Materiały do druku 3D technologią FDM

W 1989 r. wynaleziono pierwszą drukarkę 3D FDM (Fused Deposition Modeling), a wraz z nią nastąpił początek ery możliwości projektowania i wytwarzania produktów. Pierwszym materiałem do tej drukarki była mieszanka wosku i plastiku.

W ciągu następnych 30 lat naukowcy opracowali szereg nowych i innowacyjnych materiałów, a postępy w rozwoju technologii oraz dostępnego oprogramowania w druku 3D umożliwiły wykorzystanie tych nowoczesnych materiałów. Większość pierwszych drukarek 3D ze względu na wysoką cenę, była dostępna tylko dla bogatych firm, które było na nie stać. Aktualnie technologia druku 3D jest na tyle dostępna, że zniknęły bariery ograniczające dostęp mniejszym firmom.

Dzięki tej popularności powstaje wiele nowych materiałów opracowanych i zoptymalizowanych do drukarek 3D.

Pośród szerokiej oferty wielu firm można znaleźć materiały do druku 3D technologią FDM, które drukuje się łatwo i szybko, ale są również takie, które nadal sprawiają sporo problemów. Niektóre materiały są niezwykle przystępne cenowo, a inne mogą być nadal dość kosztowne.

Dlatego prezentujemy nasz krótki przewodnik, który przeprowadzi Cię przez tajniki materiałów do drukowania 3D FDM.

Rodzaje materiałów do drukarek 3D FDM

Wyjaśnienie właściwości, zalet i wad materiałów jest pomocne na etapie wstępnego wyboru. Jednak wchodząc w szczegóły, zwłaszcza na początku prac z drukarkami, może nie być jasne, który materiał
jest odpowiedni dla konkretnych koncepcji.. W tej sekcji pokażemy podstawowe polimery FDM i uporządkujemy je w kontekst cyklu rozwoju produktu.

Na pewno pośród dostępnych możliwości z łatwością można wybrać te, które będą lepsze do produkcji wstępnych prototypów, inne sprawdzą się przy pracy takiej jak drukowanie prototypów funkcjonalnych, a jeszcze inne można wykorzystać do seryjnej produkcji elementów gotowych. Jak zatem widać materiały do druku 3D technologią FDM to szeroki wachlarz możliwości.

Materiał PLA

Szybki, łatwy, sztywny – najlepsze zastosowania: prototypy koncepcyjne

PLA (kwas polimlekowy) to świetny materiał do wczesnych modeli koncepcyjnych, ponieważ jest łatwy w użyciu. W tym aspekcie ważna jest również niska cena oraz dość duża dokładność drukowanych modeli. Co warte podkreślenia, modele z tego materiału charakteryzują się również dobrą wytrzymałością.
PLA to biodegradowalne tworzywa sztuczne na bazie kukurydzy. Ten materiał ma wysoką wytrzymałość na rozciągani. Jednym z potencjalnych minusów tego materiału PLA jest kruchość – w sytuacji kiedy inne polimery mogą się zaginać, ten w tym samym momencie pęka. Należy pamiętać również o niskiej odporności na podwyższoną temperaturę. Stąd ten materiał nie nadaje się do stosowania na zewnątrz.

Właściwości materiału PLA

• gęstość – 1,24 g / cm3
• współczynnik rozszerzalności cieplnej – 68µm / m- ° C
• maksymalna temperatura pracy – 52 ° C
• temperatura drukowania – 190 – 220 ° C

Materiał PETG

Odporny na środki chemiczne, trwały – najlepsze zastosowanie: prototypy funkcjonalne

PETG to zmodyfikowana glikolem wersja politereftalanu etylenu (PET), która jest powszechnie stosowana do produkcji butelek i pojemników plastikowych. Jest to półsztywny materiał o dobrej odporności na uderzenia, ale ma nieco bardziej miękką powierzchnię, co sprawia, że ​​jest podatny na zużycie. Na rynku istnieje kilka odmian tego materiału, w tym PETG, PETE i PETT.

Przed drukowaniem 3D za pomocą PET / PETG upewnij się, że drukarka 3D spełnia wymagania sprzętowe, aby zapewnić najlepszą jakość wydruku.

