Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc 3D drukāšanas tehnoloģija iegūst arvien lielāku spēku un aizstāj vecās tradicionālās ražošanas tehnoloģijas?
Ja mēģināsiet uzskaitīt iemeslus, kāpēc šī transformācija notiek, saraksts noteikti sāksies ar pielāgošanu. Cilvēki meklē personalizāciju. Viņus mazāk interesē standartizācija.
Un tieši pateicoties šīm izmaiņām cilvēku uzvedībā un 3D drukāšanas tehnoloģijas spējai apmierināt cilvēku personalizācijas vajadzības, pielāgojot tās, tā spēj aizstāt tradicionālās uz standartizāciju balstītās ražošanas tehnoloģijas.
Elastība ir slēpts faktors, kas slēpjas aiz cilvēku centieniem pēc personalizācijas. Un fakts, ka tirgū ir pieejams elastīgs 3D drukāšanas materiāls, kas ļauj lietotājiem izstrādāt arvien elastīgākas detaļas un funkcionālus prototipus, dažiem lietotājiem ir īstas svētlaimes avots.
3D drukāta mode un 3D drukātas protēzes ir piemēri lietojumiem, kuros jānovērtē 3D drukāšanas elastība.
Gumijas 3D drukāšana ir joma, kas joprojām tiek pētīta un vēl jāattīsta. Taču pagaidām mums nav gumijas 3D drukāšanas tehnoloģijas, un, kamēr gumija nebūs pilnībā drukājama, mums būs jāsamierinās ar alternatīvām.
Un saskaņā ar pētījumu tuvākās gumijas alternatīvas, ko sauc par termoplastiskajiem elastomēriem, tiek sauktas par četriem dažādiem elastīgu materiālu veidiem, kurus mēs šajā rakstā aplūkosim padziļināti.
Šie elastīgie 3D drukāšanas materiāli tiek saukti par TPU, TPC, TPA un mīksto PLA. Sākumā sniegsim jums īsu ieskatu par elastīgajiem 3D drukāšanas materiāliem kopumā.
Kāds ir elastīgākais pavediens?
Izvēloties elastīgus pavedienus savam nākamajam 3D drukāšanas projektam, pavērsies plašas iespējas jūsu izdrukām.
Ar savu elastīgo kvēldiegu var ne tikai izdrukāt dažādus objektus, bet arī, ja jums ir divu vai vairāku galvu ekstrūderis, kurā ir printeris, varat izdrukāt diezgan pārsteidzošas lietas, izmantojot šo materiālu.
Ar jūsu printeri var izdrukāt detaļas un funkcionālus prototipus, piemēram, individuāli izgatavotas iešļūcenes, spriegojuma lodītes vai vienkārši vibrācijas slāpētājus.
Ja esat apņēmies izmantot Flexi kvēldiegu savu priekšmetu drukāšanā, jums noteikti izdosies padarīt savu iztēli pēc iespējas tuvāku realitātei.
Ņemot vērā tik daudzās mūsdienās pieejamās iespējas šajā jomā, būtu grūti iedomāties, cik daudz laika 3D drukāšanas jomā jau ir pagājis bez šī drukas materiāla.
Lietotājiem drukāšana ar elastīgiem pavedieniem toreiz bija īsts izaicinājums. Grūtības bija saistītas ar daudziem faktoriem, kas bija saistīti ar vienu kopīgu faktu – šie materiāli ir ļoti mīksti.
Elastīgā 3D drukas materiāla maigums padarīja riskantus drukāt ar jebkuru printeri, tā vietā bija nepieciešams kaut kas patiešām uzticams.
Lielākā daļa toreizējo printeru saskārās ar auklas stumšanas efekta problēmu, tāpēc, kad tajā laikā kaut ko bez stingrības stūma caur sprauslu, tas saliecās, sagriezās un cīnījās pret to.
Ikviens, kurš ir iepazinies ar diega ieliešanu adatā jebkura veida auduma šūšanai, var attiekties uz šo parādību.
Papildus stumšanas efekta problēmai, mīkstāku pavedienu, piemēram, TPE, ražošana bija ļoti sarežģīts uzdevums, īpaši ar labām pielaidēm.
Ja ņemat vērā sliktu pielaidi un sākat ražošanu, pastāv iespēja, ka jūsu ražotajai kvēldiegai būs jāveic slikta detalizācijas, iesprūšanas un ekstrūzijas process.
