Tento hĺbkový prehľad skúma široko používané plastové a kovové materiály pre 3D tlač, kontrastuje s ich charakteristikami a použitiami a poskytuje štruktúrovaný prístup, ktorý vám pomôže vybrať optimálny materiál na základe vašich konkrétnych požiadaviek a cieľov.
Plastová 3D tlač
Plastová 3D tlač má revolúciu v výrobe, čo umožňuje rýchlejšie prototypovanie a výrobu vlastnej časti v rôznych odvetviach. Na využitie jeho plného potenciálu je kľúčové pochopenie typov plastických materiálov a dostupných procesov. Každá kombinácia materiálov a procesov poskytuje zreteľné výhody, ktoré sa hodia pre rôzne aplikácie založené na faktoroch, ako je sila, trvanlivosť, flexibilita a kvalita povrchu.
Typy plastových materiálov
3D tlačiarenské materiály sú rozdelené do termoplastov, termosetových plastov a elastomérov. Každý z týchto materiálov sa správa inak pod teplom a stresom, čo priamo ovplyvňuje vhodnosť ich aplikácií.
| Typ materiálu | Kľúčové vlastnosti | bežné aplikácie |
| Termoplasty | Znovu sa uplatňujú a opakovane použiteľné; typicky silné a flexibilné | Prototypy, mechanické časti, kryty |
| Termosetingové plasty | Po vyliečení natrvalo stvrdnite; Vynikajúci tepelný odpor | Elektrické izolátory, odlievanie, priemyselné komponenty |
| Elastoméry | Gumové, vysoko elastické a flexibilné | Nositeľné, tesnenia, flexibilné konektory |
Termoplasty : Toto sú najbežnejšie používané materiály v 3D tlači, pretože sa môžu roztaviť, pretvoriť a recyklovať. Vďaka tomu sú všestranné pre celý rad výrobkov.
Termosetting plasty : Po zatvrdnutí sa tieto materiály nemožno znova roztopiť. Ich vysoká teplota a chemická odolnosť ich robia vhodné pre priemyselné časti a komponenty vystavené extrémnym podmienkam.
Elastoméry : Známe pre svoju roztiahnuteľnosť a flexibilitu, elastoméry sú ideálne pre časti, ktoré si vyžadujú flexibilitu alebo opakovanú deformáciu bez zlomenia.
Viac podrobností o Termoplasty vs. termosetingové materiály.
Plastové procesy 3D tlače
Každý proces 3D tlače ponúka jedinečné výhody z hľadiska nákladov, detailov a materiálnych možností. Výber procesu závisí od požadovanej kvality, trvanlivosti a rýchlosti výroby.
| Spracovať | výhody | nevýhody |
| FDM (modelovanie fúzovaného depozície) | Nízke náklady, ľahké nastavenie a široká dostupnosť materiálov | Obmedzené rozlíšenie, viditeľné vrstvové čiary, pomalšie pre vysoké detaily |
| SLA (stereolitografia) | Vysoké rozlíšenie, hladký povrch povrchu | Drahšie, živice môžu byť krehké |
| SLS (selektívne laserové spekanie) | Vysoká pevnosť, vhodná pre zložité geometrie, nie sú potrebné žiadne podpory | Vysoké náklady, drsná povrchová úprava, vyžadovaná manipulácia s práškom |
FDM : FDM, známa svojou dostupnosťou a dostupnosťou, je ideálna pre rýchle prototypovanie alebo veľké, menej podrobné modely. Je populárny vo vzdelávacích prostrediach a hobbyistských aplikáciách kvôli nízkym vstupným nákladom na vybavenie.
SLA : SLA produkuje časti s veľmi vysokým rozlíšením, vďaka čomu je ideálny pre zložité modely, ktoré vyžadujú hladké povrchové úpravy, ako sú tie, ktoré sa používajú v šperkoch alebo stomatológii. Materiály však môžu byť krehké a obmedzujú ich použitie pre funkčné prototypy.
SLS : Schopnosť SLS tlačiť silné, odolné časti bez potreby podporných štruktúr je ideálna pre funkčné prototypy a časti s komplexnými vnútornými geometriami. Nevýhodou sú jeho vyššie náklady a potreba následného spracovania na zlepšenie povrchovej úpravy.
FDM 3D tlač
FDM alebo fúzované depozičné modelovanie je najčastejšie prijatá technológia 3D tlače. Je populárny pre svoju jednoduchosť, nákladovú efektívnosť a rozmanitosť dostupných termoplastických vlákien.
