Šis padziļinātais pārskats pēta plaši izmantotos plastmasas un metāla materiālus 3D drukāšanai, kontrastē ar to īpašībām un izmantošanu un nodrošina strukturētu pieeju, lai palīdzētu jums izvēlēties optimālu materiālu, pamatojoties uz jūsu īpašajām prasībām un mērķiem.
Plastmasas 3D drukāšana
Plastmasas 3D drukāšana ir radījusi revolūciju ražošanā, ļaujot ātrāk veikt prototipēšanu un pielāgotu daļu ražošanu dažādās nozarēs. Lai izmantotu visu potenciālu, galvenais ir izprast pieejamo plastmasas materiālu un procesu veidus. Katra materiāla un procesa kombinācija nodrošina atšķirīgas priekšrocības, kas piemērotas dažādiem lietojumiem, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā izturība, izturība, elastība un virsmas kvalitāte.
Plastmasas materiālu veidi
3D drukas materiāli tiek klasificēti termoplastikā, termosettēšanas plastmasā un elastomēros. Katrs no šiem materiāliem uzvedas atšķirīgi siltuma un stresa apstākļos, kas tieši ietekmē to pielietojuma piemērotību.
| Materiāla tipa | atslēgas īpašības | Common lietojumprogrammas |
| Termoplastika | Atkārtoti sakausējams un atkārtoti lietojams; parasti stiprs un elastīgs | Prototipi, mehāniskās detaļas, iežogojumi |
| Plastmasas termosektēšana | Pēc sacietēšanas pastāvīgi sacietē; lieliska karstuma pretestība | Elektriskie izolatori, liešana, rūpnieciskās sastāvdaļas |
| Elastomēri | Gumijai līdzīga, ļoti elastīga un elastīga | Valkājamas, plombas, elastīgi savienotāji |
Termoplastika : tie ir visbiežāk izmantotie materiāli 3D drukāšanā, jo tos var izkausēt, pārveidot un pārstrādāt. Tas padara tos universālus daudziem produktiem.
Plastmasas termosettēšana : pēc sacietējušiem šos materiālus nevar atkal izkausēt. To augstā temperatūra un ķīmiskā izturība padara tās piemērotas rūpnieciskām detaļām un komponentiem, kas pakļauti ekstremāliem apstākļiem.
Elastomēri : pazīstams ar savu izstiepumu un elastību, elastomēri ir ideāli piemēroti detaļām, kurām nepieciešama elastība vai atkārtota deformācija, nesalaužot.
Sīkāka informācija par Termoplastika pret termosetting materiāliem.
Plastmasas 3D drukāšanas procesi
Katrs 3D drukāšanas process piedāvā unikālas priekšrocības izmaksu, detaļu un materiālu opciju ziņā. Procesa izvēle ir atkarīga no nepieciešamās daļas kvalitātes, izturības un ražošanas ātruma.
| Procesa | priekšrocības | trūkumi |
| FDM (kausēta nogulsnēšanās modelēšana) | Zemas izmaksas, viegla iestatīšana un plaša materiāla pieejamība | Ierobežota izšķirtspēja, redzamās slāņa līnijas, lēnākas, lai iegūtu augstas detaļas |
| SLA (stereolitogrāfija) | Augsta izšķirtspēja, gluda virsmas apdare | Dārgāki, sveķi var būt trausli |
| SLS (selektīva lāzera saķepināšana) | Augsta izturība, labs sarežģītām ģeometrijām, nav nepieciešami balsti | Augstas izmaksas, raupja virsmas apdare, nepieciešama pulvera apstrāde |
FDM : pazīstams ar savu pieejamību un pieejamību, FDM ir ideāli piemērots ātrai prototipēšanai vai lieliem, mazāk detalizētiem modeļiem. Tas ir populārs izglītības iestatījumos un hobiju lietojumprogrammās, ņemot vērā zemās iekārtas izmaksas.
