Tento hloubkový přehled zkoumá široce používané plastové a kovové materiály pro 3D tisk, kontrastuje jejich vlastnosti a použití a poskytuje strukturovaný přístup, který vám pomůže vybrat optimální materiál na základě vašich specifických požadavků a cílů.
Plastový 3D tisk
Plastový 3D tisk má revoluci ve výrobě a umožňuje rychlejší prototypování a vlastní produkci součástí v různých průmyslových odvětvích. Pro využití svého plného potenciálu je klíčové porozumění dostupným typům plastových materiálů a procesů. Každá kombinace materiálu a procesů poskytuje odlišné výhody, vhodné pro různé aplikace založené na faktorech, jako je síla, trvanlivost, flexibilita a kvalita povrchu.
Typy plastových materiálů
3D tiskové materiály jsou kategorizovány do termoplastů, termosetových plastů a elastomerů. Každý z těchto materiálů se chová odlišně pod teplem a stresem, což přímo ovlivňuje vhodnost jejich aplikací.
| typu materiálu | Vlastnosti klíče | Společné aplikace |
| Termoplastika | Opětovný a opakovaně použitelný; Obvykle silný a flexibilní | Prototypy, mechanické části, přílohy |
| Termosetové plasty | Po vytvrzení trvale ztvrdne; vynikající odolnost proti teplu | Elektrické izolátory, lití, průmyslové komponenty |
| Elastomery | Gumový, vysoce elastický a flexibilní | Nositelné, těsnění, flexibilní konektory |
Termoplastika : Jedná se o nejčastěji používané materiály při 3D tisku, protože mohou být roztaveny, přetvořeny a recyklovány. Díky tomu jsou všestranné pro řadu produktů.
Termosetové plasty : Jakmile jsou tyto materiály ztuhnuty, nelze znovu roztavit. Jejich vysoká teplota a chemická odolnost je činí vhodnými pro průmyslové díly a komponenty vystavené extrémním podmínkám.
Elastomery : Elastomery, které jsou známé svou natahovatelností a flexibilitou, jsou ideální pro části, které vyžadují flexibilitu nebo opakovanou deformaci bez rozbití.
Více podrobností o Termoplastika vs. termosetové materiály.
Plastové 3D tiskové procesy
Každý proces 3D tisku nabízí jedinečné výhody, pokud jde o náklady, detaily a možnosti materiálu. Volba procesu závisí na požadované kvalitě dílu, trvanlivosti a rychlosti výroby.
| Procesní | výhody | nevýhody |
| FDM (modelování fúzovaného depozice) | Nízké náklady, snadné nastavení a dostupnost širokého materiálu | Omezené rozlišení, viditelné linie vrstvy, pomalejší pro vysoký detail |
| SLA (stereolitografie) | Vysoké rozlišení, hladká povrchová úprava | Dražší, pryskyřice mohou být křehké |
| SLS (Selektivní laserové slinování) | Vysoká síla, dobrá pro složité geometrie, není nutná žádná podpora | Vysoké náklady, drsná povrchová úprava, nutná manipulace s práškem |
FDM : FDM, známý pro svou dostupnost a dostupnost, je ideální pro rychlé prototypování nebo velké, méně podrobné modely. Je oblíbený ve vzdělávacích prostředích a aplikacích pro hoby z nízkých vstupních nákladů na zařízení.
SLA : SLA produkuje velmi vysoké části s vysokým rozlišením, takže je ideální pro složité modely, které vyžadují hladké povrchové úpravy, jako jsou ty, které se používají v špercích nebo stomatologii. Materiály však mohou být křehké a omezují jejich použití pro funkční prototypy.
SLS : Schopnost SLS tisknout silné, odolné části, aniž by bylo nutné podpůrné struktury, je ideální pro funkční prototypy a díly se složitými vnitřními geometriemi. Nevýhodou jsou její vyšší náklady a potřeba následného zpracování ke zlepšení povrchové úpravy.
FDM 3D tisk
FDM nebo fúzované modelování depozice je nejvíce široce přijatou technologií 3D tisku. Je oblíbená pro svou jednoduchost, nákladovou efektivitu a rozmanitost dostupných termoplastických vláken.
