Šioje išsamioje apžvalgoje tiriama plačiai naudojamos plastikinės ir metalinės medžiagos 3D spausdinimui, kontrastuoja jų savybes ir naudojimą bei pateikia struktūrizuotą požiūrį, kuris padės pasirinkti optimalią medžiagą, pagrįstą jūsų specifiniais reikalavimais ir tikslais.
Plastiko 3D spausdinimas
Plastikinis 3D spausdinimas sukėlė revoliuciją gamyboje, leidžiančią greičiau sukurti prototipus ir gaminti pasirinktinę dalį įvairiose pramonės šakose. Norėdami išnaudoti visą savo potencialą, svarbiausia suprasti turimų plastikinių medžiagų ir procesų rūšis. Kiekviena medžiaga ir proceso derinys suteikia aiškių pranašumų, tinkamų skirtingoms programoms, pagrįstoms tokiais veiksniais kaip stiprumas, ilgaamžiškumas, lankstumas ir paviršiaus kokybė.
Plastikinių medžiagų tipai
3D spausdinimo medžiagos suskirstytos į termoplastiką, termoreaktingą plastiką ir elastomerus. Kiekviena iš šių medžiagų veikia skirtingai esant šilumai ir stresui, o tai daro tiesioginę įtaką jų pritaikymo tinkamumui.
| Medžiagos tipas | Pagrindinės savybės | Bendros programos |
| Termoplastika | Iš naujo suderinamas ir daugkartinio naudojimo; Paprastai stiprus ir lankstus | Prototipai, mechaninės dalys, gaubtai |
| Termoreting plastikai | Kietas po kietėjimo; Puikus atsparumas šilumai | Elektros izoliatoriai, liejimas, pramoniniai komponentai |
| Elastomerai | Į guma panašus, labai elastingas ir lankstus | Nešiojamieji, ruoniai, lanksčios jungtys |
Termoplastika : Tai yra dažniausiai naudojamos 3D spausdinimo medžiagos, nes jas galima ištirpinti, pakeisti ir perdirbti. Tai daro juos universaliais įvairiems produktams.
Termoreting Plastics : Kai sukietėja, šios medžiagos vėl negali būti išlydytos. Dėl aukštos temperatūros ir cheminio atsparumo jie yra tinkami pramoninėms dalims ir komponentams, veikiantiems ekstremaliomis sąlygomis.
Elastomerai : Žinomi dėl savo tempimo ir lankstumo, elastomerai yra idealūs dalims, kurioms reikalingas lankstumas ar pakartotinė deformacija, nesulaužant.
Daugiau informacijos apie Termoplastikų ir termoreaktinių medžiagų medžiagos.
Plastikiniai 3D spausdinimo procesai
Kiekvienas 3D spausdinimo procesas siūlo unikalią naudą, atsižvelgiant į išlaidas, detales ir medžiagas. Proceso pasirinkimas priklauso nuo reikiamos dalies kokybės, ilgaamžiškumo ir gamybos greičio.
| Proceso | pranašumai | Trūkumai |
| FDM (sulydytas nusodinimo modeliavimas) | Nemažai sąnaudų, lengvos sąrankos ir plačios medžiagų prieinamumo | Ribota skiriamoji geba, matomos sluoksnio linijos, lėčiau, kad būtų aukšta detalė |
| SLA (stereolitografija) | Didelė skiriamoji geba, lygus paviršiaus apdaila | Brangesnės, dervos gali būti trapios |
| SLS (selektyvusis lazerio sukepinimas) | Didelis stiprumas, tinkamas sudėtingoms geometrijoms, nereikia atramų | Didelė kaina, grubus paviršiaus apdaila, reikalingas miltelių tvarkymas |
FDM : Žinomas dėl savo įperkamumo ir prieinamumo, FDM yra idealus greitam prototipų kūrimui ar dideliems, mažiau detaliems modeliams. Jis yra populiarus švietimo aplinkoje ir mėgėjų programose dėl mažų įrangos įėjimo išlaidų.
