gyártásához.
Tehát például, ha két gumi közül szeretne választani egy gipszből készült állóbalerina öntőformájának elkészítéséhez, a Shore-keménység azt jelenti, hogy egy 70 A-es rövid keménységű gumi kevésbé hasznos, mint a 30 A-es Shore-keménységű gumi.
Általában a filamentek használata során tudni fogja, hogy a rugalmas anyagok ajánlott Shore keménysége 100 A és 75 A között van.
Természetesen a 100 A Shore keménységű rugalmas 3D nyomtatási anyag keményebb, mint a 75 A-es.
Mire kell figyelni flexibilis filament vásárlásakor?
Számos tényezőt kell figyelembe venni bármilyen Filament vásárlásakor, nem csak a rugalmasakat.
Egy olyan középpontból kell kiindulni, ami a legfontosabb számodra, például az anyagminőségből, ami egy funkcionális prototípus szép megjelenését eredményezi.
Ezután gondolni kell az ellátási lánc megbízhatóságára, azaz az egyszer 3D nyomtatáshoz felhasznált anyagnak folyamatosan elérhetőnek kell lennie, különben korlátozott ideig felhasználható 3D nyomtatási anyagot kell használnia.
Miután ezeket a tényezőket átgondolta, érdemes a nagy rugalmasságot és a széles színválasztékot választania. Nem minden rugalmas 3D nyomtatási anyag érhető el a kívánt színben.
Miután mindezeket a tényezőket figyelembe vette, összehasonlíthatja a vállalat ügyfélszolgálatát és árait a piacon lévő más vállalatokkal.
Most felsorolunk néhány anyagot, amelyekből rugalmas alkatrészek vagy funkcionális prototípusok nyomtatásához választhat.
Rugalmas 3D nyomtatási anyagok listája
Az alább említett anyagok mindegyike rendelkezik néhány alapvető tulajdonsággal, például rugalmasak és puhák. Az anyagok kiváló fáradási ellenállással és jó elektromos tulajdonságokkal rendelkeznek.
Rendkívüli rezgéscsillapítással és ütésállósággal rendelkeznek. Ezek az anyagok ellenállnak a vegyszereknek és az időjárásnak, jó szakadás- és kopásállósággal rendelkeznek.
Mindegyik újrahasznosítható és jó ütéscsillapító képességgel rendelkezik.
Nyomtatási előfeltételek rugalmas 3D nyomtatási anyagokkal történő nyomtatáshoz
Van néhány szabvány, amit érdemes betartani a nyomtató beállításakor, mielőtt ezekkel az anyagokkal nyomtatna.
A nyomtató extruder hőmérséklet-tartományának 210 és 260 Celsius fok között kell lennie, míg az ágy hőmérséklet-tartományának szobahőmérséklettől 110 Celsius fokig kell lennie, az anyag üvegesedési hőmérsékletétől függően, amelyre nyomtatni kíván.
A rugalmas anyagokkal történő nyomtatás során az ajánlott nyomtatási sebesség akár öt milliméter/másodperctől harminc milliméter/másodpercig is terjedhet.
A 3D nyomtató extruder rendszerének közvetlen meghajtásúnak kell lennie, és ajánlott hűtőventilátort használni a gyártott alkatrészek és funkcionális prototípusok gyorsabb utófeldolgozása érdekében.
Kihívások ezekkel az anyagokkal nyomtatás közben
Természetesen van néhány szempont, amire oda kell figyelni, mielőtt ezekkel az anyagokkal nyomtatna, tekintettel a felhasználók által korábban tapasztalt nehézségekre.
-A termoplasztikus elasztomerekről köztudott, hogy a nyomtató extruderei rosszul kezelik őket.
- Nedvszívóak, ezért a nyomat mérete megnőhet, ha a Filamentet nem megfelelően tárolják.
-A termoplasztikus elasztomerek érzékenyek a gyors mozgásokra, így az extruderen való átnyomásakor meghajolhatnak.
TPU
A TPU a termoplasztikus poliuretán rövidítése. Nagyon népszerű a piacon, így rugalmas Filamentek vásárlásakor nagy az esélye annak, hogy ezzel az anyaggal találkozunk más filamentekhez képest.
A piacon arról híres, hogy nagyobb merevséget és könnyebb kihúzhatóságot mutat, mint más Filamentek.
Ez az anyag megfelelő szilárdsággal és nagy tartóssággal rendelkezik. Magas, 600-700 százalékos rugalmassági tartománnyal rendelkezik.
Az anyag Shore keménysége 60 A és 55 D között mozog. Kiváló nyomtathatóságú, félig átlátszó.
A természetes zsírokkal és olajokkal szembeni kémiai ellenállása alkalmasabbá teszi 3D nyomtatókkal való használatra. Ez az anyag nagy kopásállósággal rendelkezik.
TPU-val történő nyomtatás közben ajánlott a nyomtató hőmérsékletét 210 és 230 Celsius fok között, az ágy hőmérsékletét pedig fűtetlen és 60 Celsius fok között tartani.
A nyomtatási sebességnek, amint azt fentebb említettük, öt és harminc milliméter/másodperc között kell lennie, míg az ágytapadás érdekében Kapton vagy festőszalag használata ajánlott.
Az extrudernek közvetlen meghajtásúnak kell lennie, és a hűtőventilátor használata legalábbis a nyomtató első rétegeihez nem ajánlott.
TPC
A kopoliészter rövidítés hőre lágyuló polimereket jelent. Kémiailag olyan poliéter-észterek, amelyek hosszú vagy rövid szénláncú glikolok váltakozó, véletlenszerű hosszúságú szekvenciájából állnak.
Ennek a résznek a kemény szegmensei rövid szénláncú észteregységek, míg a lágy szegmensek általában alifás poliéterek és poliészter-glikolok.
Mivel ezt a rugalmas 3D nyomtatási anyagot mérnöki minőségű anyagnak tekintik, nem olyan gyakran látni, mint a TPU-t.
A TPC alacsony sűrűségű, rugalmassági tartománya 300 és 350 százalék között van. Shore-keménysége 40 és 72 D között mozog.
A TPC jó vegyszerállóságot és nagy szilárdságot mutat, jó hőstabilitással és hőmérséklet-állósággal.
TPC-vel történő nyomtatás esetén javasoljuk, hogy a hőmérsékletet 220 és 260 Celsius fok között, az ágy hőmérsékletét 90 és 110 Celsius fok között, a nyomtatási sebességet pedig a TPU-val megegyező tartományban tartsa.
TPA
A TPE és a nejlon kémiai kopolimerje, a termoplasztikus poliamid a nejlon sima és fényes textúrájának, valamint a TPE egyik előnyének számító rugalmasságnak a kombinációja.
Nagy rugalmassággal és rugalmassággal rendelkezik 370 és 497 százalék között, Shore-keménysége pedig 75 és 63 A között van.
Kivételesen tartós és nyomtathatósága a TPC-vel megegyező. Jó hőállósággal és rétegtapadással rendelkezik.
A nyomtató extruder hőmérsékletének nyomtatás közben 220 és 230 Celsius fok között kell lennie, míg az ágy hőmérsékletének 30 és 60 Celsius fok között.
A nyomtató nyomtatási sebessége megegyezhet a TPU és TPC nyomtatása során ajánlott sebességgel.
A nyomtató ágytapadásnak PVA alapúnak kell lennie, az extruder rendszer pedig lehet direkt meghajtású vagy Bowden meghajtású.
Közzététel ideje: 2023. július 10.