Populárne FDM 3D tlačové materiály
| Materiály | Charakteristiky | ideálne aplikácie |
| Plan | Biologicky odbúrateľné, ľahko tlačiteľné a nízke náklady | Prototypy, hobby modely, vizuálne pomôcky |
| Absencia | Silné, odolné voči nárazom a tepelne odolné | Funkčné diely, automobilové komponenty |
| Petg | Flexibilný, silnejší ako PLA a chemický odolný | Nádoby, mechanické časti, funkčné prototypy |
| Tpu | Flexibilné, gumové, vysoko elastické | Tesnenia, obuv, flexibilné diely |
PLA : Je biologicky odbúrateľná a široko dostupná, vďaka čomu je materiál pre prototypovanie a vzdelávacie projekty. Chýba mu však trvanlivosť potrebná na dlhodobé funkčné použitie.
ABS : Tento materiál je preferovaný v automobilovom a elektronickom priemysle, pretože ponúka dobrú rovnováhu medzi pevnosťou, tepelným odporom a húževnatosťou. Vyžaduje si však vyhrievané lôžko a vetranie v dôsledku emisií počas tlače.
PETG : Kombinácia ľahkosti PLA a sily ABS sa PETG bežne používa pre funkčné časti, ktoré musia odolávať stresu a vystavenia chemikáliám.
TPU : TPU je flexibilné vlákno s gumovými vlastnosťami, vďaka čomu je ideálny pre diely, ktoré vyžadujú trvanlivosť a flexibilitu, ako sú nositeľné technológie alebo tesnenia.
SLA 3D tlač
SLA (stereolitografia) používa UV laser na vyliečenie tekutej živice do tuhých častí, vrstvy podľa vrstvy. Vyniká pri vytváraní vysoko podrobných a hladkých predmetov, vďaka čomu je obzvlášť vhodná pre priemyselné odvetvia, kde je presnosť kritická.
Populárne SLA 3D tlačové materiály
| Materiály | Charakteristiky | bežné použitie |
| Štandardné živice | Vysoký detail, hladký povrch, krehký | Estetické prototypy, podrobné modely |
| Tvrdé živice | Lepšia odolnosť voči nárazu | Funkčné časti, mechanické zostavy |
| Liati živice | Vyhoríte čisto pre aplikácie na odovzdávanie investícií | Šperky, zubné odlievanie |
| Flexibilné živice | Flexibilita podobná gumáru, nízke predĺženie pri prestávke | Rovkoväte, nosenie, komponenty mäkkých dotykov |
Štandardné živice : Tieto sa široko používajú na vytváranie vysoko podrobných a vizuálne príťažlivých modelov, ale často sú príliš krehké na funkčné použitie.
Tvrdé živice : Navrhnuté pre diely, ktoré vyžadujú väčšiu silu a trvanlivosť, sú tieto živice ideálne pre funkčné prototypy, kde materiál musí odolávať mechanickému napätiu.
Castble Resins : Tieto živice vyhorí čisto, vďaka čomu sú ideálne na odlievanie kovových častí, ako sú šperky alebo zubné korunky, kde je nevyhnutná presnosť.
Flexibilné živice : Tieto živice ponúkajú gumové vlastnosti a môžu byť použité v aplikáciách, ktoré si vyžadujú detail aj flexibilitu, ako sú mäkké úchopy alebo nositeľné zariadenia.
SLS 3D tlač
Selektívne laserové sintrovanie (SLS) je výkonný proces 3D tlače, ktorý používa laser na sinterový práškový plastic, čím vytvára vysoko trvanlivé časti bez potreby podporných štruktúr. SLS sa bežne používa v odvetviach ako Aerospace a Automotive na vytváranie funkčných častí.
Populárne SLS 3D tlačové materiály
| Materiály | Charakteristiky | ideálne použitie |
| Nylon (PA12, PA11) | Silné, odolné a odolné voči opotrebeniu a chemikáliám | Funkčné prototypy, mechanické časti, kryty |
| Nylon naplnený skleneným | Zvýšená tuhosť a tepelný odpor | Časti s vysokým stresom, priemyselné aplikácie |
| Tpu | Elastické, odolné, gumové vlastnosti | Nositeľné, flexibilné konektory, tesnenia |
| Alumid | Nylon zmiešaný s hliníkovým práškom, tepelne odolný | Tuhé časti, vylepšené mechanické vlastnosti |
Nylon : Nylon, známy svojou silou a trvanlivosťou, je ideálny pre funkčné prototypy a výrobné diely. Jeho odolnosť voči opotrebeniu a chemikáliám z neho robí materiál pre mechanické a priemyselné aplikácie.
