Да ли сте се икада запитали зашто технологија 3Д штампања добија на снази и замењује старије традиционалне производне технологије?
Ако покушате да наведете разлоге зашто се ова трансформација дешава, листа ће сигурно почети са прилагођавањем. Људи траже персонализацију. Мање су заинтересовани за стандардизацију.
И управо због ове промене у понашању људи и способности 3Д технологије штампања да задовољи људску потребу за персонализацијом, путем прилагођавања, она је у стању да замени традиционално производне технологије засноване на стандардизацији.
Флексибилност је скривени фактор који стоји иза људске потраге за персонализацијом. А чињеница да на тржишту постоји флексибилан материјал за 3Д штампање који омогућава корисницима да развијају све флексибилније делове и функционалне прототипове, извор је чистог задовољства за неке кориснике.
3Д штампана мода и 3Д штампане протетске руке су примери примена у којима треба ценити флексибилност 3Д штампања.
3Д штампање гуме је област која је још увек у фази истраживања и тек треба да се развије. Али за сада, немамо технологију 3Д штампања гуме, док гума не постане потпуно штампљива, мораћемо да се снађемо са алтернативама.
А према истраживању, најближе алтернативе гуми које спадају у ову категорију називају се термопластични еластомери. Постоје четири различите врсте флексибилних материјала које ћемо детаљно размотрити у овом чланку.
Ови флексибилни материјали за 3Д штампање називају се TPU, TPC, TPA и Soft PLA. Почећемо тако што ћемо вам дати кратак преглед флексибилних материјала за 3Д штампање уопште.
Који је најфлексибилнији филамент?
Избор флексибилних филамената за ваш следећи 3Д пројекат штампања отвориће вам свет различитих могућности за ваше отиске.
Не само да можете да штампате низ различитих предмета са вашим флексибилним филаментом, већ и ако имате штампач са двоструким или вишеглавим екструдером, можете да штампате прилично невероватне ствари користећи овај материјал.
Делови и функционални прототипови као што су јапанке по мери, главе са кугличним главама за подизање стреса или једноставно пригушивачи вибрација могу се штампати помоћу вашег штампача.
Ако сте одлучни да флексибилни филамент укључите у штампање својих предмета, сигурно ћете успети да своје маште приближите стварности.
Са толико опција које су данас доступне у овој области, тешко је замислити време које је већ прошло у области 3Д штампања без овог материјала за штампање.
За кориснике, штампање са флексибилним филаментима, у то време, била је права мука. Мука је била последица многих фактора који су се усредсређивали на једну заједничку чињеницу да су ови материјали веома мекани.
Мекоћа флексибилног материјала за 3Д штампање учинила их је ризичним за штампање било којим штампачем, уместо тога, било вам је потребно нешто заиста поуздано.
Већина штампача у то време се суочавала са проблемом ефекта гурања жице, тако да кад год бисте нешто у том тренутку без икакве крутости гурнули кроз млазницу, савијало би се, увијало и борило се против тога.
Свако ко је упознат са извлачењем конца из игле за шивење било које врсте тканине може се поистоветити са овим феноменом.
Поред проблема ефекта гурања, производња мекших филамената попут ТПЕ-а била је веома херкуловски задатак, посебно са добрим толеранцијама.
Ако узмете у обзир лошу толеранцију и започнете производњу, постоји могућност да ће филамент који сте произвели морати да прође кроз лоше детаље, заглављивање и процес екструзије.
Али ствари су се промениле, тренутно постоји низ меких филамената, неки од њих чак и са еластичним својствима и различитим нивоима мекоће. Меки PLA, TPU и TPE су неки од примера.
Тврдоћа по Шору
Ово је уобичајени критеријум који можете видети код произвођача филамената који помињу поред имена свог материјала за 3Д штампање.
Тврдоћа по Шору је дефинисана као мера отпора сваког материјала на удубљење.
Ова скала је измишљена у прошлости када људи нису имали никакву референцу када су говорили о тврдоћи било ког материјала.
Дакле, пре него што је измишљена тврдоћа по Шору, људи су морали да користе своја искуства другима како би објаснили тврдоћу било ког материјала на којем су експериментисали, уместо да помињу број.
Ова скала постаје важан фактор при разматрању који материјал калупа одабрати за израду дела функционалног прототипа.
На пример, када желите да бирате између две гуме за израду калупа гипсане балерине која стоји, тврдоћа по Шору би вам рекла да имате гуму мале тврдоће 70 А, која је мање корисна од гуме са тврдоћом по Шору од 30 А.
Обично када радите са филаментима, знаћете да се препоручена тврдоћа по Шору за флексибилни материјал креће од 100А до 75А.
При чему би, очигледно, флексибилни материјал за 3Д штампање који има тврдоћу по Шору од 100А био тврђи од оног који има 75А.
На шта треба обратити пажњу при куповини флексибилне нити?
Приликом куповине било ког филамента, не само флексибилног, треба узети у обзир различите факторе.
Требало би да почнете од централне тачке која вам је најважнија, нешто попут квалитета материјала који ће резултирати лепим делом функционалног прототипа.
Затим би требало да размислите о поузданости у ланцу снабдевања, тј. материјал који једном употребите за 3Д штампање треба да буде континуирано доступан, у супротном бисте на крају користили ограничену количину материјала за 3Д штампање.