Populární FDM 3D tiskové materiály
| Materiály | Charakteristiky | Ideální aplikace |
| Pla | Biologicky rozložitelné, snadno tiskne a nízké náklady | Prototypy, hobby modely, vizuální pomůcky |
| Abs | Silné, dopadové a odolné proti teplu | Funkční části, automobilové komponenty |
| Petg | Flexibilní, silnější než PLA a chemické odolné | Kontejnery, mechanické části, funkční prototypy |
| TPU | Flexibilní, gumový, vysoce elastický | Těsnění, obuv, flexibilní díly |
PLA : Je biologicky rozložitelný a široce dostupný, což z něj dělá materiál pro prototypování a vzdělávací projekty. Postrádá však trvanlivost potřebnou pro dlouhodobé funkční použití.
ABS : Tento materiál je preferován v automobilovém a elektronickém průmyslu, protože nabízí dobrou rovnováhu mezi pevností, tepelnou odolností a houževnatostí. Vyžaduje však vyhřívané postel a ventilaci v důsledku emisí během tisku.
PETG : Kombinace snadného PLA a síly ABS se PETG běžně používá pro funkční části, které potřebují odolat napětí a vystavení chemikáliím.
TPU : TPU je flexibilní vlákno s gumovými vlastnostmi, takže je ideální pro díly, které vyžadují trvanlivost a flexibilitu, jako jsou nositelné technologie nebo pečeti.
SLA 3D tisk
SLA (stereolitografie) používá UV laser k léčbě kapalné pryskyřice do pevných částí, vrstvu po vrstvě. Vyniká při vytváření vysoce detailních a hladkých objektů, díky čemuž je zvláště vhodná pro průmyslová odvětví, kde je přesnost kritická.
Populární SLA 3D tiskové materiály
| Materiály | Charakteristiky | běžné použití |
| Standardní pryskyřice | Vysoký detail, hladký povrch, křehký | Estetické prototypy, podrobné modely |
| Tvrdé pryskyřice | Odolnost vůči dopadům, lepší trvanlivost | Funkční části, mechanické sestavy |
| Casable Prysiny | Vypálení čistě pro aplikace investice | Šperky, zubní lití |
| Flexibilní pryskyřice | Flexibilita podobná gumu, nízké prodloužení při přestávce | Úchyty, nositelné, komponenty měkkých důvodů |
Standardní pryskyřice : Ty se široce používají pro vytváření vysoce podrobných a vizuálně přitažlivých modelů, ale jsou často příliš křehké pro funkční použití.
Tvrdé pryskyřice : Tyto pryskyřice jsou navrženy pro díly, které vyžadují větší sílu a trvanlivost, ideální pro funkční prototypy, kde materiál musí vydržet mechanické napětí.
Křížené pryskyřice : Tyto pryskyřice čistě spálí, takže jsou ideální pro lití kovových částí, jako jsou šperky nebo dentální koruny, kde je přesnost životně důležitá.
Flexibilní pryskyřice : Tyto pryskyřice, které nabízejí gumové vlastnosti, lze použít v aplikacích vyžadujících detaily i flexibilitu, jako jsou měkké úchopy nebo nositelná zařízení.
SLS 3D tisk
Selektivní laserové slinování (SLS) je výkonný proces 3D tisku, který používá laser k hříškovému práškovému plastu a vytváří vysoce odolné díly bez nutnosti podpůrných struktur. SLS se běžně používá v průmyslových odvětvích jako Aerospace a Automotive pro vytváření funkčních částí.
Populární SLS 3D tiskové materiály
| Materiály | Charakteristiky | Ideální použití |
| Nylon (PA12, PA11) | Silné, odolné a odolné vůči opotřebení a chemikálií | Funkční prototypy, mechanické části, přílohy |
| Nylon naplněný sklem | Zvýšená tuhost a odolnost proti teplu | Části s vysokým stresem, průmyslové aplikace |
| TPU | Elastické, odolné, gumové vlastnosti | Nositelné, flexibilní konektory, těsnění |
| Alumid | Nylon smíchaný s hliníkovým práškem, tepelně odolný vůči | Tuhé části, vylepšené mechanické vlastnosti |
Nylon : Nylon je známý pro svou sílu a trvanlivost, je ideální pro funkční prototypy a produkční části. Díky jeho odporu k opotřebení a chemikálií z něj dělá materiál pro mechanické a průmyslové aplikace.
