Αυτή η σε βάθος επισκόπηση διερευνά τα ευρέως χρησιμοποιούμενα πλαστικά και μεταλλικά υλικά για 3D εκτύπωση, αντιπαραβάλλει τα χαρακτηριστικά και τις χρήσεις τους και παρέχει μια δομημένη προσέγγιση για να σας βοηθήσει να επιλέξετε το βέλτιστο υλικό που βασίζεται στις συγκεκριμένες απαιτήσεις και στόχους σας.
Η πλαστική εκτύπωση 3D έχει επανάσταση στην κατασκευή, επιτρέποντας ταχύτερη παραγωγή πρωτότυπων και προσαρμοσμένων μερών σε διάφορες βιομηχανίες. Για να αξιοποιήσει πλήρως τις δυνατότητές του, η κατανόηση των τύπων πλαστικών υλικών και διαδικασιών που είναι διαθέσιμες είναι το κλειδί. Κάθε συνδυασμός υλικών και διαδικασιών παρέχει ξεχωριστά πλεονεκτήματα, κατάλληλα για διαφορετικές εφαρμογές που βασίζονται σε παράγοντες όπως η δύναμη, η ανθεκτικότητα, η ευελιξία και η ποιότητα της επιφάνειας.
Τα υλικά εκτύπωσης 3D κατηγοριοποιούνται σε θερμοπλαστικά, θερμοσκληρυντικά πλαστικά και ελαστομερή. Κάθε ένα από αυτά τα υλικά συμπεριφέρεται διαφορετικά κάτω από τη θερμότητα και το στρες, το οποίο επηρεάζει άμεσα την καταλληλότητα των εφαρμογών τους.
τύπου υλικού | Ιδιότητες πληκτρολογίου | Κοινές εφαρμογές |
---|---|---|
Θερμοπλαστικά | Επαναχρησιμοποιήσιμα και επαναχρησιμοποιήσιμα. συνήθως ισχυρή και ευέλικτη | Πρωτότυπα, μηχανικά μέρη, περιβλήματα |
Θερμοσκληρυντικά πλαστικά | Σκληρύνει μόνιμα μετά τη θεραπεία. Εξαιρετική αντίσταση θερμότητας | Ηλεκτρικοί μονωτήρες, χύτευση, βιομηχανικά εξαρτήματα |
Ελαστομερές | Καουτσούκ-όπως, εξαιρετικά ελαστικό και ευέλικτο | Φορέματα, σφραγίδες, ευέλικτες συνδετήρες |
Θερμοπλαστικά : Αυτά είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά σε 3D εκτύπωση επειδή μπορούν να λιώσουν, να αναμορφωθούν και να ανακυκλωθούν. Αυτό τους καθιστά ευπροσάρμοστο για μια σειρά προϊόντων.
Thermosetting Plastics : Μόλις σκληρυνθούν, αυτά τα υλικά δεν μπορούν να λιώσουν ξανά. Η υψηλή θερμοκρασία και η χημική αντίσταση τους καθιστούν κατάλληλα για βιομηχανικά μέρη και εξαρτήματα που εκτίθενται σε ακραίες συνθήκες.
ELASTOMERS : Γνωστή για τη δυνατότητα και την ευελιξία τους, τα ελαστομερή είναι ιδανικά για εξαρτήματα που απαιτούν ευελιξία ή επαναλαμβανόμενη παραμόρφωση χωρίς σπάσιμο.
Περισσότερες λεπτομέρειες για Θερμοπλαστικά έναντι υλικών θερμοστοιχείων.
Κάθε διαδικασία εκτύπωσης 3D προσφέρει μοναδικά οφέλη όσον αφορά το κόστος, τις λεπτομέρειες και τις επιλογές υλικού. Η επιλογή της διαδικασίας εξαρτάται από την απαιτούμενη ποιότητα, ανθεκτικότητα και ταχύτητα παραγωγής.