Након што размислите о овим факторима, требало би да размислите о високој еластичности и широком спектру боја. Јер, нису сви флексибилни материјали за 3Д штампање доступни у боји у којој желите да га купите.
Након што узмете у обзир све ове факторе, можете узети у обзир корисничку услугу и цену компаније у поређењу са другим компанијама на тржишту.
Сада ћемо навести неке од материјала које можете изабрати за штампање флексибилног дела или функционалног прототипа.
Листа флексибилних материјала за 3Д штампање
Сви доле наведени материјали имају неке основне карактеристике, као што су флексибилност и мекоћа. Материјали имају одличну отпорност на замор и добра електрична својства.
Имају изванредно пригушивање вибрација и отпорност на ударце. Ови материјали показују отпорност на хемикалије и временске услове, имају добру отпорност на кидање и хабање.
Сви се могу рециклирати и имају добру способност апсорпције удараца.
Предуслови за штампање са флексибилним 3Д материјалима
Постоје нека стандардна уверења која треба да подесите штампач пре штампања са овим материјалима.
Температурни опсег екструдера вашег штампача треба да буде између 210 и 260 степени Целзијуса, док температура лежаја треба да буде од собне температуре до 110 степени Целзијуса, у зависности од температуре прелаза у стакласто стање материјала који желите да штампате.
Препоручена брзина штампања при штампању са флексибилним материјалима може бити од пет милиметара у секунди до тридесет милиметара у секунди.
Систем екструдера вашег 3Д штампача треба да буде са директним погоном и препоручује се да имате вентилатор за хлађење за бржу накнадну обраду делова и функционалних прототипова које производите.
Изазови при штампању са овим материјалима
Наравно, постоје неке ствари о којима морате водити рачуна пре штампања са овим материјалима на основу потешкоћа са којима су се корисници раније суочавали.
-Познато је да екструдери штампача лоше рукују термопластичним еластомерима.
-Упијају влагу, па очекујте да ће вам се отисак повећати ако се филамент не складишти правилно.
-Термопластични еластомери су осетљиви на брзе покрете, тако да се могу савити када се прођу кроз екструдер.
ТПУ
ТПУ је скраћеница од термопластичног полиуретана. Веома је популаран на тржишту, тако да приликом куповине флексибилних филамената постоји велика вероватноћа да ћете често сретати баш овај материјал у поређењу са другим филаментима.
Познат је на тржишту због веће крутости и могућности лакшег екструдирања од других филамената.
Овај материјал има пристојну чврстоћу и високу издржљивост. Има висок опсег еластичности, реда величине од 600 до 700 процената.
Тврдоћа овог материјала по Шору креће се од 60 A до 55 D. Има одличну могућност штампања, полупровидан је.
Његова хемијска отпорност на масноће и уља чини га погоднијим за употребу са 3Д штампачима. Овај материјал има високу отпорност на хабање.
Препоручује се да током штампања са ТПУ-ом одржавате температуру штампача између 210 и 230 степени Целзијуса, а температуру подлоге између незагрејаног и 60 степени Целзијуса.
Брзина штампања, као што је горе поменуто, требало би да буде између пет и тридесет милиметара у секунди, док се за лепљење на подлогу препоручује употреба Каптонске или траке за фарбање.
Екструдер би требало да буде са директним погоном, а вентилатор за хлађење се не препоручује барем за прве слојеве овог штампача.
ТПЦ
Они су скраћеница за термопластични кополиестар. Хемијски, то су полиетарски естри који имају наизменични низ гликола дугог или кратког ланца.
Тврди сегменти овог дела су кратколанчане естарске јединице, док су меки сегменти обично алифатични полиетри и полиестер гликоли.
Пошто се овај флексибилни материјал за 3Д штампање сматра материјалом инжењерског квалитета, није нешто што бисте виђали тако често као ТПУ.
ТПЦ има ниску густину са еластичним опсегом од 300 до 350 процената. Његова тврдоћа по Шору креће се од 40 до 72 D.
ТПЦ показује добру отпорност на хемикалије и високу чврстоћу са добром термичком стабилношћу и отпорношћу на температуру.
Приликом штампања са TPC-ом, препоручује се да температуру одржавате у опсегу од 220 до 260 степени Целзијуса, температуру лежаја у опсегу од 90 до 110 степени Целзијуса и брзину штампања у истом опсегу као код TPU-а.
ТПА
Хемијски кополимер ТПЕ и најлона назван термопластични полиамид је комбинација глатке и сјајне текстуре која долази од најлона и флексибилности која је благодет ТПЕ-а.
Има високу флексибилност и еластичност у распону од 370 и 497 процената, са тврдоћом по Шору у распону од 75 и 63 А.
Изузетно је издржљив и показује могућност штампања на истом нивоу као TPC. Има добру отпорност на топлоту, као и пријањање слојева.
Температура екструдера штампача током штампања овог материјала треба да буде у опсегу од 220 до 230 степени Целзијуса, док температура лежаја треба да буде у опсегу од 30 до 60 степени Целзијуса.
Брзина штампања вашег штампача може бити иста као што је препоручено при штампању ТПУ и ТПЦ.
Адхезија подложног слоја штампача треба да буде на бази ПВА, а систем екструдера може бити са директним погоном, као и са Боуденовим погоном.
Време објаве: 10. јул 2023.