Цей поглиблений огляд досліджує широко використовувані пластикові та металеві матеріали для 3D-друку, протиставляє їх характеристики та використання та забезпечує структурований підхід, який допоможе вам вибрати оптимальний матеріал на основі ваших конкретних вимог та цілей.
Пластиковий 3D -друк
Пластиковий 3D -друк здійснив революцію в виробництві, що забезпечує швидке прототипування та виробництво на замовлення в різних галузях. Для використання повного потенціалу, розуміння типів пластикових матеріалів та процесів є ключовим. Кожна комбінація матеріалу та процесів забезпечує чіткі переваги, що підходить для різних застосувань на основі таких факторів, як міцність, довговічність, гнучкість та якість поверхні.
Типи пластикових матеріалів
3D -друкарські матеріали класифікуються на термопластики, термореактивні пластмаси та еластомери. Кожен з цих матеріалів поводиться по -різному під теплом і стресом, що безпосередньо впливає на придатність їх застосувань.
| Тип матеріалу | Ключові властивості | Загальні програми |
| Термопластики | Повторне розбиття та багаторазове використання; як правило, сильний і гнучкий | Прототипи, механічні частини, корпуси |
| Термореактивна пластмаса | Гарден постійно після затвердіння; Відмінна теплостійкість | Електричні ізолятори, кастинг, промислові компоненти |
| Еластомери | Гумоподібні, дуже еластичні та гнучкі | Носіння, ущільнювачі, гнучкі роз'єми |
Термопластики : Це найбільш часто використовувані матеріали в 3D -друку, оскільки їх можна розплавити, переробити та переробляти. Це робить їх універсальними для ряду продуктів.
Терморетинг пластмас : Після затвердіння ці матеріали не можуть бути розплавлені знову. Їх висока температура та хімічна стійкість роблять їх придатними для промислових частин та компонентів, що піддаються впливу екстремальних умов.
Еластомери : Відомий своєю розтягненням та гнучкістю, еластомери ідеально підходять для деталей, які потребують гнучкості або повторної деформації, не порушуючи.
Детальніше про Термопластики проти термореакційних матеріалів.
Пластикові 3D -процеси друку
Кожен процес 3D -друку пропонує унікальні переваги з точки зору витрат, деталей та матеріалів. Вибір процесу залежить від необхідної якості частини, довговічності та швидкості виробництва.
| Недоліки | Переваги | переваг |
| FDM (плавлене моделювання осадження) | Низька вартість, проста установка та широка доступність матеріалів | Обмежена роздільна здатність, видимі лінії шару, повільніше для високої деталі |
| SLA (стереолітографія) | Висока роздільна здатність, гладка обробка поверхні | Дорожче, смоли можуть бути крихкими |
| SLS (вибіркове лазерне спікання) | Висока міцність, корисна для складних геометрів, не потрібні опори | Висока вартість, шорстка обробка поверхні, обробка порошку Потрібна |
FDM : Відомий своєю доступністю та доступністю, FDM ідеально підходить для швидкого прототипування або великих, менш детальних моделей. Він популярний у навчальних умовах та програмах -хобі завдяки низькій вартості входу обладнання.
SLA : SLA виробляє деталі з дуже високою роздільною здатністю, що робить його ідеальним для складних моделей, які потребують плавної обробки, наприклад, що використовуються в ювелірних виробах або стоматології. Однак матеріали можуть бути крихкими, обмежуючи їх використання для функціональних прототипів.
SLS : Здатність SLS друкувати міцні, довговічні деталі без потреб підтримки конструкцій робить його ідеальним для функціональних прототипів та деталей зі складними внутрішніми геометріями. Мінус-це більша вартість та потреба в післяобробці для поліпшення обробки поверхні.
FDM 3D -друк
FDM, або змивається моделювання осадження, є найбільш широко прийнятою технологією 3D -друку. Він популярний своєю простотою, економічною ефективністю та різноманітністю наявних термопластичних нитків.