Nylon naplnený skleneným : Pridanie sklenených vlákien zvyšuje tuhosť a tepelný odpor, vďaka čomu je vhodný pre vysokoteplotné, vysokoteplotné aplikácie, ako sú komponenty automobilového motora.
TPU : Rovnako ako jeho použitie v FDM, aj TPU v SLS je vynikajúca na výrobu flexibilných častí s dobrou trvanlivosťou, ako sú tesnenia, tesnenia a nositeľné technológie.
Alumid : Tento kompozitný materiál je zmesou nylonového a hliníkového prášku, ktorý ponúka zvýšenú mechanickú pevnosť a tepelnú odolnosť, čo z neho robí dobrú voľbu pre priemyselné časti, ktoré si vyžadujú osobitnú tuhosť a trvanlivosť.
Porovnanie 3D tlačiarenských materiálov a procesov
| obsahuje | FDM | SLA | SLS |
| Rozlíšenie | Nízky až stredný | Veľmi vysoký | Médium |
| Povrchová úprava | Viditeľné vrstvy | Hladký, lesklý | Drsný, zrnitý |
| Sila | Mierne (závisí od materiálu) | Nízky až stredný | Vysoký (najmä s nylonom) |
| Náklady | Nízky | Stredná až vysoká | Vysoký |
| Zložité geometrie | Požadované podporné štruktúry | Požadované podporné štruktúry | Nie sú potrebné žiadne podpory |
FDM : Najlepšie pre prototypovanie prototypov s nízkym rozpočtom a funkčné časti s menším dôrazom na estetiku.
SLA : Ideálne pre vysoko podrobné, vizuálne príjemné časti, aj keď nie také silné ako časti FDM alebo SLS.
SLS : Poskytuje najlepšiu rovnováhu sily a zložitosti pre funkčné prototypy a výrobu malých šarží, aj keď za vyššiu cenu.
Kovová 3D tlač
Kovová 3D tlač sa používa primárne pre vysokovýkonné aplikácie v odvetviach, ako sú letecké, automobilové a lekárske polia. Umožňuje vytváranie ľahkých, silných a zložitých geometrií, ktoré by neboli možné pri tradičnej výrobe.
Populárne kovové 3D tlačové materiály
| Charakteristiky | bežné | aplikácie |
| Nehrdzavejúca oceľ | Odolný voči korózii, odolný | Lekárske implantáty, náradie, letecké časti |
| Hliník | Ľahká, korózia odolná, mierna pevnosť | Letecký, automobilový, ľahký |
|
|
|
Titanium | Mimoriadne silné, ľahké a biokompatibilné Lekárske implantáty, letectvo, výkonné diely | Inconel | Vysoko teplota a zliatiny niklu odolnej voči korózii | Čepele turbíny, výmenníky tepla, výfukové systémy
Kovové 3D tlačové materiály sa vyberajú na základe konkrétnych požiadaviek na aplikáciu, ako je napríklad tepelná odolnosť, odolnosť proti korózii alebo biokompatibilita pri lekárskom používaní.
Alternatívy k kovovej 3D tlači
Ak nie je potrebná tlačiareň s úplným kovom, ale stále potrebujete vylepšené vlastnosti, existujú alternatívy, ako sú kompozitné vlákna alebo kovové plasty.
| Alternatívne | charakteristiky | ideálne aplikácie |
| Kompozitné vlákna | Ľahká, zvýšená tuhosť, ľahko sa tlačila | Funkčné prototypy, ľahké diely |
| Plastický plast | Simuluje vzhľad a dojem kovu, nižšie náklady | Dekoratívne diely, umelecké projekty |
Tieto materiály umožňujú kovové vlastnosti bez zložitosti alebo nákladov na 3D tlač 3D kovu, vďaka čomu sú ideálne pre funkčné časti, ktoré nevyžadujú extrémnu pevnosť.
Postupné pokyny pre výber správneho 3D tlačového materiálu
1. Definujte požiadavky na aplikáciu
Začnite jasne načrtnutím toho, čo potrebujete, aby ste urobili svoju 3D tlačenú časť:
Aké sú potrebné mechanické vlastnosti (sila, flexibilita, trvanlivosť)?
Bude vystavený tepla, chemikáliám alebo iným faktorom životného prostredia?
Musí to byť bezpečné, biokompatibilné alebo spĺňať ďalšie bezpečnostné normy?
Aký je požadovaný povrchový povrch a vzhľad?