Επεξεργασία | πλεονεκτημάτων | μειονεκτήματα |
---|---|---|
FDM (μοντελοποίηση εναπόθεσης συντήρησης) | Χαμηλό κόστος, εύκολη ρύθμιση και ευρεία διαθεσιμότητα υλικού | Περιορισμένη ανάλυση, ορατές γραμμές στρώματος, πιο αργή για υψηλές λεπτομέρειες |
SLA (στερεολιθογραφία) | Υψηλή ανάλυση, ομαλή επιφάνεια φινίρισμα | Πιο ακριβές, οι ρητίνες μπορεί να είναι εύθραυστες |
SLS (επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση με λέιζερ) | Υψηλή δύναμη, καλή για πολύπλοκες γεωμετρίες, δεν απαιτούνται υποστηρίξεις | Υψηλό κόστος, τραχύ φινίρισμα επιφάνειας, απαιτείται χειρισμός σκόνης |
FDM : Γνωστή για την οικονομική προσιτότητα και την προσβασιμότητά του, το FDM είναι ιδανικό για ταχεία πρωτότυπα ή μεγάλα, λιγότερο λεπτομερή μοντέλα. Είναι δημοφιλές σε εκπαιδευτικά περιβάλλοντα και εφαρμογές χόμπι λόγω του χαμηλού κόστους εισόδου του εξοπλισμού.
SLA : Το SLA παράγει μέρη πολύ υψηλής ανάλυσης, καθιστώντας το ιδανικό για περίπλοκα μοντέλα που απαιτούν ομαλά φινιρίσματα, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται σε κοσμήματα ή οδοντιατρική. Ωστόσο, τα υλικά μπορεί να είναι εύθραυστα, περιορίζοντας τη χρήση τους για λειτουργικά πρωτότυπα.
SLS : Η ικανότητα του SLS να εκτυπώνει ισχυρά, ανθεκτικά μέρη χωρίς να χρειάζεται δομές υποστήριξης το καθιστά ιδανικό για λειτουργικά πρωτότυπα και μέρη με σύνθετες εσωτερικές γεωμετρίες. Το μειονέκτημα είναι το υψηλότερο κόστος του και η ανάγκη μετά την επεξεργασία για τη βελτίωση της επιφάνειας.
Το FDM ή η μοντελοποίηση εναπόθεσης συντηγμένων είναι η πιο ευρέως υιοθετημένη τεχνολογία 3D εκτύπωσης. Είναι δημοφιλές για την απλότητα, τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας και την ποικιλία των θερμοπλαστικών νηματίων που είναι διαθέσιμα.
υλικού | χαρακτηριστικά | ιδανικών εφαρμογών |
---|---|---|
Πλανήτης | Βιοαποικοδομήσιμο, εύκολο στην εκτύπωση και χαμηλό κόστος | Πρωτότυπα, μοντέλα χόμπι, οπτικά βοηθήματα |
Κοιλιακούς | Ισχυρό, ανθεκτικό στην πρόσκρουση και ανθεκτική στη θερμότητα | Λειτουργικά εξαρτήματα, εξαρτήματα αυτοκινήτων |
PETG | Εύκαμπτο, ισχυρότερο από το PLA και το χημικό ανθεκτικό | Δοχεία, μηχανικά μέρη, λειτουργικά πρωτότυπα |
TPU | Εύκαμπτο, καουτσούκ, εξαιρετικά ελαστικό | Φλάντζες, υποδήματα, ευέλικτα μέρη |
PLA : Είναι βιοαποικοδομήσιμο και ευρέως διαθέσιμο, καθιστώντας το ένα υλικό για πρωτοτύπους και εκπαιδευτικά έργα. Ωστόσο, στερείται της ανθεκτικότητας που απαιτείται για μακροπρόθεσμη λειτουργική χρήση.
ABS : Αυτό το υλικό προτιμάται στις βιομηχανίες αυτοκινήτων και ηλεκτρονικών ειδών, επειδή προσφέρει μια καλή ισορροπία μεταξύ της δύναμης, της αντοχής στη θερμότητα και της σκληρότητας. Ωστόσο, απαιτεί θερμαινόμενο κρεβάτι και εξαερισμό λόγω εκπομπών κατά τη διάρκεια της εκτύπωσης.
