Вы когда-нибудь задумывались, почему технология 3D-печати набирает силу и вытесняет старые традиционные технологии производства?
Если попытаться перечислить причины, по которым происходит эта трансформация, список наверняка начнется с кастомизации. Люди ищут персонализацию. Они меньше заинтересованы в стандартизации.
И именно благодаря этому изменению в поведении людей и способности технологии 3D-печати удовлетворять потребность людей в персонализации посредством кастомизации, она способна заменить традиционные производственные технологии, основанные на стандартизации.
Гибкость — это скрытый фактор, стоящий за поиском персонализации людьми. И тот факт, что на рынке есть гибкий материал для 3D-печати, позволяющий пользователям разрабатывать все более гибкие детали и функциональные прототипы, является источником чистого блаженства для некоторых пользователей.
Примерами областей применения, в которых следует по достоинству оценить гибкость 3D-печати, являются одежда, напечатанная на 3D-принтере, и протезы рук, напечатанные на 3D-принтере.
Резиновая 3D-печать — это область, которая все еще находится в стадии исследования и развития. Но на данный момент у нас нет технологии резиновой 3D-печати, пока резина не станет полностью пригодной для печати, нам придется обходиться альтернативами.
И согласно исследованию, наиболее близкие альтернативы резине, которые попадают в так называемые термопластичные эластомеры. Существует четыре различных типа гибких материалов, которые мы рассмотрим подробно в этой статье.
Эти гибкие материалы для 3D-печати называются TPU, TPC, TPA и Soft PLA. Мы начнем с краткого обзора гибких материалов для 3D-печати в целом.
Какая нить самая гибкая?
Выбор гибких нитей для вашего следующего проекта 3D-печати откроет целый мир различных возможностей для ваших отпечатков.
С помощью гибкой нити вы можете не только печатать самые разные предметы, но и, если у вас есть принтер с двумя или несколькими головками экструдера, вы можете печатать из этого материала просто потрясающие вещи.
Детали и функциональные прототипы, такие как шлепанцы, стресс-шарики или просто гасители вибрации, можно напечатать на вашем принтере.
Если вы полны решимости использовать нить Flexi для печати своих объектов, вы наверняка преуспеете в воплощении своих фантазий в реальность.
При таком количестве возможностей, доступных сегодня в этой области, трудно представить, сколько времени прошло в сфере 3D-печати без этого печатного материала.
Для пользователей печать гибкими нитями в то время была головной болью. Боль была вызвана многими факторами, которые были связаны с одним общим фактом: эти материалы очень мягкие.
Мягкость гибкого материала для 3D-печати делала его рискованным для печати на любом принтере, вместо этого требовалось что-то действительно надежное.
Большинство принтеров того времени сталкивались с проблемой эффекта проталкивания струны, поэтому всякий раз, когда вы проталкивали что-либо без какой-либо жесткости через сопло, оно изгибалось, скручивалось и сопротивлялось ему.
Каждый, кто знаком с вытягиванием нитки из иглы при шитье любого вида ткани, может понять это явление.
Помимо проблемы с эффектом выталкивания, изготовление более мягких нитей, таких как ТПЭ, было весьма трудоемкой задачей, особенно с учетом хороших допусков.
Если вы учитываете неудовлетворительные допуски и начинаете производство, есть вероятность, что изготовленная вами нить может подвергнуться некачественной детализации, застреванию и процессу экструзии.
Но все изменилось, в настоящее время существует ряд мягких нитей, некоторые из них даже с эластичными свойствами и разной степенью мягкости. Мягкие PLA, TPU и TPE — вот некоторые из примеров.
Твёрдость по Шору
Это распространенный критерий, который производители филамента часто упоминают рядом с названием своего материала для 3D-печати.
Твёрдость по Шору определяется как мера сопротивления каждого материала вдавливанию.
Эта шкала была придумана в прошлом, когда у людей не было ориентиров, говоря о твердости какого-либо материала.
Таким образом, до того, как была изобретена твердость по Шору, людям приходилось использовать свой опыт для объяснения другим твердости любого материала, с которым они экспериментировали, а не называть число.
Этот масштаб становится важным фактором при выборе материала формы для изготовления части функционального прототипа.
Так, например, если вы хотите выбрать между двумя резинами для изготовления гипсовой формы стоящей балерины, твердость по Шору подскажет вам, что резина с короткой твердостью 70 А менее полезна, чем резина с твердостью по Шору 30 А.
Обычно при работе с нитями вы знаете, что рекомендуемая твердость по Шору гибкого материала колеблется от 100А до 75А.
При этом, очевидно, что гибкий материал для 3D-печати с твердостью по Шору 100А будет тверже, чем имеющий твердость 75А.
Что следует учитывать при покупке гибкой нити?
При покупке любой нити, не только гибкой, следует учитывать различные факторы.
Вам следует начать с центральной точки, которая для вас наиболее важна, например, с качества материала, которое позволит получить хорошо выглядящую часть функционального прототипа.
Затем вам следует подумать о надежности цепочки поставок, т. е. материал, который вы используете один раз для 3D-печати, должен быть постоянно доступен, в противном случае вы в конечном итоге будете использовать любой ограниченный остаток материала для 3D-печати.
После того, как вы обдумали эти факторы, вам следует подумать о высокой эластичности, широком разнообразии цветов. Ведь не каждый гибкий материал для 3D-печати будет доступен в том цвете, в котором вы хотите его купить.