SLA : SLA gamina labai didelės skiriamosios gebos dalis, todėl ji puikiai tinka sudėtingiems modeliams, kuriems reikalingas sklandus apdaila, pavyzdžiui, tas, kurios naudojamos papuošaluose ar odontologijoje. Tačiau medžiagos gali būti trapios, ribojančios jų naudojimą funkciniams prototipams.
SLS : SLS gebėjimas spausdinti stiprias, patvarias dalis nereikia atraminių struktūrų, todėl ji yra ideali funkciniams prototipams ir dalims su sudėtinga vidine geometrija. Neigiama pusė yra didesnė jo kaina ir poreikis, kad būtų galima pagerinti paviršiaus apdailą.
FDM 3D spausdinimas
FDM arba sulieti nusodinimo modeliavimas yra plačiausiai pritaikyta 3D spausdinimo technologija. Jis yra populiarus dėl savo paprastumo, ekonominio efektyvumo ir turimų termoplastinių gijų įvairovės.
Populiarios FDM 3D spausdinimo medžiagos
| medžiagos | charakteristikos | idealios programos |
| Pla | Biologiškai skaidrus, lengvai spausdinamas ir maža kaina | Prototipai, pomėgių modeliai, vaizdinės priemonės |
| Abs | Stiprus, atsparus smūgiams ir atspariems šilumai | Funkcinės dalys, automobilių komponentai |
| Petg | Lankstus, stipresnis nei PLA ir atspari chemikalams | Konteineriai, mechaninės dalys, funkciniai prototipai |
| TPU | Lankstus, guminis, labai elastingas | Tarpinės, avalynė, lanksčios dalys |
PLA : Tai biologiškai skaidus ir plačiai prieinamas, todėl tai yra medžiaga prototipų kūrimui ir švietimo projektams. Tačiau jam trūksta ilgalaikio ilgalaikio funkcinio naudojimo.
ABS : Ši medžiaga yra teikiama pirmenybė automobilių ir elektronikos pramonei, nes ji siūlo gerą pusiausvyrą tarp stiprumo, atsparumo šilumai ir tvirtumui. Tačiau dėl spausdinimo tam reikia šildomos lovos ir ventiliacijos.
PETG : Derinant PLA paprastumą ir ABS stiprumą, PETG dažniausiai naudojamas funkcinėms dalims, kurioms reikia atlaikyti stresą ir cheminių medžiagų poveikį.
TPU : TPU yra lankstus siūlas, turintis gumines savybes, todėl jis yra idealus dalims, kurioms reikalingas patvarumas ir lankstumas, pavyzdžiui, nešiojamos technologijos ar sandarikliai.
SLA 3D spausdinimas
SLA (stereolitografija) naudoja UV lazerį, kad skysčių dervos išgydytų į kietas dalis, sluoksnį pagal sluoksnį. Tai puikiai tinka kuriant labai išsamius ir sklandžius objektus, todėl jis yra ypač tinkamas pramonės šakoms, kur tikslumas yra kritinis.
Populiarus SLA 3D spausdinimo medžiagos
| medžiagos | charakteristikos | Bendras naudojimas |
| Standartinės dervos | Aukšta detalė, sklandi apdaila, trapi | Estetiniai prototipai, išsamūs modeliai |
| Kietos dervos | Atsargus smūgiams, geresniam patvarumui | Funkcinės dalys, mechaniniai mazgai |
| Liejamos dervos | Apdegkite, kad gautumėte investavimo liejimo programas | Papuošalai, dantų liejimas |
| Lanksčios dervos | Gumos panašus lankstumas, mažas pailgėjimas per pertrauką | Rankenos, nešiojamieji, minkštos lietaus komponentai |
Standartinės dervos : jos plačiai naudojamos kuriant labai išsamius ir vizualiai patrauklus modelius, tačiau dažnai yra per daug trapūs funkciniam naudojimui.
