Materijali za 3D pisač: pregled, karakteristike i primjena

Tržište 3D tiska aktivno se razvija. Danas možete dobiti volumen modela gotovo bilo koje složenosti. Istovremeno se proširuje popis materijala iz kojih se proizvod može urezivati. Razlikuju se po gustoći, cijeni, snazi ​​i drugim svojstvima. O materijalima za 3D pisač će se raspravljati u ovom članku.

Kako se odvija proces 3D tiska?

Općenito, postoji mnogo načina za implementaciju 3D modela. Međutim, gotovo svi se svodi na jednu stvar - polaganje materijala za 3D sloj po sloju i njegovo naknadno skrućivanje. Glavni načini su sljedeći:

• Ekstruzija. Najčešće korištena metoda. Glava za točenje sipa materijal na posebnu rashladnu platformu koja stvrdnjava, vezuje i oblikuje model. Koristeći ovaj pristup moguće je izraditi dijelove različitih boja.
• Fotopolimerizacija. Temelji se na tehnici osvjetljavanja posebnog fotopolimera s laserskim uzorkom, koji se na kraju pretvara u pravi model.
• Formiranje sloja na izravnanom sloju praha. Ova metoda topi posebnu praškastu kompoziciju, lijepi je ili sinterira.
• Hrana za žicu. Uz pomoć elektroničke ekspozicije isporučeni žičani materijal za 3D pisač se topi i dobiva željeni oblik.
• Laminacija. Osnova je veliki broj slojeva materijala koji se nadovezuju jedni na druge. Zatim u toj strukturi laser izrezuje potrebne konture i utore.

Primjena 3D ispisa

Tehnologija se još uvijek razvija i postaje savršenija svakoga dana. Danas se ZD ispis može koristiti u sljedećim zadacima:

• Izradite uzorke ili rasporede proizvoda. Na primjer, za procjenu složenog dijela prije njegove industrijske proizvodnje, inženjeri mogu ispisati prototip na 3D pisaču i proučiti ga.
• Mala proizvodnja raznih dijelova.
• Ispis fragmenata ljudskog kostura koristi se za protetiku i implantaciju.
• Stvaranje komponenti oružja.
• Graditeljstva.
• Proizvodnja hrane.

Osnovni materijali za 3D pisač

Postoji mnogo kompozicija za izradu modela, ovisno o smjeru primjene dijela. Valja detaljnije razmotriti svaku vrstu zasebno.

ABS plastika

Vjerojatno najpopularniji potrošni materijal za 3D pisač. Također se pojavljuje pod nazivom "akrilonitril butadien stiren", ili ABS.

Ima dobra mehanička svojstva. Često se koristi za stvaranje složenih nosivih konstrukcija.

Njena niska cijena i dostupnost utjecali su na njezinu široku primjenu kako u životnim uvjetima tako iu industrijskim razmjerima.

Unatoč činjenici da je ABC plastika kao gotov proizvod potpuno ekološki prihvatljiv, kada se zagrijava u proizvodnom procesu, mogu se pojaviti emisije akrilonitrila. Međutim, zbog male brzine pisača, količina štetnih tvari je vrlo mala, a za sigurnu proizvodnju bit će dovoljno da se osigura dobra ventilacija u prostoriji.

ABS plastika se ne smije koristiti za proizvodnju posuđa jer reagira s etanolom.

Od tehničkih karakteristika ABS plastike treba istaknuti visoku temperaturu staklastog prijelaza, koja je jednaka 105 stupnjeva. Granice snage za savijanje i lom su 41 i 21 MPa. U stvari, naravno, mnogi proizvođači miješaju plastiku s različitim sastavima. A to znači da će u praksi neka svojstva biti različita.

Za i protiv ABS plastike

Koristeći ovaj potrošni materijal za 3D pisač, možete stvoriti modele boja jer plastika ima bogatu skalu. ABS plastika se apsolutno ne boji vlage, raznih kiselina i ulja. Njegova otpornost na toplinu doseže 115 stupnjeva, ovisno o proizvođaču.

Otpornost na udarce i elastičnost ABS plastike za 3D pisač omogućuje stvaranje pouzdanih dijelova i modela. Također se savršeno otapa u acetonu, što omogućuje primjenu naknadne obrade gotovog dijela u parovima kako bi se postiglo glatkoću i gotov izgled proizvoda.

Od ozbiljnih nedostataka ABS plastike za 3D pisač je njegova nesposobnost da izdrži dugotrajno izlaganje običnom sunčevom svjetlu. Njegova povezanost s različitim elementima sadržanim u hrani i proizvodima ograničava njezinu uporabu, budući da je moguće ispuštanje otrovnih materijala.

PLA plastika

Ova vrsta materijala za ispis na 3D pisaču sastoji se od polilaktida. To je biorazgradiva tvar i sadrži mliječnu kiselinu. Ovaj materijal je izrađen od kukuruza ili šećerne trske.

Prirodnost PLA plastike ne ograničava njezinu uporabu u bilo kojem području.

PLA se topi na temperaturama iznad 170 stupnjeva. Međutim, za omekšavanje je dovoljno 50. Vrijednosti vlačne čvrstoće i savijanja su 57,8 odnosno 55,3 MPa. Veličina na kojoj se može izraditi dio je 0,3 mm, što omogućuje modelu visoku preciznost izvedbe.

