Вы когда-нибудь задумывались, почему технология 3D-печати набирает силу и заменяет старые традиционные производственные технологии?
Если вы попытаетесь перечислить причины, по которым происходит эта трансформация, список наверняка начнется с настройки.Люди ищут персонализацию.Они меньше заинтересованы в стандартизации.
И именно из-за этого изменения в поведении людей и способности технологии 3D-печати удовлетворять потребность людей в персонализации путем настройки, она способна заменить традиционно основанные на стандартизации производственные технологии.
Гибкость — это скрытый фактор, стоящий за стремлением людей к персонализации.И тот факт, что на рынке доступны гибкие материалы для 3D-печати, позволяющие пользователям разрабатывать все более и более гибкие детали и функциональные прототипы, является источником чистого счастья для некоторых пользователей.
3D-печатная мода и 3D-печатные протезы рук являются примерами приложений, в которых следует ценить гибкость 3D-печати.
3D-печать резиной — это область, которая все еще находится в стадии исследования и еще не развита.Но на данный момент у нас нет технологии 3D-печати резины, и пока резина не станет полностью пригодной для печати, нам придется обходиться альтернативами.
Согласно исследованиям, ближайшая альтернатива резине называется термопластичными эластомерами.Существует четыре различных типа гибких материалов, которые мы подробно рассмотрим в этой статье.
Эти гибкие материалы для 3D-печати называются TPU, TPC, TPA и Soft PLA.Мы начнем с краткого обзора гибкого материала для 3D-печати в целом.
Какая нить самая гибкая?
Выбор гибких нитей для вашего следующего проекта 3D-печати откроет мир различных возможностей для ваших отпечатков.
С помощью гибкой нити вы не только можете печатать самые разные объекты, но также, если у вас есть двойной или многоголовочный экструдер с принтером, вы можете печатать довольно удивительные вещи, используя этот материал.
Детали и функциональные прототипы, такие как сделанные на заказ шлепанцы, шариковые головки или просто виброгасители, можно распечатать на принтере.
Если вы полны решимости сделать гибкую нить частью печати своих объектов, вам обязательно удастся воплотить свои фантазии максимально близко к реальности.
При таком большом количестве возможностей, доступных сегодня в этой области, было бы трудно представить время, которое уже прошло в области 3D-печати из-за отсутствия этого печатного материала.
В то время для пользователей печать с помощью гибких нитей была занозой в заднице.Боль была вызвана множеством факторов, которые были связаны с одним общим фактом: эти материалы очень мягкие.
Мягкость гибкого материала для 3D-печати делала рискованным печатать их на любом принтере, вместо этого вам нужно было что-то действительно надежное.
Большинство принтеров того времени сталкивались с проблемой эффекта толкающей струны, поэтому всякий раз, когда вы в этот момент проталкивали что-то без какой-либо жесткости через сопло, оно сгибалось, перекручивалось и сопротивлялось этому.
С этим явлением знаком каждый, кто знаком с вытягиванием ниток из иглы при шитье любой ткани.
Помимо проблемы толкающего эффекта, производство более мягких нитей, таких как ТПЭ, было очень сложной задачей, особенно с хорошими допусками.
Если вы примете во внимание плохой допуск и начнете производство, есть вероятность, что изготовленная вами нить может подвергнуться плохой детализации, застреванию и экструзии.
Но ситуация изменилась: в настоящее время существует целый ряд мягких нитей, некоторые из них даже обладают эластичными свойствами и разной степенью мягкости.Мягкий PLA, TPU и TPE — вот лишь некоторые примеры.
Твердость по Шору
Это распространенный критерий, который вы можете увидеть у производителей нитей, упоминающих название своего материала для 3D-печати.
Твердость по Шору определяется как мера устойчивости каждого материала к вдавливанию.
Эта шкала была изобретена в прошлом, когда люди не имели понятия о твердости любого материала.
Таким образом, до того, как была изобретена твердость по Шору, людям приходилось использовать свой опыт для объяснения твердости любого материала, с которым они экспериментировали, вместо того, чтобы называть число.
Этот масштаб становится важным фактором при выборе материала формы для изготовления части функционального прототипа.
Так, например, когда вы хотите выбрать одну из двух резинок для изготовления слепка гипсовой 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, имея дело с нитями, вы знаете, что рекомендуемая твердость по Шору гибкого материала колеблется от 100 до 75 А.
При этом, очевидно, гибкий материал для 3D-печати с твердостью по Шору 100 А будет тверже, чем материал с твердостью 75 А.
На что следует обратить внимание при покупке гибкой нити?
При покупке любой нити, а не только гибкой, следует учитывать различные факторы.
Вы должны начать с центральной точки, которая для вас наиболее важна, например, с качества материала, из которого получится красивая 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 вам придется использовать любой ограниченный конец материала для 3D-печати.
Подумав об этих факторах, следует задуматься о высокой эластичности, большом 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 принять во внимание обслуживание 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: все они гибкие и мягкие по своей природе.Материалы обладают превосходной усталостной прочностью и хорошими электрическими свойствами.
