Útmutató a 3D nyomtatáshoz: Anyagok, típusok, alkalmazások és tulajdonságok
Útmutató az FDM 3D nyomtatáshoz:
Anyagok, Típusok, alkalmazások és tulajdonságok
A 3D nyomtatáshoz több tucat műanyag áll rendelkezésre, amelyek mindegyike saját egyedi tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek a legjobban alkalmassá teszik őket bizonyos felhasználási célokra. Egy adott alkatrészhez vagy termékhez a legjobb anyag megtalálásának folyamatának leegyszerűsítése érdekében engedje meg's először vessen egy pillantást a főbb műanyagfajtákra és a különböző 3D nyomtatási eljárásokra.
A műanyagok fajtái
A műanyagoknak két fő típusa van:
A hőre lágyuló műanyagok a leggyakrabban használt műanyagok. Fő különbségük a hőre keményedő anyagoktól az, hogy képesek több olvadási és megszilárdulási cikluson átmenni. A hőre lágyuló műanyagokat fel lehet melegíteni és a kívánt formára formálni. A folyamat visszafordítható, mivel nem történik kémiai kötés, így a hőre lágyuló műanyagok újrahasznosíthatók, megolvaszthatók és újra felhasználhatók. A hőre lágyuló műanyagok általános analógiája a vaj, amely megolvasztható, megszilárdítható és újra megolvasztható. Tulajdonságai minden olvasztási ciklus során kissé megváltoznak.
A hőre keményedő műanyagok (más néven hőre keményedő műanyagok) a kikeményedés után tartósan szilárd állapotban maradnak. A hőre keményedő polimerek térhálósodnak a kikeményedési folyamat során, amelyet hő, fény vagy megfelelő sugárzás okoz. A hőre keményedő anyagok melegítéskor lebomlanak, nem pedig megolvadnak, és lehűtve nem reformálódnak. Lehetetlen újrahasznosítani a hőre keményedő anyagokat, vagy visszaállítani az anyagot az alapvető alkatrészekhez. A hőlégfúvók olyanok, mint a torta tészta, és ha egyszer belesültek a tortába, nem lehet visszaolvasztani a tésztába.
Műanyag 3D nyomtatási eljárások
A három legelterjedtebb műanyag 3D nyomtatási eljárás a következő:
Fused Deposition Modeling (FDM) 3D nyomtatók megolvasztják és extrudálják a hőre lágyuló szálat, amelyet a nyomtató fúvókája rétegről rétegre rak le az építési területre.
A sztereolitográfiai (SLA) 3D nyomtatók lézereket használnak a hőre keményedő folyékony gyanták keményített műanyagokká történő kikeményítésére, ezt a folyamatot fotopolimerizációnak nevezik.
A szelektív lézerszinterelés (SLS) 3D nyomtatók nagy teljesítményű lézereket használnak a hőre lágyuló por kis részecskéinek olvasztására.
FDM 3D nyomtatás
A fused deposition modeling (FDM), más néven fused filament production (FFF) a 3D nyomtatás legszélesebb körben használt formája a fogyasztói szinten, amelyet a hobbi 3D nyomtatók megjelenése táplál.
Ez a technika kiválóan alkalmas alapkoncepciós modellekhez, valamint egyszerű alkatrészek gyors és alacsony költségű prototípusainak elkészítéséhez, például általában megmunkálható alkatrészekhez.
A fogyasztói szintű FDM a legalacsonyabb felbontással és pontossággal rendelkezik más műanyag 3D nyomtatási eljárásokkal összehasonlítva, és nem a legjobb megoldás összetett tervek vagy bonyolult jellemzőkkel rendelkező alkatrészek nyomtatására. Kémiai és mechanikus polírozási eljárásokkal jobb minőségű felületeket lehet elérni. Az ipari FDM 3D nyomtatók oldható hordozót használnak e problémák némelyikének enyhítésére, és szélesebb körű műszaki hőre lágyuló műanyagokat vagy akár kompozitokat kínálnak, de ezeknek az áraik is magasak.
Mivel az olvadt izzószál alkotja az egyes rétegeket, néha üregek maradhatnak a rétegek között, amikor azok megszűnnek't ragaszkodni teljesen. Ez anizotróp alkatrészeket eredményez, amelyet fontos figyelembe venni, amikor olyan alkatrészeket tervez, amelyek terhelést viselnek vagy ellenállnak a húzásnak.
Az FDM 3D nyomtatási anyagok többféle színben kaphatók. Különféle kísérleti műanyag szálkeverékek is léteznek fa- vagy fémszerű felületű alkatrészek létrehozására.
Népszerű FDM 3D nyomtatási anyagok
A leggyakoribb FDM 3D nyomtatási anyagok az ABS, PLA és ezek különféle keverékei. A fejlettebb FDM nyomtatók más speciális anyagokkal is tudnak nyomtatni, amelyek olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a nagyobb hőállóság, ütésállóság, vegyszerállóság és merevség.
ANYAG | JELLEMZŐK | ALKALMAZÁSOK |
ABS (akrilnitril-butadién-sztirol) | Kemény és tartós | Funkcionális prototípusok |
PLA (politejsav) | A legkönnyebben nyomtatható FDM anyagok | Koncepciós modellek |
PETG (polietilén-tereftalát-glikol) | Kompatibilis az alacsonyabb nyomtatási hőmérsékletekkel a gyorsabb gyártás érdekében | Vízálló alkalmazások |
Nejlon | Erős, tartós és könnyű | Funkcionális prototípusok |
TPU (termoplasztikus poliuretán) | Rugalmas és nyújtható | Rugalmas prototípusok |
PVA (polivinil-alkohol) | Oldható hordozóanyag | Támogató anyag |
HIPS (nagy ütésállóságú polisztirol) | Az ABS-hez leggyakrabban használt oldható hordozóanyag | Támogató anyag |
Kompozitok (szénszál, kevlár, üvegszál) | Merev, erős vagy rendkívül szívós | Funkcionális prototípusok |