SLA : SLA ražo ļoti augstas izšķirtspējas daļas, padarot tās lieliski piemērotas sarežģītiem modeļiem, kuriem nepieciešama gluda apdare, piemēram, tās, kuras izmanto rotaslietās vai zobārstniecībā. Tomēr materiāli var būt trausli, ierobežojot to izmantošanu funkcionāliem prototipiem.
SLS : SLS spēja izdrukāt spēcīgas, izturīgas detaļas, neprasot atbalsta struktūras, tas padara to ideālu funkcionāliem prototipiem un detaļām ar sarežģītām iekšējām ģeometrijām. Negatīvie ir tās augstākās izmaksas un nepieciešamība pēc pēcapstrādes, lai uzlabotu virsmas apdari.
FDM 3D drukāšana
FDM jeb kausēta nogulsnēšanās modelēšana ir visplašāk izmantotā 3D drukāšanas tehnoloģija. Tas ir populārs ar tās vienkāršību, rentabilitāti un pieejamo termoplastisko pavedienu daudzveidību.
Populāras FDM 3D drukas materiālu
| materiālu | īpašības | Ideālas lietojumprogrammas |
| Pla | Bioloģiski noārdāms, viegli izdrukājams un zemas izmaksas | Prototipi, hobiju modeļi, vizuālie palīglīdzekļi |
| Abs | Spēcīgs, izturīgs pret triecieniem un karstumizturīgs | Funkcionālās detaļas, automobiļu komponenti |
| Petg | Elastīgs, stiprāks par PLA un ķīmiski izturīgs | Konteineri, mehāniskās detaļas, funkcionālie prototipi |
| Tpu | Elastīgs, gumijai līdzīgs, ļoti elastīgs | Blīves, apavi, elastīgas detaļas |
PLA : Tas ir bioloģiski noārdāms un plaši pieejams, padarot to par materiālu prototipēšanai un izglītības projektiem. Tomēr tam trūkst izturības, kas nepieciešama ilgtermiņa funkcionālai lietošanai.
ABS : Šis materiāls tiek dots priekšroka automobiļu un elektronikas nozarē, jo tas piedāvā labu līdzsvaru starp izturību, karstuma izturību un izturību. Tomēr tai nepieciešama apsildāma gulta un ventilācija emisiju dēļ drukāšanas laikā.
PETG : apvienojot PLA vieglumu un ABS stiprumu, PETG parasti izmanto funkcionālām detaļām, kurām jāiztur stress un ķīmisko vielu iedarbība.
TPU : TPU ir elastīgs kvēldiegs ar gumijai līdzīgām īpašībām, padarot to ideālu detaļām, kurām nepieciešama izturība un elastība, piemēram, valkājamas tehnoloģijas vai blīvējumi.
SLA 3D drukāšana
SLA (stereolitogrāfija) izmanto UV lāzeru, lai šķidros sveķus izārstētu cietās daļās, slāni pa slāni. Tas izceļas, izveidojot ļoti detalizētus un gludus finišus, padarot to īpaši piemērotu nozarēm, kur ir kritiska precizitāte.
Populārā SLA 3D drukas materiālu
| materiālu | īpašības | Kopīgi lietojumi |
| Standarta sveķi | Augsta detaļa, gluda apdare, trausls | Estētiski prototipi, detalizēti modeļi |
| Grūtie sveķi | Izturīga pret triecieniem, labāka izturība | Funkcionālās detaļas, mehāniski komplekti |
| Atlasāmi sveķi | Tīri izdegt par ieguldījumu liešanas lietojumprogrammām | Rotaslietas, zobu liešana |
| Elastīgi sveķi | Gumijai līdzīga elastība, zema pagarinājums pārtraukumā | Satvērēji, valkājami, mīkstas pieskāriena komponenti |
Standarta sveķi : tos plaši izmanto ļoti detalizētu un vizuāli pievilcīgu modeļu izveidošanai, bet bieži ir pārāk trausli funkcionālai lietošanai.
