V-ați întrebat vreodată de ce tehnologia de imprimare 3D câștigă teren și înlocuiește tehnologiile tradiționale de fabricație mai vechi?
Dacă încercați să enumerați motivele pentru care are loc această transformare, lista va începe cu siguranță cu personalizarea. Oamenii caută personalizare. Sunt mai puțin interesați de standardizare.
Și datorită acestei schimbări în comportamentul oamenilor și capacității tehnologiei de imprimare 3D de a satisface nevoia oamenilor de personalizare, prin personalizare, aceasta este capabilă să înlocuiască tehnologiile de fabricație tradiționale bazate pe standardizare.
Flexibilitatea este un factor ascuns în spatele căutării oamenilor de personalizare. Iar faptul că există materiale flexibile pentru imprimare 3D disponibile pe piață, care permit utilizatorilor să dezvolte din ce în ce mai flexibile piese și prototipuri funcționale, este o sursă de pură fericire pentru unii utilizatori.
Moda imprimată 3D și protezele de brațe imprimate 3D sunt exemple de aplicații în care flexibilitatea imprimării 3D ar trebui apreciată.
Imprimarea 3D pe bază de cauciuc este un domeniu care este încă în curs de cercetare și urmează să fie dezvoltat. Dar, deocamdată, nu avem tehnologie de imprimare 3D pe bază de cauciuc, iar până când cauciucul nu va deveni complet imprimabil, va trebui să ne descurcăm cu alternative.
Și, conform cercetărilor, cele mai apropiate alternative la cauciuc care se încadrează în această categorie se numesc elastomeri termoplastici. Există patru tipuri diferite de materiale flexibile pe care le vom analiza în detaliu în acest articol.
Aceste materiale flexibile pentru imprimare 3D se numesc TPU, TPC, TPA și PLA moale. Vom începe prin a vă oferi o scurtă descriere a materialelor flexibile pentru imprimare 3D în general.
Care este cel mai flexibil filament?
Alegerea filamentelor flexibile pentru următorul tău proiect de imprimare 3D îți va deschide o lume de posibilități diferite pentru printurile tale.
Nu numai că poți imprima o gamă largă de obiecte cu filamentul flexibil, dar, dacă ai o imprimantă cu extruder dual sau multiplu, poți imprima lucruri uimitoare folosind acest material.
Piese și prototipuri funcționale, cum ar fi șlapi la comandă, capete sferice anti-stress sau pur și simplu amortizoare de vibrații, pot fi imprimate folosind imprimanta dumneavoastră.
Dacă ești hotărât să incluzi filamentul Flexi în imprimarea obiectelor tale, cu siguranță vei reuși să-ți transformi imaginația cât mai aproape de realitate.
Cu atât de multe opțiuni disponibile astăzi în acest domeniu, ar fi greu de imaginat timpul care a trecut deja în domeniul imprimării 3D fără acest material de imprimare.
Pentru utilizatori, imprimarea cu filamente flexibile, pe atunci, era o adevărată pacoste. Problema se datora mai multor factori care se învârteau în jurul unui fapt comun, și anume că aceste materiale sunt foarte moi.
Moliciunea materialului flexibil pentru imprimarea 3D făcea ca imprimarea lor să fie riscantă cu orice imprimantă; în schimb, era nevoie de ceva cu adevărat fiabil.
Majoritatea imprimantelor de atunci se confruntau cu problema efectului de șnur de împingere, astfel încât ori de câte ori împingeai ceva fără nicio rigiditate printr-o duză, acesta se îndoia, se răsucea și se opunea duzei.
Toți cei care sunt familiarizați cu turnarea aței dintr-un ac pentru coaserea oricărui tip de material textil își pot da seama de acest fenomen.
În afară de problema efectului de împingere, fabricarea filamentelor mai moi, cum ar fi TPE, a fost o sarcină foarte dificilă, mai ales cu toleranțe bune.
Dacă luați în considerare o toleranță slabă și începeți fabricarea, există șanse ca filamentul pe care l-ați fabricat să fie supus unui proces de detaliere, blocare și extrudare deficitară.