Популярні матеріали FDM 3D -друкарні
| Матеріали | Ідеальні | програми |
| Котлет | Біологічно розкладається, простий у надруковій та низьку вартість | Прототипи, моделі хобі, візуальні посібники |
| Абс | Сильний, стійкий до удару та теплостійкий | Функціональні частини, автомобільні компоненти |
| Петг | Гнучкий, сильніший за PLA та хімічний стійкий | Контейнери, механічні частини, функціональні прототипи |
| TPU | Гнучкий, гумоподібний, дуже еластичний | Прокладки, взуття, гнучкі деталі |
PLA : Це біологічно розкладається та широко доступний, що робить його матеріалом для прототипування та освітніх проектів. Однак йому не вистачає довговічності, необхідної для тривалого функціонального використання.
ABS : Цей матеріал є кращим у автомобільній та електронічній галузях, оскільки він пропонує хороший баланс між силою, теплостійкістю та міцністю. Однак для цього потрібні нагріті ліжко та вентиляція через викиди під час друку.
PETG : Поєднуючи простоту PLA та міцність ABS, PETG зазвичай використовується для функціональних частин, які потребують протистояння стресу та впливу хімікатів.
TPU : TPU-це гнучка нитка з гумоподібними властивостями, що робить її ідеальною для деталей, які потребують довговічності та гнучкості, таких як носіння технологій або ущільнювачів.
3D -друк SLA
SLA (стереолітографія) використовує УФ -лазер для вилікування рідкої смоли в тверді частини, шар по шару. Він досконалий у створенні дуже детальних та плавних об'єктів, що робить його особливо придатним для галузей, де точність є критичною.
Популярні матеріали SLA 3D -друкарні
| Матеріали | Загальне | використання |
| Стандартні смоли | Висока деталь, гладка обробка, крихка | Естетичні прототипи, детальні моделі |
| Жорсткі смоли | Стійкий до удару, краща довговічність | Функціональні частини, механічні збори |
| Кидаючі смоли | Вигоріть чисто для додатків для інвестицій | Ювелірні вироби, стоматологічна кастинг |
| Гнучкі смоли | Гумоподібна гнучкість, низьке подовження при перерві | Ручки, носіння, компоненти м'якого дотику |
Стандартні смоли : Вони широко використовуються для створення дуже детальних та візуально привабливих моделей, але часто занадто крихкі для функціонального використання.
Жорсткі смоли : Розроблені для деталей, які потребують більшої сили та довговічності, ці смоли ідеально підходять для функціональних прототипів, де матеріал повинен протистояти механічним напруженням.
Кидлюючі смоли : Ці смоли спалюють чисто, що робить їх ідеальними для лиття металевих деталей, таких як ювелірні вироби або зубні коронки, де точність є життєво важливою.
Гнучкі смоли : Пропонуючи гумоподібні властивості, ці смоли можуть використовуватися в додатках, що вимагають як деталі, так і гнучкості, таких як м'які ручки або носячі пристрої.
SLS 3D -друк
Селективне лазерне спікання (SLS) - це потужний процес 3D -друку, який використовує лазер для спінтерного порошкового пластику, створюючи високо міцні деталі без необхідності підтримки конструкцій. SLS зазвичай використовується в таких галузях, як аерокосмічна та автомобільна для створення функціональних частин.
Популярні SLS 3D -друкарські матеріали
| Матеріали | Матеріали | Ідеальне використання |
| Нейлон (PA12, PA11) | Міцні, міцні та стійкі до зносу та хімічних речовин | Функціональні прототипи, механічні частини, корпуси |
| Наповнений склом нейлон | Підвищена жорсткість і теплостійкість | Частини високого стресу, промислові програми |
| TPU | Еластичні, довговічні, гумоподібні властивості | Носіння, гнучкі роз'єми, прокладки |
| Алюмінія | Нейлон, змішаний з алюмінієвим порошком | Жорсткі частини, посилені механічні властивості |
Нейлон : Відомий своєю міцністю та довговічністю, нейлон ідеально підходить для функціональних прототипів та виробничих деталей. Його стійкість до зносу та хімікатів робить його матеріалом для механічних та промислових застосувань.