Smagi sveķi : Paredzētas detaļām, kurām nepieciešama lielāka izturība un izturība, šie sveķi ir ideāli piemēroti funkcionāliem prototipiem, kur materiālam jāiztur mehāniskais spriegums.
Izveidojamie sveķi : Šie sveķi tīri sadedzina, padarot tos ideālus metāla detaļu, piemēram, rotaslietu vai zobu vainagu, liešanai, kur ir būtiska precizitāte.
Elastīgi sveķi : Piedāvājot gumijai līdzīgas īpašības, šos sveķus var izmantot lietojumos, kuriem nepieciešama gan detaļa, gan elastība, piemēram, mīksti satvērieni vai valkājamas ierīces.
SLS 3D drukāšana
Selektīvā lāzera saķepināšana (SLS) ir spēcīgs 3D drukāšanas process, kas izmanto lāzeru, lai saķeptu pulveri plastmasu, izveidojot ļoti izturīgas detaļas bez nepieciešamības pēc atbalsta konstrukcijām. SLS parasti izmanto tādās nozarēs kā aviācijas un kosmosa un automobiļu funkcionālu detaļu izveidošanai.
Populārā SLS 3D drukas materiālu
| materiāla | īpašības | ideāli lietojumi |
| Neilons (PA12, PA11) | Spēcīgs, izturīgs un izturīgs pret nodilumu un ķīmiskām vielām | Funkcionālie prototipi, mehāniskās detaļas, iežogojumi |
| Neilons ar stiklu | Paaugstināta stīvums un karstuma izturība | Augstas stresa detaļas, rūpnieciskas lietojumprogrammas |
| Tpu | Elastīgas, izturīgas, gumijai līdzīgas īpašības | Valkājami, elastīgi savienotāji, blīves |
| Alumīds | Neilons, kas sajaukts ar alumīnija pulveri, karstumizturīgs | Stingras detaļas, uzlabotas mehāniskās īpašības |
Neilons : pazīstams ar savu izturību un izturību, neilons ir lieliski piemērots funkcionāliem prototipiem un ražošanas detaļām. Tās izturība pret nodilumu un ķīmiskajām vielām padara to par materiālu mehāniskai un rūpnieciskai lietošanai.
Stikla šķiedru pievienošana ar stiklu palielina stīvumu un karstuma izturību, padarot to piemērotu augstas stresa, augstas temperatūras lietojumprogrammām, piemēram, automobiļu motora komponentiem.
TPU : tāpat kā tā izmantošana FDM, TPU SLS ir lieliska, lai ražotu elastīgas detaļas ar labu izturību, piemēram, blīves, blīves un valkājamas tehnoloģijas.
Alumīds : Šis kompozītmateriāla materiāls ir neilona un alumīnija pulvera sajaukums, kas piedāvā uzlabotu mehānisko izturību un siltuma izturību, padarot to par labu izvēli rūpnieciskām detaļām, kurām nepieciešama papildu stingrība un izturība.
3D drukas materiālu un procesu salīdzinājums
| ir | FDM | SLA | SLS |
| Izšķirtspēja | Zema līdz vidēja | Ļoti augsts | Vidējs |
| Virsmas apdare | Redzamās slāņa līnijas | Gluda, spīdīga | Rupjš, graudains |
| Izturība | Mērens (atkarīgs no materiāla) | Zema līdz vidēja | Augsts (īpaši ar neilonu) |
| Maksāt | Zems | Vidēja vai augsta | Augsts |
| Sarežģīta ģeometrija | Nepieciešamās atbalsta struktūras | Nepieciešamās atbalsta struktūras | Nav nepieciešami balsti |
FDM : vislabākais zema budžeta prototipēšanai un funkcionālām daļām, mazāk uzsverot estētiku.
SLA : Ideāli piemērots ļoti detalizētām, vizuāli patīkamām detaļām, kaut arī ne tik spēcīgām kā FDM vai SLS detaļām.
SLS : nodrošina vislabāko spēka un sarežģītības līdzsvaru funkcionāliem prototipiem un mazas partijas ražošanai, kaut arī par augstākām izmaksām.