Они обладают исключительным гашением вибрации и ударной вязкостью.Эти материалы устойчивы к химическим веществам и погодным условиям, обладают хорошей устойчивостью к разрыву и истиранию.
Все они подлежат вторичной переработке и обладают хорошей амортизирующей способностью.
Требования к принтеру для печати с использованием гибких материалов для 3D-печати
Существуют некоторые стандарты, которые следует включить на принтере перед печатью этими материалами.
Диапазон температур экструдера вашего принтера должен составлять от 210 до 260 градусов по Цельсию, тогда как диапазон температур стола должен составлять от температуры окружающей среды до 110 градусов по Цельсию в зависимости от температуры стеклования материала, который вы хотите печатать.
Рекомендуемая скорость печати при печати гибкими материалами может составлять от пяти до тридцати миллиметров в секунду.
Экструдерная система вашего 3D-принтера должна иметь прямой привод, и вам рекомендуется иметь охлаждающий вентилятор для более быстрой последующей обработки деталей и функциональных прототипов, которые вы производите.
Проблемы при печати этими материалами
Конечно, есть некоторые моменты, на которые необходимо обратить внимание перед печатью этими материалами, исходя из трудностей, с которыми пользователи сталкивались ранее.
-Известно, что термопластичные эластомеры плохо обрабатываются экструдерами принтера.
-Они впитывают влагу, поэтому ожидайте, что ваш отпечаток увеличится в размерах, если нить хранится неправильно.
-Термопластичные эластомеры чувствительны к быстрым движениям, поэтому они могут деформироваться при проталкивании через экструдер.
ТПУ
ТПУ означает термопластичный полиуретан.Он очень популярен на рынке, поэтому при покупке гибких нитей велика вероятность, что именно с этим материалом вы столкнетесь чаще, чем с другими нитями.
Он известен на рынке своей большей жесткостью и более легкой экструзией, чем другие нити.
Этот материал обладает достойной прочностью и высокой долговечностью.Он имеет высокий диапазон эластичности – порядка 600–700 процентов.
Твердость по Шору этого материала колеблется от 60 А до 55 Д. Обладает отличной печатной способностью, полупрозрачен.
Его химическая устойчивость к природным жирам и маслам делает его более подходящим для использования с 3D-принтерами.Этот материал обладает высокой стойкостью к истиранию.
При печати с использованием ТПУ рекомендуется поддерживать диапазон температуры принтера от 210 до 230 градусов по Цельсию, а температуру платформы - от ненагреваемой температуры до 60 градусов по Цельсию.
Скорость печати, как уже говорилось выше, должна составлять от пяти до тридцати миллиметров в секунду, а для приклеивания кровати рекомендуется использовать каптон или малярный скотч.
Экструдер должен быть с прямым приводом, а охлаждающий вентилятор не рекомендуется, по крайней мере, для первых слоев этого принтера.
ТПК
Они обозначают термопластичный сополиэстер.По химическому составу они представляют собой сложные полиэфиры, которые имеют чередующуюся последовательность гликолей произвольной длины с длинной или короткой цепью.
Твердые сегменты этой части представляют собой короткоцепочечные эфирные звенья, тогда как мягкие сегменты обычно представляют собой алифатические полиэфиры и полиэфиргликоли.
Поскольку этот гибкий материал для 3D-печати считается материалом инженерного класса, его можно увидеть не так часто, как ТПУ.
TPC имеет низкую плотность с диапазоном упругости от 300 до 350 процентов.Твердость по Шору колеблется от 40 до 72 D.
TPC демонстрирует хорошую стойкость к химическим веществам и высокую прочность, а также хорошую термическую стабильность и термостойкость.
При печати с использованием TPC рекомендуется поддерживать температуру в диапазоне от 220 до 260 градусов Цельсия, температуру стола в диапазоне от 90 до 110 градусов Цельсия, а диапазон скорости печати такой же, как у TPU.
ДТС
Химический сополимер ТПЭ и нейлона, названный термопластичным полиамидом, представляет собой сочетание гладкой и блестящей текстуры нейлона и гибкости, которая является преимуществом ТПЭ.
Он обладает высокой гибкостью и эластичностью в диапазоне 370 и 497 процентов, твердостью по Шору в диапазоне 75 и 63 А.
Он исключительно долговечен и демонстрирует возможности печати на том же уровне, что и TPC.Обладает хорошей термостойкостью и адгезией слоев.
Температура экструдера принтера при печати этим материалом должна находиться в диапазоне от 220 до 230 градусов Цельсия, тогда как температура стола должна находиться в диапазоне от 30 до 60 градусов Цельсия.
Скорость печати вашего принтера может быть такой же, как рекомендуется при печати TPU и TPC.
Адгезия принтера должна быть на основе ПВА, а система экструдера может быть как с прямым приводом, так и с боуденовским.
Время публикации: 10 июля 2023 г.