Наповнений склом нейлон : Додавання скляних волокон збільшує жорсткість і теплову стійкість, що робить його придатним для високотемпературних застосувань, таких як компоненти автомобільного двигуна.
TPU : Як і його використання у FDM, TPU в SLS відмінно підходить для отримання гнучких деталей з хорошою міцністю, такими як ущільнювачі, прокладки та носячі технології.
Алюмінй : Цей композитний матеріал - це суміш нейлонового та алюмінієвого порошку, що пропонує підвищену механічну міцність та теплову стійкість, що робить його хорошим вибором для промислових частин, які потребують додаткової жорсткості та довговічності.
Порівняння 3D -друкарських матеріалів та процесів
| містить | FDM | SLA | SLS |
| Роздільна здатність | Низький до середнього | Дуже високий | Середній |
| Поверхнева обробка | Видимі лінії шару | Гладкий, глянсовий | Грубий, зернистий |
| Міцність | Помірний (залежить від матеріалу) | Низький до середнього | Високий (особливо з нейлоном) |
| Вартість | Низький | Середній до високого | Високий |
| Складні геометрії | Необхідні структури підтримки | Необхідні структури підтримки | Не потрібні підтримки |
FDM : Найкраще для низькобюджетного прототипування та функціональних частин з меншим акцентом на естетику.
SLA : Ідеально підходить для дуже детальних, візуально приємних деталей, хоча і не настільки сильні, як FDM або SLS.
SLS : забезпечує найкращий баланс сили та складності для функціональних прототипів та виробництва невеликої партії, хоча і з більшою вартістю.
Металевий 3D -друк
Металевий 3D-друк в основному використовується для високопродуктивних застосувань у таких галузях, як аерокосмічна, автомобільна та медична галузь. Це дозволяє створити легкі, сильні та складні геометрії, що було б неможливо при традиційному виробництві.
Популярні металеві 3D -друкарні матеріали
| характеристики | Загальні | програми |
| Нержавіюча сталь | Корозійна стійкий, довговічний | Медичні імплантати, інструменти, аерокосмічні частини |
| Алюміній | Легка, корозійна, помірна сила | Аерокосмічні, автомобільні, легкі конструкції |
|
|
|
Титан | Надзвичайно сильні, легкі та біосумісні | Медичні імплантати, аерокосмічна, деталі праці | | Inconel | Високотемпература та стійкий до корозії нікель-сплав | Турбінові леза, теплообмінники, вихлопні системи |
Металеві 3D -друкарні матеріали вибираються на основі конкретних вимог до застосування, таких як тепловідповідальність, корозійна стійкість або біосумісність для медичного використання.
Альтернативи металевому 3D -друку
Якщо повна металева 3D-друк не потрібна, але вам все одно потрібні вдосконалені властивості, є такі альтернативи, як композитні нитки або пластмаси, наповнені металом.
| Альтернативні | характеристики | Ідеальні програми |
| Складені нитки | Легка, підвищена жорсткість, проста у друкованому | Функціональні прототипи, легкі деталі |
| Металевий пластик | Імітує зовнішній вигляд металу, менші витрати | Декоративні частини, художні проекти |
Ці матеріали дозволяють мати металеві властивості без складності або вартості повного металевого 3D-друку, що робить їх ідеальними для функціональних деталей, які не потребують екстремальної міцності.
Покрокове керівництво для вибору правильного 3D-друкарського матеріалу
1. Визначте свої вимоги до заявки
Почніть з чіткого окреслення того, що вам потрібна ваша 3D -друкована частина:
Які необхідні механічні властивості (міцність, гнучкість, довговічність)?
Чи буде це впливати на тепло, хімічні речовини чи інші фактори навколишнього середовища?
Чи потрібно бути безпечним для їжі, біосумісними чи відповідати іншим стандартам безпеки?
Що таке бажана обробка поверхні та зовнішній вигляд?