Nylon naplněný sklem : Přidání skleněných vláken zvyšuje tuhost a tepelnou odolnost, takže je vhodný pro vysoce stresové aplikace s vysokou teplotou, jako jsou komponenty automobilového motoru.
TPU : Stejně jako jeho použití ve FDM je TPU v SLS vynikající pro produkci flexibilních dílů s dobrou odolností, jako jsou těsnění, těsnění a nositelná technika.
Alumid : Tento kompozitní materiál je směsí nylonového a hliníkového prášku, který nabízí zvýšenou mechanickou pevnost a tepelnou odolnost, což z něj činí dobrou volbu pro průmyslové části, které vyžadují zvláštní rigiditu a trvanlivost.
Porovnání 3D tiskových materiálů a procesů
| obsahuje | FDM | SLA | SLS |
| Rezoluce | Nízký až střední | Velmi vysoká | Střední |
| Povrchová úprava | Viditelné vedení vrstvy | Hladké, lesklé | Drsný, zrnitý |
| Pevnost | Mírný (závisí na materiálu) | Nízký až střední | Vysoký (zejména s nylonem) |
| Náklady | Nízký | Střední až vysoko | Vysoký |
| Složité geometrie | Požadované podpůrné struktury | Požadované podpůrné struktury | Nepotřeba není potřeba |
FDM : Nejlepší pro prototypování a funkční části s nízkým rozpočtem s menším důrazem na estetiku.
SLA : Ideální pro vysoce podrobné, vizuálně příjemné části, i když ne tak silné jako části FDM nebo SLS.
SLS : Poskytuje nejlepší rovnováhu síly a složitosti pro funkční prototypy a výrobu malých dávek, i když za vyšší náklady.
Kovový 3D tisk
Metal 3D tisk se primárně používá pro vysoce výkonné aplikace v průmyslových odvětvích, jako je letecký, automobilový průmysl a lékařské pole. Umožňuje vytváření lehkých, silných a složitých geometrií, které by nebylo možné při tradiční výrobě nemožné.
Populární kovový 3D tiskový materiál
| Materiály | Charakteristiky | Společné aplikace |
| Nerez | Odolný vůči korozi, odolný | Lékařské implantáty, nástroje, díly letectví |
| Hliník | Lehká, odolná vůči korozi, mírná síla | Aerospace, automobilový průmysl, lehké struktury |
|
|
|
Titanium | Extrémně silné, lehké a biokompatibilní | Lékařské implantáty, Aerospace, Performance Parts | | Inconel | Vysokoteplotní a korozní slitina odolná vůči korozi | Lopatky turbíny, výměníky tepla, výfukové systémy
Kovové 3D tiskové materiály jsou vybírány na základě specifických požadavků na aplikaci, jako je odolnost proti teplu, odolnost proti korozi nebo biokompatibilita pro lékařské použití.
Alternativy k kovovému 3D tisku
Pokud není nutný plný kovový 3D tisk, ale stále potřebujete vylepšené vlastnosti, existují alternativy, jako jsou složené filamenty nebo kovové plasty.
| Alternativní | charakteristiky | Ideální aplikace |
| Složená vlákna | Lehká, zvýšená tuhost, snadno se tiskne | Funkční prototypy, lehké části |
| Plast naplněný kovem | Simuluje vzhled a pocit kovu, nižší náklady | Dekorativní části, umělecké projekty |
Tyto materiály umožňují kovové vlastnosti bez složitosti nebo nákladů na 3D tisk celého kovu, což z nich činí ideální pro funkční části, které nevyžadují extrémní sílu.
Krok za krokem pokyny pro výběr správného 3D tiskového materiálu
1. Definujte požadavky na vaši aplikaci
Začněte tím, že jasně nastíníte, co potřebujete, aby vaše 3D tištěná část provedla:
Jaké jsou nezbytné mechanické vlastnosti (síla, flexibilita, trvanlivost)?
Bude vystaven teplu, chemikálii nebo jiným faktorům prostředí?
Musí to být bezpečné, biokompatibilní nebo splnit jiné bezpečnostní standardy?
Jaký je požadovaný povrch a vzhled povrchu?