Metāla 3D drukāšana
Metāla 3D drukāšana galvenokārt tiek izmantota augstas veiktspējas lietojumos tādās nozarēs kā kosmiskā, automobiļu un medicīnas jomas. Tas ļauj izveidot vieglas, spēcīgas un sarežģītas ģeometrijas, kas tradicionālajai ražošanai nebūtu iespējamas.
Populārā metāla 3D drukas materiālu
| materiāla | raksturlielumi | Kopīgi lietojumi |
| Nerūsējošais tērauds | Izturīgs pret koroziju, izturīgs | Medicīniskie implanti, instrumenti, kosmiskās aviācijas detaļas |
| Alumīnijs | Viegls, korozijai izturīgs, mērens stiprums | Aviācijas un kosmosa, automobiļu, vieglas struktūras |
|
|
|
Titāns | Īpaši stiprs, viegls un bioloģiski saderīgs | Medicīniskie implanti, kosmiskā kosmosa, veiktspējas detaļas | | Inconel | Augstas temperatūras un korozijas izturīgs niķeļa sakausējums | Turbīnu asmeņi, siltummaiņi, izplūdes sistēmas |
Metāla 3D drukas materiāli tiek izvēlēti, pamatojoties uz īpašām uzklāšanas prasībām, piemēram, karstuma izturību, izturību pret koroziju vai bioloģiski savietojamību medicīniskai lietošanai.
Alternatīvas metāla 3D drukāšanai
Ja pilna metāla 3D drukāšana nav nepieciešama, bet jums joprojām ir vajadzīgas uzlabotas īpašības, ir alternatīvas, piemēram, kompozītmateriālu pavedieni vai metāla piepildīta plastmasa.
| Alternatīvas | īpašības | ideālas lietojumprogrammas |
| Saliktie pavedieni | Viegls, paaugstināts stīvums, viegli izdrukājams | Funkcionālie prototipi, vieglas detaļas |
| Plastmasa | Imitē metāla, zemāku izmaksu izskatu un izskatu | Dekoratīvās detaļas, mākslinieciski projekti |
Šie materiāli pieļauj metālam līdzīgas īpašības bez pilna metāla 3D drukāšanas sarežģītības vai izmaksām, padarot tās ideālas funkcionālām detaļām, kurām nav nepieciešama ārkārtēja izturība.
Soli pa solim norādījumi par pareizā 3D drukas materiāla izvēli
1. Definējiet savas pieteikuma prasības
Sāciet skaidri izklāstīt, kas jums ir nepieciešams, lai jūsu 3D drukātā daļa būtu:
Kādas ir nepieciešamās mehāniskās īpašības (izturība, elastība, izturība)?
Vai tas tiks pakļauts karstumam, ķīmiskajām vielām vai citiem vides faktoriem?
Vai tam jābūt drošam, bioloģiski saderīgam vai jāatbilst citiem drošības standartiem vai jāatbilst citiem drošības standartiem?
Kāda ir vēlamā virsmas apdare un izskats?
2. Apsveriet savu 3D drukāšanas procesu
3D drukāšanas tehnoloģija, kuru izmantojat, ietekmēs jūsu materiālu iespējas:
FDM (kausēta nogulsnēšanās modelēšana) printeri izmanto termoplastiskus pavedienus, piemēram, PLA, ABS, PETG un neilonu.
SLA (stereolitogrāfija) un DLP (digitālās gaismas apstrādes) printeri izmanto fotopolimēra sveķus.
SLS (selektīvās lāzera saķepināšanas) printeri parasti izmanto neilona vai TPU pulveri.
Metāla 3D printeri izmanto pulvera metālus, piemēram, nerūsējošo tēraudu, titānu un alumīnija sakausējumus.
3. Salīdziniet materiālu īpašības uz lietojumprogrammas prasībām
Izpētiet ar printeri saderīgu materiālu īpašības un salīdziniet tos ar jūsu lietojumprogrammas vajadzībām:
Lai iegūtu izturību un izturību, apsveriet ABS, neilona vai PETG.