2. Розгляньте свій процес 3D -друку
Технологія 3D -друку, якою ви використовуєте, впливатиме на ваші матеріальні варіанти:
Принтери FDM (злиті осадження) використовують термопластичні нитки, такі як PLA, ABS, PETG та нейлон.
Принтери SLA (стереолітографія) та DLP (цифрова обробка світла) використовують фотополімерні смоли.
SLS (вибіркове лазерне спікання) принтери зазвичай використовують порошкоподібний нейлон або TPU.
Металеві 3D -принтери використовують порошкові метали, такі як нержавіюча сталь, титановий та алюмінієвий сплави.
3. Матеріали властивостей матеріалів до вимог до застосування
Дослідіть властивості матеріалів, сумісних з вашим принтером, і порівняйте їх із потребами вашої програми:
Для міцності та довговічності розгляньте ABS, нейлон або PETG.
Для гнучкості загляньте в TPU або TPC.
Для теплостійкості, ABS, Nylon або Peek - це хороші варіанти.
Для безпеки харчових продуктів або біосумісності використовуйте спеціалізовані продукти харчування або медичні матеріали.
4. Оцініть простоту використання та післяобробка
Розглянемо практику роботи з кожним матеріалом:
Деякі матеріали, як PLA, простіше друкувати, ніж інші, як ABS, які можуть зажадати нагрітому ліжку та закритим принтером.
Відбитки смоли потрібно мити та після вирізання, тоді як відбитки нитки можуть потребувати зняття підтримки та шліфування.
Деякі матеріали дозволяють згладити, малювати або інші методи післяобробки для підвищення кінцевого результату.
5. Фактор вартості та доступності
Нарешті, розглянемо вартість та доступність матеріалів:
Поширені нитки, такі як PLA та ABS, як правило, дешевші та широко доступні.
Спеціальні матеріали, такі як вуглецеве волокно або наповнені металами нитки, можуть коштувати дорожче і бути важче знайти.
Смоли та металеві порошки для SLA, DLP, SLS та металевих принтерів, як правило, цінніші, ніж нитки.
Висновок
3D -друкарські матеріали значно розширені, пропонуючи різноманітні варіанти для широкого спектру додатків. Вибираючи матеріал, розглянемо свої конкретні вимоги, такі як механічні властивості, теплову стійкість та хімічну стійкість. Розуміючи властивості та програми кожного матеріалу, ви можете вибрати найкращий варіант для свого проекту 3D -друку.
Для експертних рекомендацій щодо вашого проекту 3D -друку зв'яжіться з нами. Наші досвідчені інженери надають цілодобову технічну підтримку та керівництво пацієнтом щодо оптимізації всього процесу. Партнерство з Team FMG для успіху. Ми піднімемо ваше виробництво на наступний рівень.
FAQ 3D -друкарні (стислі)
1. Які найпоширеніші 3D -друкарські матеріали?
Термопластики, такі як PLA, ABS, PETG та нейлон.
2. Яка різниця між PLA та ABS?
PLA: на рослинній основі, легкий друк, менш міцний і стійкий до тепла.
ABS: Нафта на нафту, сильна та теплостійка, схильна до викривлення.
3. Які гнучкі 3D -друкарські матеріали доступні?
TPU (термопластичний поліуретан) і TPC (термопластичний співплітер).
4. Чи можете ви 3D -друковані металеві деталі?
Так, за допомогою спеціалізованих металевих 3D-принтерів або за допомогою пластикових відбитків після обробки.
5. Чи є 3D-друкована пластмаса безпечна їжа?
Не стандартні пластмаси, такі як PLA та ABS, але конкретні продукти харчування, такі як PET та PP.
6. Яка різниця між 3D -друкарськими смолами та нитками?
Смоли: Використовується в SLA, виробляє високу роздільну здатність, але крихкі частини.
Нитки: Використовується в FDM, виробляють міцні та стабільні частини, найпоширеніші.
7. Як можна переробити 3D -друкарські матеріали?
Подрібнюйте та повторно вивчайте пластмас, збирайте та сортуйте для переробки або промислово компосту PLA.