Рассмотрев все эти факторы, вы можете оценить качество обслуживания клиентов и цены компании по сравнению с другими компаниями на рынке.
Теперь мы перечислим некоторые материалы, которые вы можете выбрать для печати гибкой детали или функционального прототипа.
Список гибких материалов для 3D-печати
Все нижеперечисленные материалы имеют некоторые основные характеристики, такие как гибкость и мягкость по своей природе. Материалы обладают превосходной усталостной прочностью и хорошими электрическими свойствами.
Они обладают исключительной виброгасящей способностью и ударопрочностью. Эти материалы устойчивы к химикатам и погодным условиям, обладают хорошей устойчивостью к разрывам и истиранию.
Все они подлежат вторичной переработке и обладают хорошей амортизирующей способностью.
Предварительные требования к принтеру для печати с использованием гибких материалов для 3D-печати
Перед печатью на этих материалах необходимо установить некоторые стандарты.
Диапазон температур экструдера вашего принтера должен составлять от 210 до 260 градусов Цельсия, тогда как диапазон температур платформы должен составлять от температуры окружающей среды до 110 градусов Цельсия в зависимости от температуры стеклования материала, которым вы собираетесь печатать.
Рекомендуемая скорость печати на гибких материалах может составлять от пяти миллиметров в секунду до тридцати миллиметров в секунду.
Экструдерная система вашего 3D-принтера должна иметь прямой привод, а также рекомендуется установить охлаждающий вентилятор для более быстрой постобработки деталей и функциональных прототипов, которые вы изготавливаете.
Проблемы при печати этими материалами
Конечно, есть некоторые моменты, которые необходимо учесть перед печатью этими материалами, учитывая трудности, с которыми пользователи сталкивались ранее.
- Известно, что термопластичные эластомеры плохо обрабатываются экструдерами принтера.
- Они впитывают влагу, поэтому будьте готовы к тому, что отпечаток увеличится в размерах, если нить хранится неправильно.
-Термопластичные эластомеры чувствительны к быстрым движениям, поэтому они могут деформироваться при проталкивании через экструдер.
ТПУ
TPU означает термопластичный полиуретан. Он очень популярен на рынке, поэтому при покупке гибких нитей высока вероятность того, что именно этот материал вы будете чаще всего встречать по сравнению с другими нитями.
Он известен на рынке тем, что обладает большей жесткостью и более легкой экструзией, чем другие нити.
Этот материал обладает приличной прочностью и высокой долговечностью. Он имеет высокий диапазон эластичности порядка 600-700 процентов.
Твердость по Шору этого материала составляет от 60 А до 55 D. Он отлично подходит для печати, полупрозрачен.
Его химическая стойкость к смазкам и маслам делает его более подходящим для использования с 3D-принтерами. Этот материал имеет высокую стойкость к истиранию.
При печати с использованием ТПУ рекомендуется поддерживать температуру принтера в диапазоне от 210 до 230 градусов по Цельсию, а платформу — в диапазоне от температуры без подогрева до 60 градусов по Цельсию.
Скорость печати, как упоминалось выше, должна составлять от пяти до тридцати миллиметров в секунду, а для обеспечения адгезии к столу рекомендуется использовать каптоновую или малярную ленту.
Экструдер должен иметь прямой привод, а охлаждающий вентилятор не рекомендуется использовать, по крайней мере, для первых слоев этого принтера.
ТПК
Они обозначают термопластичный сополиэстер. Химически они представляют собой полиэфирные эфиры, которые имеют чередующуюся случайную последовательность длинных или коротких цепей гликолей.
Жесткие сегменты этой части представляют собой короткоцепочечные сложноэфирные звенья, тогда как мягкие сегменты обычно представляют собой алифатические полиэфиры и полиэфиргликоли.
Поскольку этот гибкий материал для 3D-печати считается инженерным материалом, его не так часто встретишь, как ТПУ.
TPC имеет низкую плотность с диапазоном упругости от 300 до 350 процентов. Его твердость по Шору колеблется от 40 до 72 D.
TPC демонстрирует хорошую устойчивость к химическим веществам и высокую прочность, а также хорошую термостойкость и устойчивость к температурам.
При печати с использованием TPC рекомендуется поддерживать температуру в диапазоне от 220 до 260 градусов по Цельсию, температуру платформы в диапазоне от 90 до 110 градусов по Цельсию и скорость печати в том же диапазоне, что и у TPU.
ТПА
Химический сополимер ТПЭ и нейлона, называемый термопластичным полиамидом, представляет собой сочетание гладкой и блестящей текстуры, присущей нейлону, и гибкости, являющейся преимуществом ТПЭ.
Он обладает высокой гибкостью и эластичностью в диапазоне от 370 до 497 процентов, с твердостью по Шору в диапазоне от 75 до 63 А.
Он исключительно долговечен и демонстрирует печатные свойства на том же уровне, что и TPC. Он обладает хорошей термостойкостью, а также адгезией слоев.
Температура экструдера принтера при печати этим материалом должна находиться в диапазоне от 220 до 230 градусов Цельсия, а температура платформы — в диапазоне от 30 до 60 градусов Цельсия.
Скорость печати вашего принтера может быть такой же, как рекомендовано при печати на TPU и TPC.
Адгезионная поверхность принтера должна быть на основе ПВА, а экструдерная система может быть как с прямым приводом, так и с приводом Боудена.
Время публикации: 10 июля 2023 г.