PETG : Συνδυάζοντας την ευκολία PLA και τη δύναμη του ABS, το PETG χρησιμοποιείται συνήθως για λειτουργικά μέρη που πρέπει να αντέξουν το άγχος και την έκθεση σε χημικά.
TPU : Το TPU είναι ένα ευέλικτο νήμα με ιδιότητες που μοιάζουν με καουτσούκ, καθιστώντας το ιδανικό για εξαρτήματα που απαιτούν ανθεκτικότητα και ευελιξία, όπως τεχνολογία ή σφραγίδες.
Το SLA (στερεολιθογραφία) χρησιμοποιεί ένα λέιζερ UV για να θεραπεύσει τη ρητίνη υγρού σε στερεά μέρη, στρώμα ανά στρώμα. Εξυπηρετεί στη δημιουργία λεπτομερών και ομαλών αντικειμένων, καθιστώντας το ιδιαίτερα κατάλληλο για βιομηχανίες όπου η ακρίβεια είναι κρίσιμη.
υλικού | χαρακτηριστικά | κοινών χρηστών |
---|---|---|
Τυποποιημένες ρητίνες | Υψηλή λεπτομέρεια, ομαλό φινίρισμα, εύθραυστο | Αισθητικά πρωτότυπα, λεπτομερή μοντέλα |
Σκληρές ρητίνες | Ανθεκτική στην αντίκτυπο, καλύτερη ανθεκτικότητα | Λειτουργικά μέρη, μηχανικά συγκροτήματα |
Ρητίνες | Καεί καθαρά για εφαρμογές χύτευσης επενδύσεων | Κοσμήματα, οδοντιατρική χύτευση |
Ευέλικτες ρητίνες | Ευελιξία που μοιάζει με καουτσούκ, χαμηλή επιμήκυνση στο διάλειμμα | Λαβές, φορέματα, εξαρτήματα μαλακής αφής |
Τυποποιημένες ρητίνες : Αυτές χρησιμοποιούνται ευρέως για τη δημιουργία εξαιρετικά λεπτομερών και οπτικά ελκυστικών μοντέλων, αλλά είναι συχνά πολύ εύθραυστες για λειτουργική χρήση.
Σκληρές ρητίνες : Σχεδιασμένα για μέρη που απαιτούν περισσότερη δύναμη και ανθεκτικότητα, αυτές οι ρητίνες είναι ιδανικές για λειτουργικά πρωτότυπα όπου το υλικό πρέπει να αντέχει στη μηχανική τάση.
CAPTable Resins : Αυτές οι ρητίνες καίγονται καθαρά, καθιστώντας τους ιδανικές για τη χύτευση μεταλλικών εξαρτημάτων, όπως κοσμήματα ή οδοντιατρικά κορώνα, όπου η ακρίβεια είναι ζωτικής σημασίας.
Ευέλικτες ρητίνες : Προσφέροντας ιδιότητες που μοιάζουν με καουτσούκ, αυτές οι ρητίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές που απαιτούν λεπτομέρεια και ευελιξία, όπως μαλακές λαβές ή φορητές συσκευές.
Η επιλεκτική συσσώρευση λέιζερ (SLS) είναι μια ισχυρή διαδικασία εκτύπωσης 3D που χρησιμοποιεί ένα λέιζερ για να χτυπήσει πλαστικό σε σκόνη, δημιουργώντας εξαιρετικά ανθεκτικά μέρη χωρίς την ανάγκη για δομές υποστήριξης. Το SLS χρησιμοποιείται συνήθως σε βιομηχανίες όπως η αεροδιαστημική και η αυτοκινητοβιομηχανία για τη δημιουργία λειτουργικών εξαρτημάτων.