Tvirtos dervos : Sukurtos dalims, kurioms reikia didesnio stiprumo ir ilgaamžiškumo, šios dervos yra idealios funkciniams prototipams, kai medžiaga turi atlaikyti mechaninį stresą.
Lėtinės dervos : Šios dervos švariai sudega, todėl jos idealiai tinka metalinėms dalims, tokioms kaip papuošalai ar dantų vainikėliai, kai tikslumas yra gyvybiškai svarbus.
Lanksčios dervos : Siūlant gumines savybes, šios dervos gali būti naudojamos programose, kurioms reikalingas tiek detales, tiek lankstumas, pavyzdžiui, minkštos rankenos ar nešiojami prietaisai.
SLS 3D spausdinimas
Selektyvusis lazeriu sukepinimas (SLS) yra galingas 3D spausdinimo procesas, kuriame naudojamas lazeris, skirtas plastikui sukepinti milteliams, sukuriant labai patvarias dalis ir nereikia atraminių konstrukcijų. SLS dažniausiai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip aviacijos ir kosmoso ir automobilių gamybos funkcinėms dalims kūrimui.
Populiarus SLS 3D spausdinimo medžiagos
| medžiagų | charakteristikos | Idealus naudojimas |
| Nailonas (PA12, PA11) | Stiprus, patvarus ir atsparus susidėvėjimui bei chemikalams | Funkciniai prototipai, mechaninės dalys, gaubtai |
| Stiklo užpildytas nailonas | Padidėjęs standumas ir atsparumas šilumai | Didelio streso dalys, pramoninės programos |
| TPU | Elastingos, patvarios, gumos panašios savybės | Nešiojamieji, lankstūs jungtys, tarpinės |
| Alumidas | Nailonas, sumaišytas su aliuminio milteliais, atspariais karščiui | Standžios dalys, patobulintos mechaninės savybės |
Nailonas : Žinomas dėl savo stiprumo ir ilgaamžiškumo, nailonas puikiai tinka funkciniams prototipams ir gamybos dalims. Dėl jo atsparumo dėvėjimui ir cheminėms medžiagoms tai yra mechaninių ir pramoninių pritaikymų medžiaga.
Stiklo užpildytas nailonas : Stiklinių pluoštų pridėjimas padidina standumą ir atsparumą šilumai, todėl jis tinka aukšto streso, aukštos temperatūros pritaikymui, tokioms kaip automobilių variklio komponentai.
TPU : Kaip ir jo naudojimas FDM, TPU SLS yra puikus, kad būtų galima gaminti lanksčias dalis, turinčias gero patvarumo, pavyzdžiui, antspaudus, tarpiklius ir nešiojamąsias technologijas.
ALUMIDAS : Ši kompozicinė medžiaga yra nailono ir aliuminio miltelių mišinys, siūlantis padidėjusį mechaninį stiprumą ir atsparumą šilumai, todėl tai yra geras pasirinkimas pramoninėms dalims, kurioms reikalingas papildomas tvirtumas ir patvarumas.
3D spausdinimo medžiagų ir procesų palyginimas
| pasižymi | FDM | SLA | SLS |
| Rezoliucija | Nuo žemo iki vidutinio | Labai aukštas | Vidutinis |
| Paviršiaus apdaila | Matomos sluoksnio linijos | Lygus, blizgus | Grubus, grūdėtas |
| Stiprybė | Vidutinis (priklauso nuo medžiagos) | Nuo žemo iki vidutinio | Aukštas (ypač su nailonu) |
| Kaina | Žemas | Vidutinė iki aukšta | Aukštas |
| Sudėtingos geometrijos | Reikalingos palaikomos struktūros | Reikalingos palaikomos struktūros | Nereikia atramų |
FDM : Geriausia mažo biudžeto prototipų kūrimui ir funkcinėms dalims, mažiau akcentuojant estetiką.
SLA : Idealiai tinka labai išsamioms, vizualiai maloniamoms dalims, nors ir ne tokioms stiprioms kaip FDM ar SLS dalims.
