Материали за 3D-принтер: преглед, характеристики и приложение

Пазарът на 3D печат се развива активно. Днес можете да получите обем модел от почти всяка сложност. В същото време се разширява списъкът на материалите, от които продуктът може да бъде изрязан. Те се различават по плътност, цена, якост и други характеристики. За материалите за 3D-принтера и ще бъдат обсъдени в тази статия.

Как е процесът на 3D печат?

Като цяло има много начини за реализиране на 3D модел. Въпреки това, почти всички от тях се свеждат до едно нещо - полагането на материала за 3D принтер слой по слой и последващото му втвърдяване. Основните начини са:

• Екструзия. Най-често използваният метод. Дозиращата глава изсипва материал върху специална охлаждаща платформа, която втвърдява, свързва и оформя модела. Използвайки този подход, е възможно да се създават части от различни цветове.
• Photopolymerization. Тя се основава на техниката на осветяване на специален фотополимер с лазерен модел, който в крайна сметка се превръща в истински модел.
• Образуването на слой върху нивелирания слой прах. Този метод стопява специален прахов състав, който го залепя или синтера.
• Захранване с тел. С помощта на електронно излагане, доставеният тел материал за 3D принтер се разтопява и получава желаната форма.
• Ламиниране. Основата е голям брой слоеве материал, които са насложени един върху друг. След това в тази структура лазерът изрязва необходимите контури и канали.

Приложение за 3D печат

Технологията все още се развива и става все по-съвършена всеки ден. Днес ZD-печат може да се използва при следните задачи:

• Създавайте образци или оформления на продукти. Например, за да се оцени сложната част преди промишленото производство, инженерите могат да отпечатат прототип на 3D принтер и да го изучат.
• Малко производство на различни части.
• Печатните фрагменти от човешкия скелет се използват за протезиране и имплантиране.
• Създаване на компоненти за оръжия.
• Строителство.
• Производство на храни.

Основни материали за 3D принтер

Има много композиции за създаване на модели, в зависимост от посоката на приложение на частта. Струва си да разгледаме по-подробно всеки тип поотделно.

ABS пластмаса

Вероятно най-популярният консуматив за 3D принтер. Също се среща под наименованието "акрилонитрил бутадиен стирен", или ABS.

Има добри механични свойства. Често се използва за създаване на сложни носещи конструкции.

Неговата ниска цена и достъпност повлияха на широкото му използване както в условията на живот, така и в индустриален мащаб.

Независимо от факта, че ABC-пластмасата като завършен продукт е напълно екологично чист, когато се нагрява в производствения процес, могат да възникнат емисии на акрилонитрил. Въпреки това, поради ниската скорост на принтера, количеството на вредните вещества е доста малко, а за безопасно производство ще е достатъчно, за да се осигури добра вентилация на помещението.

ABS пластмасата не трябва да се използва за производство на съдове, тъй като реагира с етанол.

От техническите характеристики на ABS пластмасата е да се подчертае високата температура на прехода на стъкло, която е равна на 105 градуса. Гранични стойности за огъване и пречупване са съответно 41 и 21 MPa. Всъщност, разбира се, много производители смесват пластмаса с различни композиции. А това означава, че на практика някои имоти ще бъдат различни.

Плюсове и минуси на ABS пластмаса

Използвайки този консуматив за 3D принтер, можете да създавате цветови модели, защото пластмасата има богата гама. ABS пластмасата абсолютно не се страхува от влага, различни киселини и масла. Неговата устойчивост на топлина достига 115 градуса в зависимост от конкретния производител.

Устойчивост на удар и еластичност ABS пластмасата за 3D принтер ви позволява да създавате надеждни части и модели. Той също така се разтваря перфектно в ацетон, което прави възможно прилагането на последваща обработка на готовата част по двойки за придаване на гладкост и завършен вид на продукта.

От сериозните недостатъци на ABS пластмасата за 3D принтер е неспособността му да издържи дълготрайно излагане на обикновена слънчева светлина. А неговите взаимоотношения с различни елементи, съдържащи се в храни и продукти, ограничават употребата му, тъй като е възможно освобождаването на токсични материали.

PLA пластмаса

Този тип материал за печат върху 3D принтер се състои от полилактид. Той е биоразградимо вещество и съдържа млечна киселина. Този материал е направен от царевица или захарна тръстика.

Естествеността на пластмасите от PLA не ограничава употребата му във всяка област.

PLA се топи при температури над 170 градуса. За омекотяване обаче е достатъчно 50. Стойностите на якост на опън и огъване са съответно 57,8 и 55,3 МРа. Размерът, при който може да се създаде детайла, е 0,3 мм, което позволява да се даде висока прецизност на изпълнение на модела.