υλικού | χαρακτηριστικά | ιδανικών χρηστών |
---|---|---|
Nylon (PA12, PA11) | Ισχυρό, ανθεκτικό και ανθεκτικό στη φθορά και τις χημικές ουσίες | Λειτουργικά πρωτότυπα, μηχανικά μέρη, περιβλήματα |
Γεμάτο γυαλί νάιλον | Αυξημένη δυσκαμψία και αντίσταση στη θερμότητα | Μέρη υψηλής πίεσης, βιομηχανικές εφαρμογές |
TPU | Ελαστικές, ανθεκτικές, καουτσούκ ιδιότητες | Φορέματα, ευέλικτες υποδοχές, παρεμβύσματα |
Μαφαίρο | Νάιλον αναμεμειγμένο με σκόνη αλουμινίου, ανθεκτικό στη θερμότητα | Ακριβώς μέρη, βελτιωμένες μηχανικές ιδιότητες |
Nylon : Γνωστή για τη δύναμη και την ανθεκτικότητα του, το Nylon είναι ιδανικό για λειτουργικά πρωτότυπα και μέρη παραγωγής. Η αντίσταση της στη φθορά και τις χημικές ουσίες την καθιστά ένα υλικό για μηχανικές και βιομηχανικές εφαρμογές.
Γυαλί γεμάτο νάιλον : Η προσθήκη γυάλινων ινών αυξάνει την ακαμψία και την αντοχή στη θερμότητα, καθιστώντας την κατάλληλη για εφαρμογές υψηλής πίεσης, υψηλής θερμοκρασίας, όπως τα εξαρτήματα του κινητήρα αυτοκινήτων.
TPU : Όπως η χρήση του στο FDM, η TPU σε SLS είναι εξαιρετική για την παραγωγή ευέλικτων εξαρτημάτων με καλή ανθεκτικότητα, όπως σφραγίδες, παρεμβύσματα και τεχνολογία φορτωτή.
Alumide : Αυτό το σύνθετο υλικό είναι ένα μείγμα από σκόνη νάιλον και αλουμινίου, προσφέροντας ενισχυμένη μηχανική αντοχή και αντοχή στη θερμότητα, καθιστώντας την καλή επιλογή για βιομηχανικά μέρη που χρειάζονται επιπλέον ακαμψία και ανθεκτικότητα.
διαθέτει | FDM | SLA | SLS |
---|---|---|---|
Ψήφισμα | Χαμηλό έως μέσο | Πολύ ψηλά | Μέσον |
Φινίρισμα επιφάνειας | Ορατές γραμμές στρώματος | Ομαλή, γυαλιστερή | Τραχιά, κοκκώδης |
Δύναμη | Μέτρια (εξαρτάται από το υλικό) | Χαμηλό έως μέσο | Υψηλή (ειδικά με νάιλον) |
Κόστος | Χαμηλός | Μεσαία έως ψηλά | Ψηλά |
Σύνθετες γεωμετρίες | Απαιτούνται δομές υποστήριξης | Απαιτούνται δομές υποστήριξης | Δεν απαιτούνται υποστηρίξεις |
FDM : Καλύτερο για πρωτότυπο χαμηλού προϋπολογισμού και λειτουργικά μέρη με λιγότερη έμφαση στην αισθητική.
SLA : Ιδανικό για εξαιρετικά λεπτομερή, οπτικά ευχάριστα μέρη, αν και όχι τόσο δυνατά όσο τα μέρη FDM ή SLS.
SLS : Παρέχει την καλύτερη ισορροπία αντοχής και πολυπλοκότητας για λειτουργικά πρωτότυπα και παραγωγή μικρής παρτίδας, αν και με υψηλότερο κόστος.
Η εκτύπωση Metal 3D χρησιμοποιείται κυρίως για εφαρμογές υψηλής απόδοσης σε βιομηχανίες όπως η αεροδιαστημική, η αυτοκινητοβιομηχανία και τα ιατρικά πεδία. Επιτρέπει τη δημιουργία ελαφρών, ισχυρών και πολύπλοκων γεωμετριών που θα ήταν αδύνατο με την παραδοσιακή κατασκευή.