2. Zvážte proces 3D tlače
Technológia 3D tlače, ktorú používate, ovplyvní vaše materiálne možnosti:
FDM (fúzované depozičné modelovanie) Tlačiarne používajú termoplastické vlákna ako PLA, ABS, PETG a nylon.
SLA (stereolitografia) a DLP (spracovanie digitálneho svetla) tlačiarne používajú fotopolymérne živice.
SLS (selektívne laserové spekanie) tlačiarne zvyčajne používajú práškový nylon alebo TPU.
Kovové 3D tlačiarne používajú práškové kovy, ako sú zliatiny z nehrdzavejúcej ocele, titán a hliníkové zliatiny.
3. Zhoda materiálových vlastností k požiadavkám na aplikáciu
Preskúmajte vlastnosti materiálov kompatibilných s vašou tlačiarňou a porovnajte ich s potrebami vašej aplikácie:
Pre silu a trvanlivosť zvážte ABS, Nylon alebo Petg.
Pre flexibilitu sa pozrite na TPU alebo TPC.
Pre tepelný odpor sú ABS, nylon alebo Peek dobré možnosti.
Na bezpečnosť potravín alebo biokompatibilitu použite špecializované materiály na úrovni potravín alebo lekárskeho stupňa.
4. Vyhodnoťte ľahké použitie a následné spracovanie
Zvážte praktickosti práce s každým materiálom:
Niektoré materiály, napríklad PLA, sa ľahšie tlačia ako iné, napríklad ABS, ktoré môžu vyžadovať vyhrievanú lôžko a uzavretú tlačiareň.
Výtlačky živice je potrebné umyť a po vytvrdení, zatiaľ čo výtlačky vlákna môžu potrebovať podporné odstránenie a brúsenie.
Niektoré materiály umožňujú vyhladenie, maľovanie alebo iné techniky následného spracovania na zlepšenie konečného výsledku.
5. Faktor nákladov a dostupnosti
Nakoniec zvážte náklady a dostupnosť materiálov:
Bežné vlákna ako PLA a ABS sú všeobecne lacnejšie a široko dostupné.
Špeciálne materiály, ako sú uhlíkové vlákniny alebo kovové vlákna, môžu stáť viac a je ťažšie ich nájsť.
Živice a kovové prášky pre SLA, DLP, SLS a kovové tlačiarne majú tendenciu byť drahšie ako vlákna.
Záver
3D tlačiarenské materiály sa výrazne rozšírili a ponúkajú rôzne možnosti pre širokú škálu aplikácií. Pri výbere materiálu zvážte svoje špecifické požiadavky, ako sú mechanické vlastnosti, tepelná stabilita a chemický odpor. Pochopením vlastností a aplikácií každého materiálu si môžete vybrať najlepšiu voľbu pre váš projekt 3D tlač.
Ak potrebujete odborné usmernenie vo vašom projekte 3D tlače, kontaktujte nás. Naši skúsení inžinieri poskytujú technickú podporu 24 hodín denne, 7 dní v týždni a vedenie pacientov pri optimalizácii celého procesu. Partner s tímom FMG pre úspech. Vezmeme vašu výrobu na ďalšiu úroveň.
3D tlačové materiály FAQ (stručné)
1. Aké sú najbežnejšie 3D tlačové materiály?
Termoplasty ako PLA, ABS, PETG a Nylon.
2. Aký je rozdiel medzi PLA a ABS?
PLA: rastlinná, ľahko tlačiteľná, menej silná a odolná voči teplu.
ABS: ropné, silné a odolné voči tepelne, náchylné na deformáciu.
3. Aké flexibilné 3D tlačové materiály sú k dispozícii?
TPU (termoplastický polyuretán) a TPC (termoplastický co-polyester).
4. Môžete 3D tlačiť kovové diely?
Áno, so špecializovanými kovovými 3D tlačiarňami alebo po spracovaní plastových výtlačkov.
5. Sú 3D tlačené plasty bezpečné?
Nie sú štandardné plasty ako PLA a ABS, ale špecifické materiály potravín, ako sú PET a PP.
6. Aký je rozdiel medzi 3D tlačiarenskými živkami a vláknami?
Živice: Používa sa v SLA, produkujú vysoké rozlíšenie, ale krehké časti.
Vlákna: Používa sa v FDM, produkujú silné a stabilné časti, najbežnejšie.
7. Ako môžete recyklovať 3D tlačové materiály?
Grind a znovu vylúčiť plasty, zbierajte a triedte na recykláciu alebo priemyselne kompost PLA.
