Aquesta visió general en profunditat explora els materials de plàstic i de metall àmpliament utilitzats per a la impressió 3D, contrasta les seves característiques i usos i proporciona un enfocament estructurat per ajudar-vos a seleccionar el material òptim en funció dels vostres requisits i objectius específics.
Impressió 3D de plàstic
La impressió en 3D de plàstic ha revolucionat la fabricació, permetent prototipat més ràpid i producció de peces personalitzades en diverses indústries. Per aprofitar tot el seu potencial, és clau comprendre els tipus de materials i processos de plàstic disponibles. Cada combinació de materials i processos proporciona avantatges diferents, adequats a diferents aplicacions basades en factors com la força, la durabilitat, la flexibilitat i la qualitat de la superfície.
Tipus de materials plàstics
Els materials d’impressió 3D es classifiquen en termoplàstics, plàstics termosetting i elastòmers. Cadascun d’aquests materials es comporta de manera diferent sota la calor i l’estrès, cosa que afecta directament la idoneïtat de les seves aplicacions.
| Tipus de material | Propietats clau | Aplicacions comunes |
| Termoplàstics | Tornar a fer-la i reutilitzar; Típicament fort i flexible | Prototips, parts mecàniques, recintes |
| Plàstics termosetting | Endurir -se definitivament després de curar -se; Excel·lent resistència a la calor | Aïllants elèctrics, colades, components industrials |
| Elastòmers | Com a cautxú, altament elàstic i flexible | Portables, segells, connectors flexibles |
Termoplàstics : són els materials més utilitzats en la impressió 3D perquè es poden fondre, remodelar i reciclar. Això els fa versàtils per a diversos productes.
Plàstics de termoset : un cop endurit, aquests materials no es poden fondre de nou. La seva alta temperatura i resistència química els fan adequats per a parts industrials i components exposats a condicions extremes.
Elastòmers : Coneguts per la seva estiraments i flexibilitat, els elastòmers són ideals per a parts que requereixen flexibilitat o deformació repetida sense trencar -se.
Més detalls sobre Termoplàstics vs. Materials Thermosetting.
Processos d’impressió 3D de plàstic
Cada procés d’impressió 3D ofereix avantatges únics en termes de cost, detall i opcions de material. L’elecció del procés depèn de la qualitat de la part requerida, la durabilitat i la velocitat de producció.
| del procés | Els avantatges | desavantatges |
| FDM (modelització de deposició fusionada) | Cost baix, fàcil configuració i àmplia disponibilitat de material | Resolució limitada, línies de capa visibles, més lentes per obtenir més detalls |
| SLA (estereolitografia) | Acabat superficial d'alta resolució i suau | Més car, les resines poden ser trencadisses |
| SLS (sinterització làser selectiva) | Alta força, bona per a geometries complexes, sense suports necessaris | Es requereix un cost elevat, acabat superficial, manipulació de pols |
FDM : Conegut per la seva assequibilitat i accessibilitat, la FDM és ideal per a prototips ràpids o models grans i menys detallats. És popular en entorns educatius i aplicacions hobbitistes a causa del baix cost d’entrada de l’equip.
SLA : SLA produeix peces de gran resolució, cosa que el fa perfecte per a models complexos que requereixen acabats suaus, com els que s’utilitzen en joieria o odontologia. Tanmateix, els materials poden ser trencadissos, limitant el seu ús per a prototips funcionals.
SLS : La capacitat de SLS d’imprimir parts fortes i duradores sense necessitat d’estructures de suport la fa ideal per a prototips i parts funcionals amb geometries internes complexes. L’inconvenient és el seu cost més elevat i la necessitat de post-processament per millorar l’acabat superficial.
Impressió 3D FDM
FDM, o modelització de deposició fusionada, és la tecnologia d’impressió 3D més adoptada. És popular per la seva senzillesa, rendibilitat i la varietat de filaments termoplàstics disponibles.