υλικών | χαρακτηριστικά | κοινών εφαρμογών |
---|---|---|
Από ανοξείδωτο χάλυβα | Ανθεκτικό στη διάβρωση, ανθεκτικό | Ιατρικά εμφυτεύματα, εργαλεία, αεροδιαστημικά μέρη |
Αλουμίνιο | Ελαφρύ, ανθεκτικό στη διάβρωση, μέτρια αντοχή | Αεροδιαστημική, αυτοκινητοβιομηχανία, ελαφρές δομές |
Τιτάνιο | Εξαιρετικά ισχυρό, ελαφρύ και βιοσυμβατό | Ιατρικά εμφυτεύματα, αεροδιαστημική, εξαρτήματα απόδοσης | | Unconel | Υψηλή θερμοκρασία και ανθεκτικό στη διάβρωση κράμα νικελίου | Λεπίδες στροβίλου, εναλλάκτες θερμότητας, συστήματα εξάτμισης |
Τα υλικά εκτύπωσης μετάλλων 3D επιλέγονται με βάση τις ειδικές απαιτήσεις εφαρμογής, όπως η αντίσταση στη θερμότητα, η αντίσταση στη διάβρωση ή η βιοσυμβατότητα για ιατρική χρήση.
Εάν η πλήρης εκτύπωση 3D 3D δεν είναι απαραίτητη, αλλά εξακολουθείτε να χρειάζεστε βελτιωμένες ιδιότητες, υπάρχουν εναλλακτικές λύσεις όπως σύνθετα νημάτια ή πλαστικά με μέταλλο.
Εναλλακτικά | χαρακτηριστικά | ιδανικά εφαρμογές |
---|---|---|
Σύνθετα νήματα | Ελαφρύ, αυξημένη δυσκαμψία, εύκολο στην εκτύπωση | Λειτουργικά πρωτότυπα, ελαφριά μέρη |
Πλαστικό με μέταλλο | Προσομοιώνει την εμφάνιση και την αίσθηση του μετάλλου, του χαμηλότερου κόστους | Διακοσμητικά μέρη, καλλιτεχνικά έργα |
Αυτά τα υλικά επιτρέπουν τις ιδιότητες που μοιάζουν με μέταλλο χωρίς την πολυπλοκότητα ή το κόστος πλήρους εκτύπωσης 3D μετάλλων, καθιστώντας τα ιδανικά για λειτουργικά μέρη που δεν απαιτούν ακραία αντοχή.
Ξεκινήστε με σαφήνεια περιγράφοντας αυτό που χρειάζεστε το 3D τυπωμένο μέρος σας για να κάνετε:
Ποιες είναι οι απαραίτητες μηχανικές ιδιότητες (δύναμη, ευελιξία, ανθεκτικότητα);
Θα εκτίθεται σε θερμότητα, χημικές ουσίες ή άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες;
Χρειάζεται να είναι ασφαλές για τρόφιμα, βιοσυμβατά ή να πληροί άλλα πρότυπα ασφαλείας;
Ποιο είναι το επιθυμητό τελείωμα και εμφάνιση επιφάνειας;
Η τεχνολογία 3D εκτύπωσης που χρησιμοποιείτε θα επηρεάσει τις επιλογές υλικού σας:
Οι εκτυπωτές FDM (μοντελοποίηση εναπόθεσης) χρησιμοποιούν θερμοπλαστικά νήματα όπως PLA, ABS, PETG και νάιλον.
Οι εκτυπωτές SLA (στερεολιθογραφία) και DLP (Digital Light Processing) χρησιμοποιούν ρητίνες φωτοπολυμερούς.
Οι εκτυπωτές SLS (επιλεκτική συσσώρευση λέιζερ) χρησιμοποιούν τυπικά νάιλον σε σκόνη ή TPU.
Οι μεταλλικοί εκτυπωτές 3D χρησιμοποιούν κονιοποιημένα μέταλλα όπως ανοξείδωτο χάλυβα, τιτάνιο και κράματα αλουμινίου.
Ερευνήστε τις ιδιότητες των υλικών συμβατά με τον εκτυπωτή σας και τα συγκρίνετε με τις ανάγκες σας στις ανάγκες:
Για δύναμη και ανθεκτικότητα, σκεφτείτε ABS, νάιλον ή PETG.
Για ευελιξία, εξετάστε το TPU ή το TPC.
Για την αντίσταση στη θερμότητα, το ABS, το νάιλον ή το peek είναι καλές επιλογές.
Για την ασφάλεια των τροφίμων ή τη βιοσυμβατότητα, χρησιμοποιήστε ειδικά υλικά για τα τρόφιμα ή τα ιατρικά υλικά.