Însă lucrurile s-au schimbat, în prezent existând o gamă de filamente moi, unele dintre ele chiar având proprietăți elastice și diverse niveluri de moliciune. PLA moale, TPU și TPE sunt câteva exemple.
Duritatea Shore
Acesta este un criteriu comun pe care l-ați putea vedea la producătorii de filamente menționându-le alături de numele materialului lor de imprimare 3D.
Duritatea Shore este definită ca măsură a rezistenței pe care o are fiecare material la indentare.
Această scală a fost inventată în trecut, când oamenii nu aveau nicio referință atunci când vorbeau despre duritatea vreunui material.
Așadar, înainte de inventarea durității Shore, oamenii trebuiau să își folosească experiențele pentru a explica duritatea oricărui material pe care experimentaseră, în loc să menționeze un număr.
Această scară devine un factor important atunci când se ia în considerare ce material de matriță să se aleagă pentru fabricarea unei piese a unui prototip funcțional.
De exemplu, atunci când doriți să alegeți între două cauciucuri pentru a realiza o matriță de balerină în picioare din ipsos, duritatea Shore v-ar spune să aveți... Un cauciuc cu o duritate mică de 70 A este mai puțin util decât un cauciuc cu o duritate Shore de 30 A.
De obicei, atunci când lucrați cu filamente, veți ști că duritatea Shore recomandată pentru un material flexibil variază între 100A și 75A.
Unde, evident, materialul flexibil pentru imprimare 3D care are o duritate Shore de 100A ar fi mai dur decât cel care are 75A.
La ce să fii atent atunci când cumperi un filament flexibil?
Există diverși factori de luat în considerare atunci când cumpărați orice filament, nu doar cele flexibile.
Ar trebui să începi de la un punct central care este cel mai important pentru tine, ceva precum calitatea materialului, care va duce la o piesă aspectuoasă a unui prototip funcțional.
Apoi, ar trebui să te gândești la fiabilitatea lanțului de aprovizionare, adică materialul pe care îl folosești o singură dată pentru imprimarea 3D ar trebui să fie disponibil în permanență, altfel vei ajunge să utilizezi orice cantitate limitată de material pentru imprimarea 3D.
După ce ați luat în considerare acești factori, ar trebui să luați în considerare o elasticitate ridicată și o varietate largă de culori. Deoarece nu orice material flexibil pentru imprimare 3D va fi disponibil în culoarea în care doriți să îl cumpărați.
După ce ați luat în considerare toți acești factori, puteți lua în considerare serviciul clienți și prețul companiei în comparație cu alte companii de pe piață.
Vom enumera acum câteva dintre materialele pe care le puteți alege pentru imprimarea unei piese flexibile sau a unui prototip funcțional.
Listă de materiale flexibile pentru imprimare 3D
Toate materialele menționate mai jos au câteva caracteristici de bază, cum ar fi flexibilitatea și mobilitatea lor. Materialele au o rezistență excelentă la oboseală și proprietăți electrice bune.
Au o amortizare a vibrațiilor și o rezistență la impact extraordinare. Aceste materiale prezintă rezistență la substanțe chimice și intemperii, au o bună rezistență la rupere și abraziune.
Toate sunt reciclabile și au o bună capacitate de absorbție a șocurilor.
Cerințe preliminare pentru imprimarea cu materiale flexibile de imprimare 3D
Există câteva standarde pe care trebuie să le respectați pentru imprimantă înainte de a imprima cu aceste materiale.
Intervalul de temperatură al extruderului imprimantei ar trebui să fie între 210 și 260 de grade Celsius, în timp ce intervalul de temperatură al platformei de imprimare ar trebui să fie de la temperatura ambiantă la 110 grade Celsius, în funcție de temperatura de tranziție vitroasă a materialului pe care doriți să îl imprimați.
Viteza de imprimare recomandată pentru materiale flexibile poate varia de la cinci milimetri pe secundă până la treizeci de milimetri pe secundă.
Sistemul de extrudare al imprimantei 3D ar trebui să fie cu acționare directă și se recomandă un ventilator de răcire pentru o post-procesare mai rapidă a pieselor și prototipurilor funcționale pe care le fabricați.
