Вы калі-небудзь задумваліся, чаму тэхналогія 3D-друку набірае абароты і выцясняе старыя традыцыйныя вытворчыя тэхналогіі?
Калі паспрабаваць пералічыць прычыны гэтай трансфармацыі, спіс, безумоўна, пачнецца з персаналізацыі. Людзі шукаюць персаналізацыі. Яны менш зацікаўлены ў стандартызацыі.
І менавіта дзякуючы гэтай змене ў паводзінах людзей і здольнасці тэхналогіі 3D-друку задавальняць патрэбы людзей у персаналізацыі шляхам налады, яна здольная замяніць традыцыйныя вытворчыя тэхналогіі, заснаваныя на стандартызацыі.
Гнуткасць — гэта схаваны фактар, які стаіць за імкненнем людзей да персаналізацыі. А той факт, што на рынку даступныя гнуткія матэрыялы для 3D-друку, якія дазваляюць карыстальнікам распрацоўваць усё больш і больш гнуткія дэталі і функцыянальныя прататыпы, для некаторых карыстальнікаў з'яўляецца крыніцай чыстага шчасця.
Модныя вырабы і пратэзы рук, надрукаваныя на 3D-прынтары, — прыклады прымянення, у якіх варта ацаніць гнуткасць 3D-друку.
3D-друк гумы — гэта вобласць, якая ўсё яшчэ знаходзіцца ў стадыі даследаванняў і распрацоўкі. Але пакуль у нас няма тэхналогіі 3D-друку гумы, і пакуль гума не стане цалкам прыдатнай для друку, нам давядзецца шукаць альтэрнатывы.
І, паводле даследаванняў, найбольш блізкай альтэрнатывай гуме з'яўляюцца тэрмапластычныя эластамеры. У гэтым артыкуле мы падрабязна разгледзім чатыры розныя тыпы гнуткіх матэрыялаў.
Гэтыя гнуткія матэрыялы для 3D-друку называюцца TPU, TPC, TPA і мяккі PLA. Мы пачнем з таго, што коратка раскажам вам пра гнуткія матэрыялы для 3D-друку ў цэлым.
Якая самая гнуткая нітка?
Выбар гнуткіх філаментаў для вашага наступнага праекта 3D-друку адкрые для вас цэлы свет розных магчымасцей для вашых адбіткаў.
З дапамогай гнуткай ніткі можна не толькі друкаваць розныя аб'екты, але і друкаваць даволі дзіўныя рэчы, калі ў вас ёсць прынтар з падвойным або шматгалоўным экстрударам.
Дэталі і функцыянальныя прататыпы, такія як шлёпанцы на заказ, шарыкавыя галоўкі з амартызатарам або проста дэмпферы вібрацыі, можна надрукаваць з дапамогай вашага прынтара.
Калі вы цвёрда вырашылі выкарыстоўваць флексі-нітку для друку сваіх аб'ектаў, вам абавязкова ўдасца ўвасобіць свае фантазіі ў рэальнасць.
Улічваючы такую вялікую колькасць варыянтаў, даступных сёння ў гэтай галіне, цяжка ўявіць сабе час, які ўжо прайшоў у галіне 3D-друку без адсутнасці гэтага друкаванага матэрыялу.
Для карыстальнікаў друк з дапамогай гнуткіх філаментаў у тыя часы быў сапраўдным галаўным болем. Гэта было звязана з многімі фактарамі, якія абумоўлены адным агульным фактарам: гэтыя матэрыялы вельмі мяккія.
Мяккасць гнуткага матэрыялу для 3D-друку рабіла іх рызыкоўнымі для друку на любым прынтары, замест гэтага патрэбна было нешта сапраўды надзейнае.
Большасць друкарак таго часу сутыкаліся з праблемай прасоўвання ніткі, таму, калі вы прасоўвалі што-небудзь без якой-небудзь жорсткасці праз сопла, яно згіналася, скрыўлялася і супраціўлялася.
Кожны, хто знаёмы з тым, як выцягваць ніткі з іголкі пры шыцці любой тканіны, можа зразумець гэтую з'яву.
Акрамя праблемы эфекту праштурхоўвання, вытворчасць больш мяккіх нітак, такіх як TPE, была вельмі складанай задачай, асабліва з добрымі допускамі.
Калі вы ўлічыце дрэнную талерантнасць і пачнеце вытворчасць, ёсць верагоднасць, што вырабленая вамі нітка, магчыма, падвергнецца дрэннай дэталізацыі, зацісканню і экструзіі.
Але ўсё змянілася, і ў цяперашні час існуе цэлы шэраг мяккіх філаментаў, некаторыя з якіх нават валодаюць эластычнымі ўласцівасцямі і рознай ступенню мяккасці. Мяккія PLA, TPU і TPE — некаторыя з прыкладаў.