Taču lietas ir mainījušās, un pašlaik ir pieejams plašs mīksto pavedienu klāsts, dažiem no tiem pat ir elastīgās īpašības un dažādi mīkstuma līmeņi. Mīkstie PLA, TPU un TPE ir daži no piemēriem.
Krasta cietība
Šis ir izplatīts kritērijs, ko var redzēt kvēldiega ražotāju pieminam blakus sava 3D drukāšanas materiāla nosaukumam.
Šora cietība ir definēta kā katra materiāla izturības pret iespiedumu mērs.
Šī skala tika izgudrota agrāk, kad cilvēkiem nebija atsauces, runājot par jebkura materiāla cietību.
Tātad, pirms tika izgudrota Šora cietība, cilvēkiem, lai izskaidrotu jebkura materiāla cietību, ar kuru viņi bija eksperimentējuši, bija jāizmanto sava pieredze, nevis jāmin skaitlis.
Šis mērogs kļūst par svarīgu faktoru, apsverot, kuru veidnes materiālu izvēlēties funkcionāla prototipa detaļas ražošanai.
Piemēram, ja vēlaties izvēlēties starp divām gumijām ģipša stāvošas balerīnas veidnes izgatavošanai, Šora cietība jums pateiks, ka gumija ar īsu cietību 70 A ir mazāk noderīga nekā gumija ar Šora cietību 30 A.
Parasti, strādājot ar kvēldiegiem, jūs zināt, ka elastīga materiāla ieteicamā cietība pēc Šora ir no 100 A līdz 75 A.
Kur, protams, elastīgais 3D drukāšanas materiāls ar Shore cietību 100A būs cietāks nekā materiāls ar 75A cietību.
Kas jāņem vērā, pērkot elastīgu pavedienu?
Pērkot jebkuru kvēldiegu, jāņem vērā dažādi faktori, ne tikai elastīgie.
Jums jāsāk ar centrālo punktu, kas jums ir vissvarīgākais, piemēram, materiāla kvalitāti, kas nodrošinās funkcionāla prototipa izskatīgu daļu.
Tad jums vajadzētu padomāt par piegādes ķēdes uzticamību, t. i., materiālam, ko izmantojat vienreiz 3D drukāšanai, jābūt pastāvīgi pieejamam, pretējā gadījumā jūs galu galā izmantotu jebkuru ierobežota apjoma 3D drukāšanas materiālu.
Pēc tam, kad esat apsvēris šos faktorus, jums vajadzētu padomāt par augstu elastību un plašu krāsu klāstu. Jo ne katrs elastīgais 3D drukāšanas materiāls būs pieejams vēlamajā krāsā.
Pēc visu šo faktoru apsvēršanas varat apsvērt uzņēmuma klientu apkalpošanu un cenu, salīdzinot ar citiem tirgū esošajiem uzņēmumiem.
Tagad uzskaitīsim dažus materiālus, kurus varat izvēlēties elastīgas detaļas vai funkcionāla prototipa drukāšanai.
Elastīgo 3D drukāšanas materiālu saraksts
Visiem tālāk minētajiem materiāliem ir dažas pamatīpašības, piemēram, tie visi ir elastīgi un mīksti. Materiāliem ir lieliska izturība pret nogurumu un labas elektriskās īpašības.
Tiem piemīt izcila vibrācijas slāpēšana un triecienizturība. Šie materiāli ir izturīgi pret ķīmiskām vielām un laikapstākļiem, tiem ir laba izturība pret plīsumiem un nodilumu.
Visi no tiem ir pārstrādājami un tiem ir laba triecienu absorbēšanas spēja.
Printera priekšnosacījumi drukāšanai ar elastīgiem 3D drukas materiāliem
Pirms drukāšanas ar šiem materiāliem ir jāievēro daži standarta uzskati.
Jūsu printera ekstrūdera temperatūras diapazonam jābūt no 210 līdz 260 grādiem pēc Celsija, savukārt pamatnes temperatūras diapazonam jābūt no apkārtējās vides temperatūras līdz 110 grādiem pēc Celsija atkarībā no materiāla, kuru vēlaties drukāt, stiklošanās temperatūras.
Ieteicamais drukas ātrums, drukājot ar elastīgiem materiāliem, var būt no pieciem milimetriem sekundē līdz trīsdesmit milimetriem sekundē.
Jūsu 3D printera ekstrūdera sistēmai jābūt ar tiešo piedziņu, un ieteicams izmantot dzesēšanas ventilatoru, lai ātrāk apstrādātu jūsu ražotās detaļas un funkcionālos prototipus.