Popular FDM 3D Impressió Materials de materials
| de material | Característiques | Aplicacions ideals |
| Pla | Biodegradable, fàcil d’imprimir i de baix cost | Prototips, models d’afició, ajudes visuals |
| ) | Fort, resistent als impactes i resistent a la calor | Parts funcionals, components de l’automoció |
| PETG | Flexible, més fort que el PLA i resistent als productes químics | Contenidors, parts mecàniques, prototips funcionals |
| TPU | Flexible, semblant a la goma, altament elàstica | Juntes, calçat, peces flexibles |
PLA : és biodegradable i àmpliament disponible, convertint-lo en un material ideal per a projectes de prototipat i educació. Tot i això, no té la durabilitat necessària per a un ús funcional a llarg termini.
ABS : Aquest material és preferit a les indústries de l’automoció i l’electrònica perquè ofereix un bon equilibri entre la força, la resistència a la calor i la duresa. Tot i això, requereix un llit i una ventilació escalfats a causa de les emissions durant la impressió.
Petg : Combinant la facilitat de PLA i la força de l’ABS, Petg s’utilitza habitualment per a parts funcionals que necessiten suportar l’estrès i l’exposició a productes químics.
TPU : TPU és un filament flexible amb propietats semblants a la goma, cosa que el fa ideal per a parts que requereixen durabilitat i flexibilitat, com ara tecnologia o segells portables.
Impressió SLA 3D
SLA (estereolitografia) utilitza un làser UV per curar la resina líquida en parts sòlides, capa per capa. Desplaça en crear objectes altament detallats i suaus, cosa que el fa especialment adequat per a indústries on la precisió és fonamental.
Popular SLA 3D Materials d'impressió
| de material | Característiques | usos habituals |
| Resines estàndard | Detall alt, acabat suau, trencadís | Prototips estètics, models detallats |
| Resines dures | Resistent a l’impacte, millor durabilitat | Parts funcionals, conjunts mecànics |
| Resines castibles | Es cremarà net per a aplicacions de colada d’inversions | Joieria, càsting dental |
| Resines flexibles | Flexibilitat similar a la goma, baixa allargament a la pausa | Agafadors, usables, components de tacte tou |
Resines estàndard : S’utilitzen àmpliament per crear models molt detallats i atractius visualment, però sovint són massa trencadissos per a un ús funcional.
Resines dures : dissenyades per a parts que requereixen més força i durabilitat, aquestes resines són ideals per a prototips funcionals on el material ha de suportar l’estrès mecànic.
Resines castibles : Aquestes resines es cremen de forma neta, cosa que les fa ideals per a la colada de peces metàl·liques, com ara joies o corones dentals, on la precisió és vital.
Resines flexibles : oferint propietats semblants al cautxú, aquestes resines es poden utilitzar en aplicacions que requereixen tant de detall com de flexibilitat, com ara pinces toves o dispositius que es poden portar.
Impressió 3D SLS
El sintering làser selectiu (SLS) és un potent procés d’impressió 3D que utilitza un làser a plàstic en pols de sinter, creant parts altament duradores sense necessitat d’estructures de suport. SLS s’utilitza habitualment en indústries com l’aeroespacial i l’automoció per crear peces funcionals.
Popular SLS 3D Materials d'impressió
| de material | Característiques | Usos ideals |
| Nylon (PA12, PA11) | Fort, durador i resistent al desgast i als productes químics | Prototips funcionals, parts mecàniques, tancaments |
| Niló ple de vidre | Augment de la rigidesa i la resistència a la calor | Parts d’estrès alt, aplicacions industrials |
| TPU | Propietats elàstiques, duradores i semblants a la goma | Portables, connectors flexibles, juntes |
| Alumidi | Niló barrejat amb pols d'alumini, resistent a la calor | Parts rígides, propietats mecàniques millorades |
Nylon : conegut per la seva força i durabilitat, el niló és perfecte per a prototips funcionals i parts de producció. La seva resistència al desgast i als productes químics el converteix en un material ideal per a aplicacions mecàniques i industrials.