Цвёрдасць па Шору
Гэта распаўсюджаны крытэрый, які вы можаце ўбачыць у вытворцаў філаментаў, якія згадваюць побач з назвай свайго матэрыялу для 3D-друку.
Цвёрдасць па Шору вызначаецца як мера супраціўлення кожнага матэрыялу ўцісканню.
Гэтая шкала была вынайдзена ў мінулым, калі людзі не мелі ніякай сувязі, гаворачы пра цвёрдасць любога матэрыялу.
Такім чынам, да таго, як была вынайдзена цвёрдасць па Шору, людзям даводзілася выкарыстоўваць свой вопыт для тлумачэння цвёрдасці любога матэрыялу, з якім яны эксперыментавалі, а не называць лічбу.
Гэты маштаб становіцца важным фактарам пры выбары матэрыялу для формы для вырабу дэталі функцыянальнага прататыпа.
Напрыклад, калі вы хочаце выбраць паміж двума гумамі для вырабу гіпсавай формы балерыны, якая стаіць, цвёрдасць па Шору падкажа вам наступнае: гума з кароткай цвёрдасцю 70 А менш карысная, чым гума з цвёрдасцю па Шору 30 А.
Звычайна, працуючы з ніткамі, вы ведаеце, што рэкамендаваная цвёрдасць па Шору для гнуткага матэрыялу вагаецца ад 100 А да 75 А.
Пры гэтым, відавочна, гнуткі матэрыял для 3D-друку з цвёрдасцю па Шору 100 А будзе больш цвёрдым, чым матэрыял з цвёрдасцю 75 А.
На што варта звярнуць увагу пры куплі гнуткай ніткі?
Пры куплі любой ніткі, не толькі гнуткай, трэба ўлічваць розныя фактары.
Пачынаць варта з цэнтральнага пункта, які для вас найбольш важны, напрыклад, якасці матэрыялу, які прывядзе да стварэння прыгожай часткі функцыянальнага прататыпа.
Тады вам варта падумаць пра надзейнасць ланцужка паставак, г. зн. матэрыял, які вы выкарыстоўваеце адзін раз для 3D-друку, павінен быць даступны пастаянна, інакш вы будзеце выкарыстоўваць абмежаваную колькасць матэрыялу для 3D-друку.
Пасля таго, як вы падумалі пра гэтыя фактары, варта падумаць пра высокую эластычнасць і шырокі выбар колераў. Бо не кожны гнуткі матэрыял для 3D-друку будзе даступны ў тым колеры, у якім вы хочаце яго набыць.
Пасля ўліку ўсіх гэтых фактараў вы можаце параўнаць абслугоўванне кліентаў і цану кампаніі з іншымі кампаніямі на рынку.
Зараз мы пералічым некаторыя матэрыялы, якія вы можаце выбраць для друку гнуткай дэталі або функцыянальнага прататыпа.
Спіс гнуткіх матэрыялаў для 3D-друку
Усе ніжэйпералічаныя матэрыялы маюць некаторыя асноўныя характарыстыкі, такія як гнуткасць і мяккасць. Матэрыялы валодаюць выдатнай устойлівасцю да стомленасці і добрымі электрычнымі ўласцівасцямі.
Яны валодаюць надзвычайнай вібрацыйнай герметычнасцю і ўдаратрываласцю. Гэтыя матэрыялы ўстойлівыя да хімічных рэчываў і надвор'я, маюць добрую ўстойлівасць да разрыву і ізаляцыі.
Усе яны паддаюцца перапрацоўцы і маюць добрую амартызацыйную здольнасць.
Патрабаванні да прынтара для друку з дапамогай гнуткіх 3D-друкаваных матэрыялаў
Існуюць некаторыя стандартныя правілы, якія варта ўлічваць прынтар перад друкам з гэтых матэрыялаў.
Тэмпературны дыяпазон экструдара вашага прынтара павінен быць у межах ад 210 да 260 градусаў Цэльсія, тады як тэмпературны дыяпазон ложка павінен быць ад тэмпературы навакольнага асяроддзя да 110 градусаў Цэльсія ў залежнасці ад тэмпературы шкловання матэрыялу, на якім вы збіраецеся друкаваць.
Рэкамендаваная хуткасць друку пры друку на гнуткіх матэрыялах можа складаць ад пяці міліметраў у секунду да трыццаці міліметраў у секунду.
Экструдар вашага 3D-прынтара павінен мець прамы прывад, і рэкамендуецца мець вентылятар астуджэння для больш хуткай пасляапрацоўкі дэталяў і функцыянальных прататыпаў, якія вы вырабляеце.
Праблемы пры друку з гэтых матэрыялаў
Вядома, ёсць некаторыя моманты, пра якія трэба паклапаціцца перад друкам з гэтых матэрыялаў, зыходзячы з цяжкасцей, з якімі сутыкаліся карыстальнікі раней.