Drukāšanas izaicinājumi ar šiem materiāliem
Protams, pirms drukāšanas ar šiem materiāliem ir jāņem vērā daži punkti, ņemot vērā grūtības, ar kurām lietotāji iepriekš ir saskārušies.
-Ir zināms, ka printera ekstrūderi slikti apstrādā termoplastiskos elastomērus.
-Tie absorbē mitrumu, tāpēc sagaidiet, ka izdruka palielināsies, ja kvēldiegs netiks pareizi uzglabāts.
-Termoplastiskie elastomēri ir jutīgi pret ātrām kustībām, tāpēc, izstumjot tos caur ekstrūderi, tie var saliekties.
TPU
TPU apzīmē termoplastisku poliuretānu. Tas ir ļoti populārs tirgū, tāpēc, pērkot elastīgus pavedienus, pastāv liela iespēja, ka tieši ar šo materiālu jūs saskarsieties biežāk, salīdzinot ar citiem pavedieniem.
Tirgū tas ir slavens ar lielāku stingrību un spēju vieglāk izspiesties nekā citi pavedieni.
Šim materiālam ir pienācīga izturība un augsta ilgmūžība. Tam ir augsts elastības diapazons no 600 līdz 700 procentiem.
Šī materiāla cietība pēc cietības svārstās no 60 A līdz 55 D. Tam ir lieliska drukājamība, tas ir daļēji caurspīdīgs.
Tā ķīmiskā izturība pret dabā esošajiem taukiem un eļļām padara to piemērotāku lietošanai ar 3D printeriem. Šim materiālam ir augsta nodilumizturība.
Drukājot ar TPU, ieteicams printera temperatūru uzturēt no 210 līdz 230 grādiem pēc Celsija, bet pamatnes temperatūru no neapsildāmas līdz 60 grādiem pēc Celsija.
Drukas ātrumam, kā minēts iepriekš, jābūt no pieciem līdz trīsdesmit milimetriem sekundē, savukārt gultas līmēšanai ieteicams izmantot Kapton vai krāsotāja lenti.
Ekstrūderim jābūt ar tiešo piedziņu, un dzesēšanas ventilators nav ieteicams, vismaz šī printera pirmajiem slāņiem.
TPC
Tie apzīmē termoplastisko kopoliesteri. Ķīmiski tie ir poliētera esteri, kuriem ir mainīga nejauša garuma secība, kurā ir vai nu garas, vai īsas ķēdes glikoli.
Šīs daļas cietie segmenti ir īsas ķēdes estera vienības, savukārt mīkstie segmenti parasti ir alifātiskie poliēteri un poliesterglikoli.
Tā kā šis elastīgais 3D drukāšanas materiāls tiek uzskatīts par inženiertehnisku materiālu, to neredz tik bieži kā TPU.
TPC ir zems blīvums ar elastības diapazonu no 300 līdz 350 procentiem. Tā Šora cietība ir no 40 līdz 72 D.
TPC uzrāda labu izturību pret ķīmiskām vielām un augstu izturību, kā arī labu termisko stabilitāti un temperatūras izturību.
Drukājot ar TPC, ieteicams uzturēt temperatūru no 220 līdz 260 grādiem pēc Celsija, drukas virsmas temperatūru no 90 līdz 110 grādiem pēc Celsija un drukas ātrumu tādu pašu kā TPU.
TPA
TPE un neilona ķīmiskais kopolimērs, ko sauc par termoplastisko poliamīdu, ir gludas un spīdīgas tekstūras, kas rodas no neilona, un elastības, kas ir TPE priekšrocība, kombinācija.
Tam ir augsta elastība un elastība 370 un 497 procentu diapazonā, un tā Šora cietība ir 75 un 63 A diapazonā.
Tas ir ārkārtīgi izturīgs un uzrāda tādu pašu drukāšanas līmeni kā TPC. Tam ir laba karstumizturība, kā arī slāņu saķere.
Drukāšanas laikā printera ekstrūdera temperatūrai jābūt no 220 līdz 230 grādiem pēc Celsija, savukārt drukājamās virsmas temperatūrai jābūt no 30 līdz 60 grādiem pēc Celsija.
Printera drukas ātrums var būt tāds pats, kāds ir ieteicams, drukājot TPU un TPC.
Printera pamatnes saķerei jābūt balstītai uz PVA, un ekstrūdera sistēmai var būt gan tiešā piedziņa, gan Bowden.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 10. jūlijs