SLS : pateikia geriausią funkcinių prototipų ir mažų partijų gamybos stiprumo ir sudėtingumo balansą, nors ir didesne kaina.
Metalo 3D spausdinimas
Metalo 3D spausdinimas pirmiausia naudojamas didelio našumo programoms tokioms pramonės šakoms kaip aviacijos ir kosmoso, automobilių ir medicinos laukai. Tai įgalina sukurti lengvą, stiprią ir sudėtingą geometriją, kurios būtų neįmanoma naudojant tradicinę gamybą.
Populiarus metalinis 3D spausdinimo medžiagos
| medžiagos | charakteristikos | Bendrosios programos |
| Nerūdijantis plienas | Atsparus korozijai, patvariai | Medicininiai implantai, įrankiai, aviacijos ir kosmoso dalys |
| Aliuminis | Lengvas, atsparus korozijai, vidutinio sunkumo stiprumui | Aviacijos kosmoso, automobilių, lengvų konstrukcijų |
|
|
|
Titanas | Ypač stiprus, lengvas ir biologiškai suderinamas | Medicininiai implantai, kosmoso, našumo dalys | | Inconel | Aukštos temperatūros ir korozijai atsparios nikelio lydinio | Turbinų ašmenys, šilumokaičiai, išmetimo sistemos |
Metalo 3D spausdinimo medžiagos pasirenkamos atsižvelgiant į specifinius taikymo reikalavimus, tokius kaip atsparumas šilumai, atsparumas korozijai ar medicininiam naudojimui.
Metalo 3D spausdinimo alternatyvos
Jei visiškai metalo 3D spausdinimas nėra būtinas, tačiau vis tiek reikia sustiprintų savybių, yra alternatyvų, tokių kaip sudėtiniai gijos ar metalo užpilas plastikas.
| Alternatyvios | savybės | idealios programos |
| Sudėtinės gijos | Lengvas, padidėjęs standumas, lengvai atspausdinamas | Funkciniai prototipai, lengvos dalys |
| Metalo užpiltas plastikas | Imituoja metalo išvaizdą ir pojūtį, mažesnė kaina | Dekoratyvinės dalys, meniniai projektai |
Šios medžiagos leidžia į metalines savybes be viso metalo 3D spausdinimo sudėtingumo ar išlaidų, todėl jos yra idealios funkcinėms dalims, kuriems nereikia didelio stiprumo.
Žingsnis po žingsnio nurodymai renkantis tinkamą 3D spausdinimo medžiagą
1. Apibrėžkite savo paraiškos reikalavimus
Pradėkite aiškiai apibūdindami, ko jums reikia jūsų 3D atspausdintai dalimi:
Kokios yra būtinos mechaninės savybės (stiprumas, lankstumas, patvarumas)?
Ar tai bus veikiama šilumos, chemikalų ar kitų aplinkos veiksnių?
Ar tai turi būti saugūs maistui, biologiškai suderinami ar atitikti kitus saugos standartus?
Koks yra norimas paviršiaus apdaila ir išvaizda?
2. Apsvarstykite savo 3D spausdinimo procesą
3D spausdinimo technologija, kurią naudojate, turės įtakos jūsų materialioms galimybėms:
FDM (sulydyto nusodinimo modeliavimo) spausdintuvai naudoja termoplastinius gijas, tokias kaip PLA, ABS, PETG ir nailonas.
SLA (stereolitografija) ir DLP (skaitmeninio šviesos apdorojimo) spausdintuvai naudoja fotopolimerų dervas.
SLS (selektyvūs lazeriniai sukepinimo) spausdintuvai paprastai naudoja nailono arba TPU miltelius.
Metalo 3D spausdintuvuose naudojami metalai milteliai, tokie kaip nerūdijantis plienas, titanas ir aliuminio lydiniai.
3. Derinkite medžiagų savybes su paraiškos reikalavimais
Ištirkite medžiagų, suderinamų su spausdintuvu, savybes ir palyginkite jas su jūsų programos poreikiais:
Stiprumą ir patvarumą apsvarstykite abs, nailoną ar PETG.