PLA-пластмасата практически няма сериозни отрицателни страни. Това ли е повишена крехкост и нестабилност. Позитивното изглежда така:

• нетоксичност, може да се използва в хранителната промишленост и промишлеността;
• има широк спектър от цветове, които ви позволяват да реализирате най-амбициозните творчески идеи;
• при създаването на модел няма нужда да се използва нагрята платформа;
• гладка повърхност на готовия продукт;
• висока детайлност и качество на печатни продукти.

PET пластмаса

Този представител се откроява от целия преглед на материалите за 3D принтер. Първо, обикновените пластмасови бутилки са направени от полиетилен терефталат или PET. Второ, широкото му разпространение направи материала един от най-популярните. Има дори специални преработвателни предприятия за домашна употреба и производство на PET конци.

Силата и гъвкавостта на свойствата на PET пластмасата са подобни на ABS. В същото време слоевете се настройват перфектно, осигурявайки на модела висока степен на якост.

Средната температура на печат на този вид материал е около 212-224 градуса.

найлон

Отличен материал за печат върху 3D-принтерни части за използване в сложни механизми. Притежава добър коефициент на плъзгане и дълготрайност. Въпреки това, неговите свойства предполагат по-високо технологично ниво на оборудване за създаване на модели.

Точката на топене от различни производители може да варира от 178 до 218 градуса. За екструдиране тази стойност варира от 235 до 260 градуса.

Използването на найлон е подобно на ABS пластмасата - тя се нуждае от отоплена платформа. В същото време процесът на наслагване на слоеве става по-гладко, което ви позволява да създавате подробни модели.

Плюсове и минуси на найлон

Този материал има висока износоустойчивост и еластичност. Има способността да устои на голям брой различни разтворители. Лесно се подлага на механична обработка след привеждане на модела към крайния резултат.

Сред недостатъците на найлон е да подчертае високата хигроскопичност, т.е. способността да абсорбира влагата. Затова се препоръчва материалът да се изсуши леко преди моделиране. Това ще помогне да се избегнат производствените проблеми. По време на пиролиза могат да се отделят токсични изпарения.

бетон

Колкото и странно да звучи, такива принтери вече съществуват. Вярно е, че се използва специалният състав на циментовата смес.

С помощта на 3D конструкционен принтер можете да създавате завършени къщи и структури. В същото време „създаването“ на стена с височина 6 метра може да отнеме само няколко часа.

За съжаление, технологията в Русия все още е в състояние на зародиш, но тя активно се развива на запад.

метал

Като строителен материал за създаване на метални части се използва специален прах.

В този вид производство се използват специални скъпи промишлени 3D принтери. Обикновено те могат да бъдат разделени на 3 категории:

1. Първата група включва модели, които са структурно подобни на конвенционалните пластмасови принтери. Те се характеризират с използването на меки метали - олово, калай и др.
2. Последните използват метален прах със специално лепило. След производството, моделът трябва да бъде изгорен, за да придобие пълна сила.
3. Това са индустриални 3D принтери, в които прахът се изгаря чрез лазерно излагане на него.

Всъщност само последното е „истинското“ средство за отпечатване на метални изделия.

Основни сплави

Сред материалите има голям набор от сплави и отделни елементи. Струва си да ги разберем малко:

• титан е много издръжлив материал, който се използва активно в медицината поради своята биосъвместимост, има ниско тегло и добра устойчивост на ръжда;
• неръждаема стомана - различни стоманени сплави са известни с тяхната дълготрайност и достъпност;
• Алуминий и производни - лека сплав с ниска плътност, идеално пригодена за различни видове обработка.

Плюсове и минуси на метален прах

Както е характерно за металите, техният прах след трансформация във форма ще има висока якост. В същото време, детайлите на обекта се предлагат на прилично ниво, до 0.025 мм. Устойчивостта на високи температури позволява използването на модели в различни индустрии. След като продуктът се повреди или не е необходимо, той може да се разтопи.

Що се отнася до минусите, има само една, но доста значителна. Технологията на 3D металографията е много сложна. Следователно оборудването обикновено е скъпо.

В допълнение, да се организира такова производство в домашна среда ще бъде трудно.

заключение

Статията обсъжда какви материали използват 3D-принтери, техните характеристики и свойства, както и обхвата. Тъй като технологията е сравнително нова, тя има много тънкости и нюанси. Те са подредени и решени почти по метода на копието, до настройките на 3D принтера. Но интересът на много области към бързия и качествен печат на готовите продукти е там, което означава, че технологията ще се развива и усъвършенства.