Ar kada susimąstėte, kodėl 3D spausdinimo technologija populiarėja ir keičia senesnes tradicines gamybos technologijas?
Jei bandytumėte išvardyti priežastis, kodėl vyksta ši transformacija, sąrašas greičiausiai prasidės nuo pritaikymo. Žmonės ieško suasmeninimo. Jie mažiau domisi standartizavimu.
Būtent dėl šio žmonių elgesio pokyčio ir 3D spausdinimo technologijos gebėjimo patenkinti žmonių suasmeninimo poreikį, pritaikant gaminius pagal individualius poreikius, ji gali pakeisti tradiciškai standartizavimu pagrįstas gamybos technologijas.
Lankstumas yra paslėptas veiksnys, slypintis už žmonių siekio suasmeninti gaminius. O tai, kad rinkoje yra lanksčių 3D spausdinimo medžiagų, leidžiančių vartotojams kurti vis lankstesnes dalis ir funkcinius prototipus, kai kuriems vartotojams yra tikras džiaugsmas.
3D spausdinta mada ir 3D spausdinti protezai yra pavyzdžiai, kuriuose reikėtų įvertinti 3D spausdinimo lankstumą.
Gumos 3D spausdinimas yra sritis, kuri vis dar tiriama ir dar neišplėtota. Tačiau kol kas neturime gumos 3D spausdinimo technologijos, nes kol guma netaps visiškai spausdinama, turėsime tenkintis alternatyvomis.
Remiantis tyrimais, artimiausios gumos alternatyvos vadinamos termoplastiniais elastomerais. Yra keturi skirtingi lanksčių medžiagų tipai, kuriuos šiame straipsnyje išsamiai apžvelgsime.
Šios lanksčios 3D spausdinimo medžiagos vadinamos TPU, TPC, TPA ir minkšta PLA. Pradėsime trumpai apžvelgdami lanksčias 3D spausdinimo medžiagas apskritai.
Koks yra lanksčiausias siūlas?
Pasirinkę lanksčius filamentus kitam 3D spausdinimo projektui, atsivers daugybė skirtingų galimybių jūsų spaudiniams.
Naudodami lanksčiąją giją galite ne tik spausdinti įvairius objektus, bet ir, jei turite dviejų ar kelių galvučių ekstruderį su spausdintuvu, galite atspausdinti gana nuostabius dalykus, naudodami šią medžiagą.
Naudodami savo spausdintuvą galite atspausdinti detales ir funkcinius prototipus, tokius kaip pagal užsakymą pagaminti šlepetės, įtempimo rutulinės galvutės ar tiesiog vibracijos slopintuvai.
Jei esate pasiryžę naudoti „Flexi“ giją savo objektų spausdinimui, jums tikrai pavyks savo vaizduotę priartinti prie realybės.
Šiandien šioje srityje yra tiek daug įvairių variantų, kad sunku įsivaizduoti, kiek laiko praėjo 3D spausdinimo srityje be šios spausdinimo medžiagos.
Anuomet vartotojams spausdinimas lanksčiais siūlais buvo tikras galvos skausmas. Sunkumą lėmė daugelis veiksnių, susijusių su vienu bendru faktu – šios medžiagos yra labai minkštos.
Dėl lanksčios 3D spausdinimo medžiagos minkštumo jas buvo rizikinga spausdinti bet kokiu spausdintuvu, todėl reikėjo kažko tikrai patikimo.
Dauguma to meto spausdintuvų susidūrė su stūmimo virvelės efekto problema, todėl, kai tuo metu per purkštuką stūmėte ką nors be jokio standumo, jis sulinkdavo, susisukdavo ir priešindavosi jam.
Kiekvienas, kas yra susipažinęs su siūlų pylimu iš adatos bet kokio audinio siuvimui, gali susieti jį su šiuo reiškiniu.
Be stūmimo efekto problemos, minkštesnių gijų, tokių kaip TPE, gamyba buvo labai sudėtinga užduotis, ypač esant geriems tolerancijoms.
Jei atsižvelgsite į prastą toleranciją ir pradėsite gamybą, yra tikimybė, kad jūsų pagamintam kaitinamajam siūlui teks prastai atlikti detalizavimo, įstrigimo ir ekstruzijos procesus.
Tačiau padėtis pasikeitė, šiuo metu yra įvairių minkštų gijų, kai kurios iš jų netgi pasižymi elastingomis savybėmis ir skirtingu minkštumo lygiu. Minkštos PLA, TPU ir TPE yra tik keli pavyzdžiai.