Εξετάστε τις πρακτικές εργασίες με κάθε υλικό:
Ορισμένα υλικά, όπως το PLA, είναι ευκολότερο να εκτυπωθούν με άλλα, όπως το ABS, τα οποία μπορεί να απαιτούν θερμαινόμενο κρεβάτι και κλειστό εκτυπωτή.
Οι εκτυπώσεις ρητίνης πρέπει να πλυθούν και να μετατραπούν, ενώ οι εκτυπώσεις νήματος ενδέχεται να χρειαστούν αφαίρεση και λείανση υποστήριξης.
Ορισμένα υλικά επιτρέπουν την εξομάλυνση, τη ζωγραφική ή άλλες τεχνικές μετά την επεξεργασία για την ενίσχυση του τελικού αποτελέσματος.
Τέλος, εξετάστε το κόστος και την προσβασιμότητα των υλικών:
Τα κοινά νημάτια όπως το PLA και το ABS είναι γενικά λιγότερο δαπανηρά και ευρέως διαθέσιμα.
Τα υλικά ειδικότητας, όπως οι ίνες άνθρακα ή τα μεταλλικά γεμάτα νήματα μπορεί να κοστίζουν περισσότερο και να είναι πιο δύσκολο να βρεθούν.
Οι ρητίνες και οι μεταλλικές σκόνες για εκτυπωτές SLA, DLP, SLS και μεταλλικών τείνουν να είναι πιο ακριβείς από τα νήματα.
Τα υλικά εκτύπωσης 3D έχουν εκτεταθεί σημαντικά, προσφέροντας ποικίλες επιλογές για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Κατά την επιλογή ενός υλικού, εξετάστε τις συγκεκριμένες απαιτήσεις σας, όπως οι μηχανικές ιδιότητες, η θερμική σταθερότητα και η χημική αντίσταση. Με την κατανόηση των ιδιοτήτων και των εφαρμογών κάθε υλικού, μπορείτε να επιλέξετε την καλύτερη επιλογή για το έργο εκτύπωσης 3D.
Για οδηγίες εμπειρογνωμόνων σχετικά με το έργο εκτύπωσης 3D, επικοινωνήστε μαζί μας. Οι έμπειροι μηχανικοί μας παρέχουν τεχνική υποστήριξη 24/7 και καθοδήγηση ασθενών σχετικά με τη βελτιστοποίηση ολόκληρης της διαδικασίας. Συνεργαστείτε με την ομάδα FMG για επιτυχία. Θα πάρουμε την παραγωγή σας στο επόμενο επίπεδο.
Θερμοπλαστικά όπως PLA, ABS, PETG και νάιλον.
PLA: Φυτά, εύκολο στην εκτύπωση, λιγότερο ισχυρή και ανθεκτική στη θερμότητα.
ABS: βασισμένο σε πετρέλαιο, ισχυρό και ανθεκτικό στη θερμότητα, επιρρεπής σε στρέβλωση.
TPU (θερμοπλαστική πολυουρεθάνη) και TPC (θερμοπλαστικός συν-πολιτικός).
Ναι, με εξειδικευμένους μεταλλικούς εκτυπωτές 3D ή με πλαστικές εκτυπώσεις μετά την επεξεργασία.
Δεν είναι τυποποιημένα πλαστικά όπως το PLA και το ABS, αλλά συγκεκριμένα υλικά για τα τρόφιμα όπως το PET και το PP είναι.
ΡΕΛΙΝΕΣ: Χρησιμοποιείται σε SLA, παράγει μέρη υψηλής ανάλυσης αλλά εύθραυστα.
Τα νήματα: χρησιμοποιούνται στο FDM, παράγουν ισχυρά και σταθερά μέρη, πιο συνηθισμένα.
Τρίψτε και επαναφέρετε τα πλαστικά, συλλέξτε και ταξινομήστε για ανακύκλωση ή βιομηχανικά κομποστοποίηση PLA.
Η ομάδα MFG είναι μια ταχεία εταιρεία παραγωγής που ειδικεύεται στην ODM και το OEM ξεκινά το 2015.