Niló ple de vidre : afegint fibres de vidre augmenta la rigidesa i la resistència a la calor, cosa que la fa adequada per a aplicacions d’alta temperatura d’alta estrès, com ara components del motor d’automòbils.
TPU : Igual que el seu ús en FDM, TPU en SLS és excel·lent per produir peces flexibles amb una bona durabilitat, com ara segells, juntes i tecnologia que es pot portar.
Alumidi : Aquest material compost és una barreja de pols de niló i alumini, que ofereix una major resistència mecànica i resistència a la calor, cosa que el converteix en una bona elecció per a parts industrials que necessiten rigidesa i durabilitat addicionals.
La comparació de materials i processos d'impressió 3D
| presenten | FDM | SLA | SLS |
| Resolució | Baix a mitjà | Molt alt | Mitjà |
| Acabat superficial | Línies de capa visibles | Llis i brillant | Rugós, gran |
| Força | Moderat (depèn del material) | Baix a mitjà | Alt (sobretot amb niló) |
| Costar | Baix | Mitjà a alt | Alt |
| Geometries complexes | Estructures de suport necessàries | Estructures de suport necessàries | No es necessiten suports |
FDM : el millor per a prototips de baix pressupost i parts funcionals amb menys èmfasi en l’estètica.
SLA : Ideal per a parts molt detallades i visualment agradables, tot i que no són tan fortes com les parts de FDM o SLS.
SLS : proporciona el millor equilibri de força i complexitat per als prototips funcionals i la producció de lots petits, tot i que a un cost més elevat.
Impressió 3D de metall
La impressió 3D metàl·lica s’utilitza principalment per a aplicacions d’alt rendiment en indústries com els camps aeroespacials, automobilístics i mèdics. Permet la creació de geometries lleugeres, fortes i complexes que serien impossibles amb la fabricació tradicional.
Materials d'impressió 3D de metall popular
| de material | Característiques | Aplicacions comunes |
| Acer inoxidable | Resistent a la corrosió, duradora | Implants mèdics, eines, parts aeroespacials |
| Alumini | Força lleugera i resistent a la corrosió, moderada | Estructures aeroespacials, automobilístiques, lleugeres |
|
|
|
Titani | Extremadament fort, lleuger i biocompatible | Implants mèdics, aeroespacials, parts de rendiment | ; Inconel | Aliatge de níquel a alta temperatura i corrosió | Blades de turbina, intercanviadors de calor, sistemes d’escapament |
Els materials d’impressió 3D metàl·lics s’escullen en funció dels requisits específics d’aplicació, com ara la resistència a la calor, la resistència a la corrosió o la biocompatibilitat per a ús mèdic.
Alternatives a la impressió 3D metàl·lica
Si la impressió 3D de metall completa no és necessària, però encara necessiteu propietats millorades, hi ha alternatives com filaments compostos o plàstics amb infusió de metall.
| alternatives | Característiques | Aplicacions ideals |
| Filaments compostos | Lleuger, augment de la rigidesa, fàcil d’imprimir | Prototips funcionals, parts lleugeres |
| Plàstic amb infusió de metall | Simula l’aspecte del metall, un cost inferior | Parts decoratives, projectes artístics |
Aquests materials permeten propietats semblants al metall sense la complexitat o el cost de la impressió 3D de metall, que els fan ideals per a parts funcionals que no requereixen força extrema.
Guia pas a pas per triar el material d'impressió 3D adequat
1. Definiu els requisits de l'aplicació
Comenceu clarament per exposar el que necessiteu per fer la vostra part impresa 3D:
Quines són les propietats mecàniques necessàries (força, flexibilitat, durabilitat)?
Estarà exposat a calor, productes químics o altres factors ambientals?
Cal que sigui segur, biocompatible, o compleixi altres estàndards de seguretat?
Quin és l’aspecte i l’aspecte superficials desitjats?