2. Zvažte svůj 3D tiskový proces
Technologie 3D tisku, kterou používáte, ovlivní vaše materiálové možnosti:
FDM (modelování fúzované depozice) tiskárny používají termoplastická vlákna jako PLA, ABS, PETG a Nylon.
Tiskárny SLA (stereolitografie) a DLP (digitální zpracování světla) používají fotopolymerní pryskyřice.
Tiskárny SLS (selektivní laserové slinování) obvykle používají práškový nylon nebo TPU.
Kovové 3D tiskárny používají práškové kovy, jako je nerezová ocel, titanová a hliníková slitiny.
3. Srovnejte vlastnosti materiálu podle požadavků na aplikaci
Zkoumejte vlastnosti materiálů kompatibilních s vaší tiskárnou a porovnejte je s potřebami aplikací:
Pro sílu a trvanlivost zvažte abs, nylon nebo petg.
Pro flexibilitu se podívejte na TPU nebo TPC.
Pro odolnost proti teplu jsou ABS, Nylon nebo Peek dobré možnosti.
Pro bezpečnost potravin nebo biokompatibilitu používejte vyhrazené materiály pro potravinářský nebo lékařský materiál.
4. Vyhodnoťte snadnost použití a následné zpracování
Zvažte praktičnosti práce s každým materiálem:
Některé materiály, jako je PLA, se snadněji tisknou než jiné, jako jsou ABS, které mohou vyžadovat vyhřívané postel a uzavřenou tiskárnu.
Prysné tisky je třeba umýt a post-vyléčit, zatímco výtisky vlákna mohou vyžadovat odstranění a broušení podpory.
Některé materiály umožňují vyhlazení, malování nebo jiné techniky následného zpracování pro zvýšení konečného výsledku.
5. Faktor v nákladech a dostupnosti
Nakonec zvažte náklady a dostupnost materiálů:
Běžná vlákna jako PLA a ABS jsou obecně levnější a široce dostupná.
Specializované materiály, jako je vlákna uhlíkových vláken nebo kovové vlákna, mohou najít více a těžší je najít.
Pryskyřice a kovové prášky pro SLA, DLP, SLS a kovové tiskárny mají tendenci být dražší než vlákna.
Závěr
3D tiskové materiály se výrazně rozšířily a nabízejí rozmanité možnosti pro širokou škálu aplikací. Při výběru materiálu zvažte své specifické požadavky, jako jsou mechanické vlastnosti, tepelná stabilita a chemická odolnost. Pochopením vlastností a aplikací každého materiálu si můžete vybrat nejlepší možnost pro svůj 3D tiskový projekt.
Pro odborné pokyny ve vašem projektu 3D tisku nás kontaktujte. Naši zkušení inženýři poskytují 24/7 technickou podporu a vedení pacientů pro optimalizaci celého procesu. Partner s týmem FMG pro úspěch. Vaše produkci posuneme na další úroveň.
FAQ 3D tiskových materiálů (stručné)
1. Jaké jsou nejběžnější 3D tiskové materiály?
Termoplasty jako PLA, ABS, PETG a Nylon.
2. Jaký je rozdíl mezi PLA a ABS?
PLA: rostlinné, snadno tisknutelné, méně silné a odolné proti teplu.
ABS: Petrolea, silná a tepelně rezistentní, náchylná k deformaci.
3. Jaké flexibilní 3D tiskové materiály jsou k dispozici?
TPU (termoplastický polyuretan) a TPC (termoplastický ko-polyester).
4. Můžete 3D tisk kovových dílů?
Ano, se specializovanými kovovými 3D tiskárnami nebo po zpracování plastových výtisků.
5. Jsou 3D tištěné plasty v bezpečí potravin?
Ne standardní plasty, jako jsou PLA a ABS, ale specifické materiály pro potraviny, jako jsou PET a PP, jsou.
6. Jaký je rozdíl mezi 3D tiskovými pryskyřicemi a vlákny?
Pryskyřice: Používá se v SLA, produkují vysoké rozlišení, ale křehké části.
Vláda: Používá se v FDM, produkují silné a stabilní části, nejběžnější.
7. Jak můžete recyklovat 3D tiskové materiály?
Ground and Re-Extrude Plastics, sbírejte a třídíte pro recyklaci nebo průmyslově kompost PLA.