Kietumas pagal krantą
Tai yra įprastas kriterijus, kurį galite matyti, kai gijų gamintojai mini savo 3D spausdinimo medžiagos pavadinimą.
Kietumas pagal krantą apibrėžiamas kaip kiekvienos medžiagos atsparumo įspaudimui matas.
Ši skalė buvo išrasta anksčiau, kai žmonės neturėjo jokio pagrindo kalbėdami apie bet kokios medžiagos kietumą.
Taigi, prieš išrandant Šoro kietumą, žmonės turėjo remtis savo patirtimi kitiems, norėdami paaiškinti bet kurios medžiagos, su kuria jie eksperimentavo, kietumą, o ne minėti skaičių.
Šis mastelis tampa svarbiu veiksniu, svarstant, kokią liejimo medžiagą pasirinkti funkcinio prototipo detalės gamybai.
Pavyzdžiui, kai norite rinktis iš dviejų gumų gipso formos stovinčios balerinos gamybai, kietumas pagal Šorą rodytų, kad trumpo 70 A kietumo guma yra mažiau naudinga nei guma, kurios kietumas pagal Šorą yra 30 A.
Paprastai, dirbant su filamentais, žinote, kad rekomenduojamas lanksčios medžiagos kietumas pagal Šorą svyruoja nuo 100 A iki 75 A.
Akivaizdu, kad lanksti 3D spausdinimo medžiaga, kurios kietumas pagal Shore yra 100 A, būtų kietesnė nei ta, kurios kietumas yra 75 A.
Į ką atkreipti dėmesį perkant lanksčią giją?
Perkant bet kokį kaitinimo siūlą, reikia atsižvelgti į įvairius veiksnius, ne tik į lanksčius.
Turėtumėte pradėti nuo svarbiausio centrinio taško, pavyzdžiui, medžiagos kokybės, kuri lems gerai atrodančią funkcinio prototipo dalį.
Tuomet turėtumėte pagalvoti apie tiekimo grandinės patikimumą, t. y. medžiaga, kurią naudojate vieną kartą 3D spausdinimui, turėtų būti nuolat prieinama, kitaip galiausiai sunaudosite bet kokią riboto naudojimo 3D spausdinimo medžiagą.
Apsvarsčius šiuos veiksnius, reikėtų pagalvoti apie didelį elastingumą ir platų spalvų pasirinkimą. Mat ne kiekviena lanksti 3D spausdinimo medžiaga yra prieinama norimos spalvos.
Įvertinę visus šiuos veiksnius, galite palyginti įmonės klientų aptarnavimą ir kainą su kitomis rinkoje esančiomis įmonėmis.
Dabar išvardinsime kai kurias medžiagas, kurias galite pasirinkti spausdindami lanksčią detalę arba funkcinį prototipą.
Lanksčių 3D spausdinimo medžiagų sąrašas
Visos toliau išvardytos medžiagos pasižymi tam tikromis pagrindinėmis savybėmis, pavyzdžiui, yra lanksčios ir minkštos. Medžiagos pasižymi puikiu atsparumu nuovargiui ir geromis elektrinėmis savybėmis.
Jos pasižymi išskirtiniu vibracijos slopinimu ir smūgių atsparumu. Šios medžiagos yra atsparios chemikalams ir oro sąlygoms, jos yra atsparios plyšimui ir dilimui.
Visi jie yra perdirbami ir pasižymi geru smūgių sugėrimu.
Spausdintuvo reikalavimai spausdinimui naudojant lanksčias 3D spausdinimo medžiagas
Prieš spausdinant su šiomis medžiagomis, yra keletas standartinių įsitikinimų, kuriuos reikia nustatyti spausdintuvui.
Jūsų spausdintuvo ekstruderio temperatūros diapazonas turėtų būti nuo 210 iki 260 laipsnių Celsijaus, o sluoksnio temperatūros diapazonas turėtų būti nuo aplinkos temperatūros iki 110 laipsnių Celsijaus, priklausomai nuo medžiagos, kurią norite spausdinti, stiklėjimo temperatūros.
Rekomenduojamas spausdinimo greitis spausdinant su lanksčiomis medžiagomis gali būti nuo penkių milimetrų per sekundę iki trisdešimties milimetrų per sekundę.
Jūsų 3D spausdintuvo ekstruderio sistema turėtų būti tiesioginės pavaros, todėl rekomenduojama turėti aušinimo ventiliatorių, kad būtų galima greičiau apdoroti jūsų gaminamas detales ir funkcinius prototipus.