PLA-plastika praktički nema ozbiljnih negativnih strana. Je li to povećana krhkost i krhkost. Pozitivan izgledaj ovako:

• netoksičnost, može se koristiti u prehrambenoj industriji i industriji;
• ima široku paletu boja koje vam omogućuju da ostvarite najambicioznije kreativne ideje;
• nema potrebe za korištenjem grijane platforme pri izradi modela;
• glatka površina gotovog proizvoda;
• visoki detalji i kvaliteta tiskanih proizvoda.

PET plastika

Ovaj se zastupnik izdvaja od cjelokupnog pregleda materijala za 3D pisač. Prvo, obične plastične boce izrađene su od polietilen tereftalata ili PET. Drugo, njezina rasprostranjena dostupnost učinila je materijal jednim od najpopularnijih. Postoje čak i posebni pogoni za preradu u domaćinstvu i proizvodnja PET niti.

Snaga i fleksibilnost svojstava PET plastike slični su ABS-u. U isto vrijeme, slojevi se savršeno slažu, što modelu daje visok stupanj čvrstoće.

Prosječna temperatura ispisa ove vrste materijala je oko 212-224 stupnjeva.

najlon

Izvrstan materijal za tisak na dijelovima 3D pisača za uporabu u složenim mehanizmima. Posjeduje dobar koeficijent klizanja i izdržljivosti. Međutim, njegova svojstva upućuju na višu tehnološku razinu opreme za izradu modela.

Talište različitih proizvođača može varirati od 178 do 218 stupnjeva. Za ekstruziju se ova vrijednost kreće od 235 do 260 stupnjeva.

Korištenje najlona je slično ABS plastici - potrebna je grijana platforma. Istodobno, postupak preklapanja slojeva ide glatko, omogućujući vam izradu detaljnih modela.

Za i protiv najlona

Ovaj materijal ima visoku otpornost na trošenje i elastičnost. Ima sposobnost da se odupre velikom broju različitih otapala. Lako se podvrgava mehaničkoj naknadnoj obradi kada se model dovede do konačnog rezultata.

Među nedostacima najlona je istaknuti visoku higroskopičnost, odnosno sposobnost upijanja vlage. Stoga se preporuča lagano osušiti materijal prije modeliranja. Time ćete izbjeći probleme u proizvodnji. Tijekom pirolize otpuštaju se otrovni plinovi.

beton

Koliko god čudno zvučalo, takvi pisači već postoje. Istina, koristi se poseban sastav smjese cementa.

Uz pomoć 3D konstrukcijskog pisača, možete stvoriti kompletne kuće i strukture. U isto vrijeme, “stvaranje” zida visine 6 metara može potrajati samo nekoliko sati.

Nažalost, tehnologija u Rusiji je još uvijek u stanju embrija, ali se aktivno razvija na zapadu.

metalni

Kao građevni materijal za izradu metalnih dijelova koristi se poseban prah.

U ovoj vrsti proizvodnje koriste se skupi industrijski 3D pisači. Uobičajeno, mogu se podijeliti u 3 kategorije:

1. Prva skupina uključuje modele koji su strukturno slični konvencionalnim plastičnim pisačima. Odlikuju se uporabom mekih metala - olova, kositra itd.
2. Potonji koriste metalni prah s posebnim ljepilom. Nakon proizvodnje, model mora biti spaljen kako bi dobio punu snagu.
3. To su industrijski 3D pisači, u kojima se prah sagorijeva laserskim izlaganjem.

U stvari, samo je potonje „stvarno“ sredstvo tiskanja metalnih proizvoda.

Osnovne legure

Među materijalima je veliki skup legura i pojedinačnih elemenata. Vrijedi ih malo razumjeti:

• titan je vrlo izdržljiv materijal koji se zbog svoje biokompatibilnosti aktivno koristi u medicini, ima malu težinu i dobru otpornost na hrđu;
• nehrđajući čelik - različite legure čelika poznate su po svojoj izdržljivosti i pristupačnosti;
• Aluminij i derivati ​​- lagana legura niske gustoće, savršeno prikladna za različite vrste obrade.

Za i protiv metalnog praha

Kao što je tipično za metale, njihov prah nakon transformacije u oblik imat će visoku čvrstoću. U isto vrijeme, detaljan opis objekta dostupan je na pristojnoj razini, do 0,025 mm. Otpornost na visoke temperature omogućuje uporabu modela u različitim industrijama. Nakon što je proizvod propao ili ga nije potrebno, može se istopiti.

Što se tiče kontra, postoji samo jedan, ali prilično bitan. Tehnologija 3D tiska metala vrlo je složena. Stoga je oprema obično skupa.

Osim toga, organizirati takve proizvodnje u domaćem okruženju će biti teško.

zaključak

U članku se raspravljalo o tome koji materijali koriste 3D pisače, njihova svojstva i svojstva, kao i opseg. Budući da je tehnologija relativno nova, ima mnogo suptilnosti i nijansi. Oni su razvrstani i riješeni gotovo "metodom koplja", sve do postavki 3D pisača. No interes mnogih područja u brzom i kvalitetnom tiskanju gotovih proizvoda postoji, što znači da će se tehnologija razvijati i usavršavati.