2. Penseu en el vostre procés d'impressió 3D
La tecnologia d’impressió 3D que utilitzeu influirà en les vostres opcions de material:
Les impressores FDM (modelització de deposició fusionades) utilitzen filaments termoplàstics com PLA, ABS, PETG i Nylon.
Les impressores SLA (estereolitografia) i DLP (processament de llum digital) utilitzen resines de fotopolímer.
Les impressores SLS (sinterització làser selectiva) normalment utilitzen niló o TPU en pols.
Les impressores 3D metàl·liques utilitzen metalls en pols com acer inoxidable, titani i aliatges d'alumini.
3.
Investigueu les propietats dels materials compatibles amb la vostra impressora i compareu -les amb les necessitats de l'aplicació:
Per a la força i la durabilitat, considereu ABS, niló o PETG.
Per a la flexibilitat, mireu TPU o TPC.
Per a la resistència a la calor, ABS, Nylon o Peek són bones opcions.
Per a la seguretat alimentària o la biocompatibilitat, utilitzeu materials dedicats a qualitat alimentari o de qualitat mèdica.
4. Avaluar la facilitat d’ús i el post-processament
Considereu les pràctiques de treballar amb cada material:
Alguns materials, com el PLA, són més fàcils d’imprimir amb d’altres, com l’ABS, que poden requerir un llit escalfat i una impressora tancada.
Cal que es rentin i es mantinguin les estampes de resina, mentre que les estampes de filament poden necessitar eliminació i el poliment de suport.
Alguns materials permeten suavitzar, pintar o altres tècniques de post-processament per millorar el resultat final.
5. Factor en el cost i la disponibilitat
Finalment, considereu el cost i l’accessibilitat dels materials:
Els filaments habituals com PLA i ABS són generalment menys costosos i àmpliament disponibles.
Els materials especialitzats com la fibra de carboni o els filaments plens de metall poden costar més i ser més difícils de trobar.
Les resines i els pols metàl·lics per a les impressores SLA, DLP, SLS i metalls solen ser més preuades que els filaments.
Conclusió
Els materials d’impressió 3D s’han ampliat molt, oferint diverses opcions per a una àmplia gamma d’aplicacions. Quan escolliu un material, considereu els vostres requisits específics, com ara propietats mecàniques, estabilitat tèrmica i resistència química. En comprendre les propietats i aplicacions de cada material, podeu seleccionar la millor opció per al vostre projecte d’impressió 3D.
Per obtenir orientacions expertes sobre el vostre projecte d’impressió 3D, poseu -vos en contacte amb nosaltres. Els nostres enginyers experimentats proporcionen suport tècnic 24/7 i orientació del pacient per optimitzar tot el procés. Soci amb Team FMG per tenir èxit. Portarem la vostra producció al següent nivell.
Preguntes freqüents de materials d’impressió 3D (concis)
1. Quins són els materials d’impressió 3D més comuns?
Termoplàstics com PLA, ABS, Petg i Nylon.
2. Quina diferència hi ha entre PLA i ABS?
PLA: basat en plantes, fàcil d’imprimir, menys fort i resistent a la calor.
ABS: basat en el petroli, fort i resistent a la calor, propens a deformar-se.
3. Quins materials d’impressió 3D flexibles hi ha disponibles?
TPU (poliuretà termoplàstic) i TPC (co-polièster termoplàstic).
4. Podeu imprimir 3D peces metàl·liques?
Sí, amb impressores 3D especialitzades o mitjançant estampats de plàstic post-processament.
5. Són segurs en els plàstics impresos en 3D?
No plàstics estàndard com PLA i ABS, sinó que hi ha materials específics de qualitat alimentària com PET i PP.
6. Quina diferència hi ha entre les resines d’impressió 3D i els filaments?
Resines: utilitzades en SLA, produeixen parts d’alta resolució però trencadissa.
FILAMENTS: S'utilitza en FDM, produeix parts fortes i estables, més habituals.
7. Com podeu reciclar materials d'impressió 3D?
Tritureu i reintrodueu els plàstics, recolliu i ordeneu per al reciclatge, o compost industrialment PLA.