Warto zaznaczyć, że ten materiał jest w zasadzie bezwonny podczas drukowania, a drukowane modele mają z reguły gładkie powierzchnie.

Właściwości materiału PET G

• gęstość – 1,23 g / cm3
• współczynnik rozszerzalności cieplnej – 60µm / m- ° C
• maksymalna temperatura pracy – 73 ° C
• temperatura drukowania – 230 – 250 ° C

Materiał ABS

Gładki, trwały, odporny na temperaturę – najlepsze zastosowanie: Funkcjonalne prototypy 3D, narzędzia produkcyjne

Materiał ten był jednym z pierwszych tworzyw sztucznych stosowanych w przemysłowych drukarkach 3D. Wiele lat później ABS jest nadal bardzo popularnym materiałem ze względu na niski koszt i dobre właściwości mechaniczne

ABS (akrylonitryl-butadien-styren) jest jednym z najpopularniejszych materiałów. Jest tanim materiałem, doskonałym do drukowania twardych i trwałych części. Swoją popularność zawdzięcza temu, że ma właściwe wykończenie powierzchni i wysoką odporność na ciepło. Z tego powodu jest często używany do szybkiego prototypowania produktów konsumenckich, które później będą formowane wtryskowo.

Modele drukowane z ABS z dużą dokładnością oddają jak prawdopodobnie będzie wyglądać, zachowywać się i działać produkt końcowy.

Właściwości materiału ABS

• gęstość – 1,04 g / cm3
• współczynnik rozszerzalności cieplnej – 90µm / m- ° C
• maksymalna temperatura pracy – 98 ° C
• temperatura drukowania – 220 – 250 ° C

Materiał ASA

Odporny na promieniowanie UV i warunki atmosferyczne, trwały – najlepsze zastosowanie: prototypy funkcjonalne

ASA (akrylonitryl-akrylan styrenu) łączy właściwości ABS z wyższą odpornością na promieniowanie UV oraz dodatkową odpornością na wilgoć, dzięki czemu idealnie nadaje się do drukowania sprzętu narażonego na działanie promieni słonecznych i deszczu. ASA jest popularną alternatywą dla ABS.

ASA jest znana z wysokiej odporności na uderzenia, wyższej temperatury i zwiększonych trudności drukowania. Jest powszechnie stosowany w zastosowaniach zewnętrznych zamiast ABS ze względu na doskonałą odporność na promieniowanie UV i trudne warunki pogodowe.

Ze względu na swoje właściwości wymaga wyższych temperatur wytłaczania. Jest też materiałem dość drogim.

Właściwości materiału ASA

• gęstość – 1,04 g / cm3
• współczynnik rozszerzalności cieplnej – 98µm / m- ° C
• maksymalna temperatura pracy – 95 ° C
• temperatura drukowania – 235 – 255 ° C

Materiał NYLON

Wytrzymały, odporny na ścieranie – najlepsze zastosowanie: części zamienne

Nylon to twardy i półelastyczny materiał, który oferuje wysoką odporność na uderzenia i ścieranie. Jest to idealny wybór do drukowania trwałych części. Nylon (np. Poliamid) jest popularnym materiałem w przemyśle tworzyw sztucznych, znanym z wytrzymałości i elastyczności. Włókna nylonowe zwykle wymagają temperatur w wytłaczarce blisko 250 ° C, jednak niektóre marki ze względu na ich skład chemiczny umożliwiają drukowanie w temperaturach nawet 220 ° C

Warto zaznaczyć, że podczas drukowania nie ma nieprzyjemnego zapachu. Poza tym mocną stroną jaka odznacza się nylon do drukarki 3D jest wysoka odporność na ścieranie. Słaba strona to wysoka absorbcja wilgoci co sprawia, że materiały do druku 3D technologią FDM, nie nadają się do pracy w wilgotnym środowisku.

Właściwości materiału NYLON

• gęstość – 1,06 g / cm3
• współczynnik rozszerzalności cieplnej – 95µm / m- ° C
• maksymalna temperatura pracy – 90 ° C
• temperatura drukowania – 220 – 270 ° C