Руководство по 3D-печати: материалы, типы, применение и свойства
Руководство по 3D-печати ФДМ:
Материалы, Типы, приложения и свойства
Для 3D-печати доступны десятки пластиковых материалов, каждый из которых обладает своими уникальными качествами, которые делают их наиболее подходящими для конкретных целей. Чтобы упростить процесс поиска лучшего материала для конкретной детали или изделия, позвольте'Сначала давайте рассмотрим основные типы пластиков и различные процессы 3D-печати.
Виды пластиковых материалов
Существует два основных типа пластика:
Термопласты являются наиболее часто используемым типом пластика. Их главным отличием от реактопластов является способность подвергаться множественным циклам плавления и затвердевания. Термопласты можно нагревать и придавать им желаемую форму. Этот процесс обратим, поскольку не возникает химических связей, поэтому термопласты можно перерабатывать, плавить и использовать повторно. Распространенной аналогией термопластов является сливочное масло, которое можно растопить, повторно затвердеть и снова расплавить. Его свойства незначительно изменяются в течение каждого цикла плавления.
Реактивные пластмассы (также известные как термореактивные пластмассы) после отверждения остаются в постоянном твердом состоянии. Полимеры в термореактивных материалах сшиваются в процессе отверждения, вызванном теплом, светом или соответствующим излучением. Реактопласты разлагаются при нагревании, а не плавятся, и не преобразуются при охлаждении. Реактопласты невозможно переработать или вернуть материалу его основные компоненты. Реактопласты подобны тесту для торта: после того, как они запечутся в торте, их невозможно расплавить обратно в тесто.
Процессы 3D-печати пластиком
Три наиболее распространенных процесса 3D-печати пластиком:
3D-принтеры с методом плавного осаждения (ФДМ) плавят и экструдируют термопластическую нить, которая слой за слоем наносится на область сборки с помощью сопла принтера.
Стереолитографические (Соглашение об уровне обслуживания) 3D-принтеры используют лазеры для отверждения термореактивных жидких смол в затвердевшие пластмассы — процесс, называемый фотополимеризацией.
В 3D-принтерах селективного лазерного спекания (СЛС) используются мощные лазеры для плавления мелких частиц термопластического порошка.
ФДМ 3D-печать
Моделирование методом наплавления (ФДМ), также известное как изготовление плавленых нитей (ФФФ), является наиболее широко используемой формой 3D-печати на потребительском уровне, чему способствует появление 3D-принтеров-любителей.
Этот метод хорошо подходит для базовых экспериментальных моделей, а также для быстрого и недорогого прототипирования простых деталей, например деталей, которые обычно подвергаются механической обработке.
Потребительский уровень ФДМ имеет самое низкое разрешение и точность по сравнению с другими процессами 3D-печати пластиком и не является лучшим вариантом для печати сложных конструкций или деталей со сложными характеристиками. Более качественную отделку можно получить с помощью процессов химической и механической полировки. Промышленные 3D-принтеры ФДМ используют растворимые подложки для смягчения некоторых из этих проблем и предлагают более широкий спектр инженерных термопластов или даже композитов, но они также имеют высокую цену.
Поскольку расплавленная нить образует каждый слой, иногда между слоями могут оставаться пустоты, когда они надеваются.'Полностью придерживаюсь. В результате получаются анизотропные детали, что важно учитывать при проектировании деталей, способных выдерживать нагрузку или сопротивляться растяжению.
Материалы для 3D-печати ФДМ доступны в различных цветовых вариантах. Также существуют различные экспериментальные смеси пластиковых нитей для создания деталей с поверхностью, напоминающей дерево или металл.
Популярные материалы для 3D-печати ФДМ
Наиболее распространенными материалами для 3D-печати ФДМ являются АБС, НОАК и их различные смеси. Более продвинутые принтеры ФДМ также могут печатать другими специализированными материалами, которые обладают такими свойствами, как более высокая термостойкость, ударопрочность, химическая стойкость и жесткость.
МАТЕРИАЛ | ФУНКЦИИ | ПРИЛОЖЕНИЯ |
АБС (акрилонитрилбутадиенстирол) | Прочный и долговечный | Функциональные прототипы |
НОАК (полимолочная кислота) | Самые простые материалы ФДМ для печати | Концептуальные модели |
ПЭТГ (полиэтилентерефталатгликоль) | Совместимость с более низкими температурами печати для более быстрого производства. | Водонепроницаемые приложения |
Нейлон | Прочный, долговечный и легкий | Функциональные прототипы |
ТПУ (термопластичный полиуретан) | Гибкий и растягивающийся | Гибкие прототипы |
ПВА (поливиниловый спирт) | Растворимый вспомогательный материал | Материальная поддержка |
БЕДРА (ударопрочный полистирол) | Растворимый вспомогательный материал, наиболее часто используемый с АБС-пластиком. | Материальная поддержка |
Композиты (углеродное волокно, кевлар, стекловолокно) | Жесткий, сильный или чрезвычайно прочный | Функциональные прототипы |