Provocări la imprimarea cu aceste materiale
Desigur, există câteva aspecte de care trebuie să țineți cont înainte de a imprima cu aceste materiale, pe baza dificultăților cu care s-au confruntat utilizatorii anterior.
Elastomerii termoplastici sunt cunoscuți pentru faptul că sunt manipulați necorespunzător de extruderele imprimantei.
-Acestea absorb umezeala, așa că este de așteptat ca dimensiunea imprimării să crească dacă filamentul nu este depozitat corespunzător.
Elastomerii termoplastici sunt sensibili la mișcări rapide, așa că se pot deforma atunci când sunt împinși prin extruder.
TPU
TPU este prescurtarea de la poliuretan termoplastic. Este foarte popular pe piață, așa că, atunci când cumpărați filamente flexibile, există șanse mari ca acest material să fie cel mai des întâlnit în comparație cu alte filamente.
Este renumit pe piață pentru rigiditatea și facilitatea de extrudare mai mare decât alte filamente.
Acest material are o rezistență decentă și o durabilitate ridicată. Are o gamă elastică ridicată, de ordinul a 600 până la 700%.
Duritatea Shore a acestui material variază de la 60 A la 55 D. Are o imprimabilitate excelentă și este semitransparent.
Rezistența sa chimică la grăsimi naturale și uleiuri îl face mai potrivit pentru utilizarea cu imprimante 3D. Acest material are o rezistență ridicată la abraziune.
Se recomandă menținerea temperaturii imprimantei între 210 și 230 de grade Celsius, iar a suportului de imprimare între temperaturi neîncălzite și 60 de grade Celsius atunci când imprimați cu TPU.
Viteza de imprimare, așa cum s-a menționat mai sus, ar trebui să fie între cinci și treizeci de milimetri pe secundă, în timp ce pentru aderența pe pat se recomandă utilizarea unei benzi Kapton sau de pictor.
Extruderul ar trebui să fie cu acționare directă, iar ventilatorul de răcire nu este recomandat, cel puțin pentru primele straturi ale acestei imprimante.
TPC
Acestea reprezintă copoliester termoplastic. Din punct de vedere chimic, sunt esteri polieteri care au o secvență alternativă aleatorie de glicoli cu lanț lung sau scurt.
Segmentele dure ale acestei părți sunt unități esterice cu lanț scurt, în timp ce segmentele moi sunt de obicei polieteri alifatici și glicoli poliesterici.
Deoarece acest material flexibil pentru imprimare 3D este considerat un material de grad ingineresc, nu este ceva ce ați vedea la fel de des ca TPU-ul.
TPC are o densitate scăzută, cu o gamă elastică de 300 până la 350%. Duritatea sa Shore variază între 40 și 72 D.
TPC prezintă o bună rezistență la substanțe chimice și o rezistență ridicată, cu o bună stabilitate termică și rezistență la temperatură.
Când imprimați cu TPC, se recomandă menținerea temperaturii în intervalul 220 - 260 de grade Celsius, a temperaturii platformei de imprimare în intervalul 90 - 110 grade Celsius și a vitezei de imprimare în același interval ca și pentru TPU.
TPA
Copolimerul chimic dintre TPE și nailon, numit poliamidă termoplastică, este o combinație între textura netedă și lucioasă provenită din nailon și flexibilitatea, un avantaj al TPE.
Are o flexibilitate și o elasticitate ridicate, cuprinse între 370 și 497%, cu o duritate Shore cuprinsă între 75 și 63 A.
Este excepțional de durabil și prezintă o imprimabilitate la același nivel ca TPC. Are o bună rezistență la căldură, precum și o bună aderență a straturilor.
Temperatura extruderului imprimantei în timpul imprimării acestui material ar trebui să fie cuprinsă între 220 și 230 de grade Celsius, în timp ce temperatura platformei de imprimare ar trebui să fie cuprinsă între 30 și 60 de grade Celsius.
Viteza de imprimare a imprimantei dvs. poate fi aceeași cu cea recomandată pentru imprimarea pe TPU și TPC.
Aderența patului de imprimare a imprimantei trebuie să fie pe bază de PVA, iar sistemul de extrudere poate fi atât cu acționare directă, cât și Bowden.
Data publicării: 10 iulie 2023