Spausdinimo su šiomis medžiagomis iššūkiai
Žinoma, prieš spausdindami su šiomis medžiagomis, turite atkreipti dėmesį į kai kuriuos dalykus, atsižvelgiant į sunkumus, su kuriais anksčiau susidūrė vartotojai.
-Yra žinoma, kad spausdintuvo ekstruderiai prastai apdoroja termoplastinius elastomerus.
-Jie sugeria drėgmę, todėl tikėkitės, kad jūsų atspaudas padidės, jei siūlas nebus tinkamai laikomas.
-Termoplastiniai elastomerai yra jautrūs greitiems judesiams, todėl stumiami per ekstruderį jie gali sulinkti.
TPU
TPU reiškia termoplastinį poliuretaną. Jis yra labai populiarus rinkoje, todėl perkant lanksčius filamentus, didelė tikimybė, kad su šia medžiaga susidursite dažniau, palyginti su kitais filamentais.
Rinkoje jis garsėja didesniu standumu ir lengvesniu išstūmimu nei kiti siūlai.
Ši medžiaga pasižymi dideliu tvirtumu ir ilgaamžiškumu. Jos elastingumas siekia 600–700 procentų.
Šios medžiagos kietumas pagal krantą svyruoja nuo 60 A iki 55 D. Ji pasižymi puikiu spausdinamumu, yra pusiau skaidri.
Dėl cheminio atsparumo gamtoje esantiems riebalams ir aliejams ji labiau tinka naudoti su 3D spausdintuvais. Ši medžiaga pasižymi dideliu atsparumu dilimui.
Spausdinant su TPU, rekomenduojama spausdintuvo temperatūrą palaikyti nuo 210 iki 230 laipsnių Celsijaus, o pagrindo temperatūrą – nuo nešildomos iki 60 laipsnių Celsijaus.
Spausdinimo greitis, kaip minėta aukščiau, turėtų būti nuo penkių iki trisdešimties milimetrų per sekundę, o norint prilipti prie pagrindo, rekomenduojama naudoti „Kapton“ arba dažytojo juostą.
Ekstruderis turėtų būti tiesioginės pavaros, o aušinimo ventiliatorius nerekomenduojamas, bent jau pirmiesiems šio spausdintuvo sluoksniams.
TPC
Jie reiškia termoplastinį kopoliesterį. Chemiškai tai yra polieterio esteriai, kurių sudėtyje yra pakaitomis atsitiktinai išdėstytų ilgų arba trumpų grandinių glikolių.
Šios dalies kietieji segmentai yra trumpos grandinės esterių vienetai, o minkštieji segmentai paprastai yra alifatiniai polieteriai ir poliesterio glikoliai.
Kadangi ši lanksti 3D spausdinimo medžiaga laikoma inžinerinės klasės medžiaga, ją pamatytumėte rečiau nei TPU.
TPC tankis yra mažas, o elastingumas svyruoja nuo 300 iki 350 procentų. Jo kietumas pagal Šorą svyruoja nuo 40 iki 72 D.
TPC pasižymi geru atsparumu cheminėms medžiagoms, dideliu stiprumu ir geru terminiu stabilumu bei atsparumu temperatūrai.
Spausdinant su TPC, rekomenduojama palaikyti 220–260 laipsnių Celsijaus temperatūrą, spausdinimo sluoksnio temperatūrą – 90–110 laipsnių Celsijaus, o spausdinimo greitį – tokį patį kaip ir spausdinant su TPU.
TPA
Cheminis TPE ir nailono kopolimeras, vadinamas termoplastiniu poliamidu, yra lygios ir blizgios nailono tekstūros bei TPE privalumo lankstumo derinys.
Jis pasižymi dideliu lankstumu ir elastingumu nuo 370 iki 497 procentų, o kietumas pagal Šorą yra nuo 75 iki 63 A.
Jis yra itin patvarus ir pasižymi tokiomis pačiomis spausdinimo savybėmis kaip ir TPC. Jis pasižymi geru atsparumu karščiui ir sluoksnių sukibimu.
Spausdinant šią medžiagą, spausdintuvo ekstruderio temperatūra turėtų būti nuo 220 iki 230 laipsnių Celsijaus, o spausdinimo sluoksnio temperatūra – nuo 30 iki 60 laipsnių Celsijaus.
Jūsų spausdintuvo spausdinimo greitis gali būti toks pat, koks rekomenduojamas spausdinant TPU ir TPC.
Spausdintuvo pagrindo sukibimas turėtų būti PVA pagrindu, o ekstruderio sistema gali būti tiesioginės pavaros arba Bowdeno.
Įrašo laikas: 2023 m. liepos 10 d.