Lai iegūtu elastību, izpētiet TPU vai TPC.
Siltuma izturībai, ABS, neilons vai PEEK ir labas iespējas.
Pārtikas nekaitīgumam vai bioloģiskai savietojamībai izmantojiet īpašus pārtikas kvalitātes vai medicīniskās kvalitātes materiālus.
4. Novērtējiet lietošanas un pēcapstrādes vienkāršību
Apsveriet praktiskumu, strādājot ar katru materiālu:
Dažus materiālus, piemēram, PLA, ir vieglāk izdrukāt nekā citi, piemēram, abs, kuriem var būt nepieciešama apsildāma gulta un slēgts printeris.
Sveķu izdrukas ir jānomazgā un pēc izārstētas, savukārt kvēldiega izdrukām var būt nepieciešama atbalsta noņemšana un slīpēšana.
Daži materiāli ļauj izlīdzināt, gleznot vai citas pēcapstrādes metodes, lai uzlabotu gala rezultātu.
5. izmaksu un pieejamības koeficients
Visbeidzot, apsveriet materiālu izmaksas un pieejamību:
Parastie pavedieni, piemēram, PLA un ABS, parasti ir lētāki un plaši pieejami.
Speciāli materiāli, piemēram, oglekļa šķiedra vai ar metālu piepildītas pavedienus, var maksāt vairāk un ir grūtāk atrast.
SLA, DLP, SLS un metāla printeru sveķi un metāla pulveri parasti ir dārgāki nekā pavedieni.
Secinājums
3D drukas materiāli ir ievērojami paplašinājušies, piedāvājot dažādas iespējas plašam lietojumprogrammu klāstam. Izvēloties materiālu, apsveriet savas īpašās prasības, piemēram, mehāniskās īpašības, termisko stabilitāti un ķīmisko izturību. Izprotot katra materiāla īpašības un pielietojumus, varat izvēlēties labāko iespēju savam 3D drukāšanas projektam.
Lai iegūtu ekspertu norādījumus par jūsu 3D drukāšanas projektu, sazinieties ar mums. Mūsu pieredzējušie inženieri nodrošina visu diennakti tehnisko atbalstu un pacienta norādījumus par visa procesa optimizēšanu. Partneris ar komandu FMG par panākumiem. Mēs pārcelsim jūsu produkciju uz nākamo līmeni.
3D drukas materiālu FAQ (kodolīgi)
1. Kādi ir visizplatītākie 3D drukas materiāli?
Thermoplastics, piemēram, PLA, ABS, PETG un neilons.
2. Kāda ir atšķirība starp PLA un ABS?
PLA: uz augu bāzes, viegli izdrukājams, mazāk stiprs un karstumizturīgs.
ABS: uz naftas bāzes, spēcīgu un karstumizturīgu, nosliece uz deformāciju.
3. Kādi elastīgi 3D drukas materiāli ir pieejami?
TPU (termoplastiskais poliuretāns) un TPC (termoplastiskais līdzpoliceris).
4. Vai jūs varat 3D izdrukāt metāla detaļas?
Jā, ar specializētiem metāla 3D printeriem vai pēcapstrādes plastmasas izdrukām.
5. Vai 3D drukāts plastmasa ir drošs?
Nevis standarta plastmasa, piemēram, PLA un ABS, bet gan specifiski pārtikas kvalitātes materiāli, piemēram, PET un PP.
6. Kāda ir atšķirība starp 3D drukāšanas sveķiem un pavedieniem?
Sveķi: Izmanto SLA, ražo augstas izšķirtspējas, bet trauslas daļas.
Padoties pavedieniem: Izmanto FDM, ražo spēcīgas un stabilas detaļas, visbiežāk.
7. Kā jūs varat pārstrādāt 3D drukas materiālus?
Sasmalciniet un atkārtojiet plastmasu, savāc un šķiro pārstrādi, vai rūpnieciski komposta PLA.