-Вядома, што тэрмапластычныя эластамеры дрэнна апрацоўваюцца экстрударамі прынтара.
- Яны ўбіраюць вільгаць, таму будзьце гатовыя да таго, што ваш адбітак павялічыцца ў памерах, калі філамент не захоўваецца належным чынам.
-Тэрмапластычныя эластамеры адчувальныя да хуткіх рухаў, таму яны могуць пагнуцца пры праштурхоўванні праз экструдар.
ТПУ
ТПУ расшыфроўваецца як тэрмапластычны поліўрэтан. Ён вельмі папулярны на рынку, таму пры куплі гнуткіх нітак ёсць вялікая верагоднасць таго, што менавіта гэты матэрыял вы будзеце часцей сустракаць у параўнанні з іншымі ніткамі.
Ён вядомы на рынку сваёй большай калянасцю і дапушчальнасцю да больш лёгкай экструзіі ў параўнанні з іншымі ніткамі.
Гэты матэрыял мае прыстойную трываласць і высокую даўгавечнасць. Ён мае высокі дыяпазон пругкасці, каля 600-700 працэнтаў.
Цвёрдасць па Шору гэтага матэрыялу вагаецца ад 60 А да 55 D. Ён выдатна друкуецца і з'яўляецца напаўпразрыстым.
Яго хімічная ўстойлівасць да натуральных тлушчаў і алеяў робіць яго больш прыдатным для выкарыстання з 3D-прынтарамі. Гэты матэрыял мае высокую ўстойлівасць да ізаляцыі.
Падчас друку з TPU рэкамендуецца падтрымліваць тэмпературу прынтара ў дыяпазоне ад 210 да 230 градусаў Цэльсія, а тэмпературу платформы — ад ненагрэтай да 60 градусаў Цэльсія.
Хуткасць друку, як ужо згадвалася вышэй, павінна быць ад пяці да трыццаці міліметраў у секунду, а для счаплення з паверхняй рэкамендуецца выкарыстоўваць каптон або малярную стужку.
Экструдар павінен быць з прамым прывадам, а вентылятар астуджэння не рэкамендуецца выкарыстоўваць прынамсі для першых слаёў гэтага прынтара.
ТПК
Яны расшыфроўваюцца як тэрмапластычны саполіэстэр. Хімічна яны ўяўляюць сабой поліэфірныя эфіры, якія маюць чаргуемую паслядоўнасць доўгіх або кароткіх гліколяў з выпадковай даўжынёй.
Цвёрдыя сегменты гэтай часткі ўяўляюць сабой кароткаланцуговыя эфірныя адзінкі, а мяккія сегменты звычайна ўяўляюць сабой аліфатычныя поліэфіры і поліэфірныя гліколі.
Паколькі гэты гнуткі матэрыял для 3D-друку лічыцца матэрыялам інжынернага класа, яго не так часта можна ўбачыць, як ТПУ.
ТПК мае нізкую шчыльнасць з дыяпазонам пругкасці ад 300 да 350 працэнтаў. Яго цвёрдасць па Шору вагаецца ад 40 да 72 D.
ТПК дэманструе добрую ўстойлівасць да хімічных рэчываў і высокую трываласць з добрай тэрмічнай стабільнасцю і тэмпературнай устойлівасцю.
Падчас друку з дапамогай TPC рэкамендуецца падтрымліваць тэмпературу ў дыяпазоне ад 220 да 260 градусаў Цэльсія, тэмпературу ложка ў дыяпазоне ад 90 да 110 градусаў Цэльсія, а хуткасць друку — у тым жа дыяпазоне, што і для TPU.
ТПА
Хімічны сапалімер ТПЭ і нейлону пад назвай тэрмапластычны поліамід — гэта спалучэнне гладкай і бліскучай тэкстуры нейлону і гнуткасці, якая з'яўляецца перавагай ТПЭ.
Ён мае высокую гнуткасць і эластычнасць у дыяпазоне ад 370 да 497 працэнтаў, з цвёрдасцю па Шору ў дыяпазоне ад 75 да 63 А.
Ён надзвычай трывалы і мае друкавальныя характарыстыкі на тым жа ўзроўні, што і TPC. Ён мае добрую тэрмаўстойлівасць, а таксама адгезію пластоў.
Тэмпература экструдара прынтара падчас друку на гэтым матэрыяле павінна быць у дыяпазоне ад 220 да 230 градусаў Цэльсія, а тэмпература друкарскага ложа — у дыяпазоне ад 30 да 60 градусаў Цэльсія.
Хуткасць друку вашага прынтара можа быць такой жа, як рэкамендавана пры друку TPU і TPC.
Адгезія да ложка прынтара павінна быць на аснове ПВА, а экстрударная сістэма можа быць як з прамым прывадам, так і з прывадам Боўдэна.
Час публікацыі: 10 ліпеня 2023 г.