Jei norite lankstumo, pažvelkite į TPU arba TPC.
Atsparumas šilumai, ABS, nailonas ar žvilgsnis yra geros galimybės.
Maisto saugumui ar biologiniam suderinamumui naudokite specialias maisto produktų ar medicininio lygio medžiagas.
4. Įvertinkite naudojimo paprastumą ir po apdorojimo
Apsvarstykite galimybę dirbti su kiekviena medžiaga:
Kai kurias medžiagas, pavyzdžiui, PLA, lengviau atspausdinamos nei kitos, pavyzdžiui, ABS, kurioms gali prireikti šildomos lovos ir uždaro spausdintuvo.
Dervos atspaudus reikia nuplauti ir suvaldyti, o gijų atspaudams gali prireikti palaikymo pašalinimo ir šlifavimo.
Kai kurios medžiagos leidžia išlyginti, dažyti ar kiti papildomo apdorojimo būdai, kad būtų patobulintas galutinis rezultatas.
5. Kainų ir prieinamumo faktorius
Galiausiai apsvarstykite medžiagų kainą ir prieinamumą:
Įprastos gijos, tokios kaip PLA ir ABS, paprastai yra pigesni ir plačiai prieinami.
Specialios medžiagos, tokios kaip anglies pluošto ar metalo užpildytos gijos, gali kainuoti brangiau ir jas sunkiau rasti.
Dervos ir metaliniai milteliai, skirti SLA, DLP, SLS ir metaliniams spausdintuvams, paprastai yra brangesni nei gijos.
Išvada
3D spausdinimo medžiagos labai išsiplėtė, siūlančios įvairias galimybes įvairioms programoms. Rinkdamiesi medžiagą, apsvarstykite savo specifinius reikalavimus, tokius kaip mechaninės savybės, šiluminis stabilumas ir cheminis atsparumas. Suprasdami kiekvienos medžiagos ypatybes ir programas, galite pasirinkti geriausią savo 3D spausdinimo projekto parinktį.
Norėdami gauti ekspertų patarimų apie 3D spausdinimo projektą, susisiekite su mumis. Mūsų patyrę inžinieriai teikia visą parą visą parą techninę paramą ir pacientų patarimus, kaip optimizuoti visą procesą. Partneris su FMG komanda siekia sėkmės. Mes pakeisime jūsų produkciją į kitą lygį.
3D spausdinimo medžiagos DUK (glausta)
1. Kokios yra labiausiai paplitusi 3D spausdinimo medžiagos?
Termoplastikai, pavyzdžiui, PLA, ABS, PETG ir nailonas.
2. Kuo skiriasi PLA ir ABS?
PLA: augalų pagrindu, lengvai spausdinama, mažiau stipri ir atspari šilumai.
ABS: Naftos pagrindu pagamintas, stiprus ir atsparus šilumai, linkęs į deformaciją.
3. Kokios lanksčios 3D spausdinimo medžiagos yra prieinamos?
TPU (termoplastinis poliuretanas) ir TPC (termoplastinis bendražygis).
4. Ar galite 3D spausdinti metalines dalis?
Taip, su specializuotais metaliniais 3D spausdintuvais arba apdorojant plastikinius atspaudus.
5. Ar 3D atspausdintas plastikai yra saugūs?
Ne standartiniai plastikai, tokie kaip PLA ir ABS, bet specifinės maisto produktų kokybės medžiagos, tokios kaip PET ir PP.
6. Kuo skiriasi 3D spausdinimo dervos ir gijos?
Dervos: naudojamos SLA, sukuria didelės skiriamosios gebos, bet trapias dalis.
Gijos: naudojamos FDM, gamina stiprias ir stabilias dalis, dažniausiai.
7. Kaip galite perdirbti 3D spausdinimo medžiagas?
Smaldinkite ir pakartotinai eksploatuokite plastiką, surinkite ir rūšiuokite perdirbimą, arba pramoninio komposto PLA.
