Vállalkozások

Ma egy mérleget készítettem. Az alap probléma, hogy van egy filament tekercs, és nem tudjuk, hogy hány gramm anyag maradt rajta. Ha le is mérjük nem ismerjük a tekercs tömegét. Ezért készítettem egy mérleget, amibe alapból el vannak tárolva a spulnik tömege. Így használatkor csak ki kell választani a megfelelő gyártót, és a mérleg automatikusan levonja a tekercs tömegét, és a felhasználó már csak a nettó tömegét olvassa le a nyomtatószálnak. Ami további előnye a filamet mérlegnek, hogy a tekercsekhez van igazítva, azaz van egy akasztó amire fel lehet tenni a tekercset. Ez kedvezőbb, mert a hagyományos sík mérlegekről állandóan legurul a tekercs.

Ehhez terveztem burkolatot is. A mérleg teljesen saját gyártmány, az elektronikától kezdve, a filament tekercs tartón keresztül, a burkolatig. Az súlymérés alapja egy erőmérő cella és egy mikrokontroller, ami vezérli azt. Mivel a filament tartót középre szerettem volna helyezni, így a burkolat szélességég az erőmérő cella hossza határozta meg. A hosszúságát és a magasságát pedig a többi alkatrész. A burkolat igen egyszerű lett, egy egyszerű téglatest, mivel ez nyomtatható a legkevesebb alátámasztással. A főkapcsolónak kivágtam egy szögletes lukat, ennél többet ez az alkatrész nem igényelt. A nyomógomb már ennél nehezebb volt, mivel az alulról meg kellett támasztani, ezért egy kis híd tartja alulról, és mellette a vezetékek be tudnak jutni a mikrokontrollerhez.

A kijelzőnek kivágtam a nyílását, illetve a csavaroknak is megcsináltam a süllyesztéseket, hogy a csavarok fejei se álljanak ki a burkolatból. A burkolat fedele az alján rögzült szintén csavarokkal. A csavarokhoz tartozó anyacsavaroknak a burkolaton ki lett alakítva a megfelelő süllyesztések, ahova be lehetett ragasztani őket. A tápellátást 4 darab ceruzaelem biztosította, ami utólag kevésnek bizonyult, mivel a 6V feszültség hamar leesett 5V alá, ami alatt már nem tudott megfelelően működni a mérleg.

A burkolatot, a fedelet, és a filament tartó rudat is 0,2 mm-es rétegvastagsággal nyomtattuk, hogy a tűrés még megfelelő legyen a függőleges méreteknél. Az anyagának PLA-t választottam, mivel számunkra az bőven elegendő volt. Tudtam, hogy vigyázni fogunk rá, nem fogják nagy ütések érni. Mindegyiket a Creality Ender-3 V2 3D nyomtatónkon nyomtattuk.

A mérleg úgy működik, hogy ráhelyezzük a filament tekercset, majd a nyomógomb segítségével tudunk lépkedni a gyártók között. Ha a lista végére értünk, akkor újra az elejére ugrik. Ahhoz, hogy eladható legyen egy ilyen eszköz, ahhoz lehetőséget kellene adni a felhasználóknak, hogy ő maguk adják meg a gyártók neveit, és a hozzátartozó tekercs tömegeket. Ehhez viszont több interfész felületre van szükség, egy gomb nem elég. Egy tekerő és egy gomb már elég lenne.

Mivel a tápegységet alulméretezettem, ezért készítettem egy második verziót is a mérlegből. Itt már figyelembe vettem ergonómiai szempontokat is, például a kijelzőt bedöntöttem 35 fokkal, hogy a felhasználó felé nézzen. Továbbá rövidebb csavarokat használok a fedél rögzítésénél, hogy ne kelljen annyit csavarozni. És talán a legnagyobb újítás, hogy az elemtartó rekesz fedele külön lesz, és ez a fedél nem csavarokkal lesz rögzítve, hanem bepattanó kötéssel fog a helyén maradni. Még sose terveztem saját bepattanó kötést 3D nyomtatáshoz, de itt volt már az ideje.

A legáltalánosabb elrendezésből indultam ki tehát van egy lapka, aminek az egyik végén van két pöcök, ezek beakadnak a burkolaton kialakított nyílásokban, a lapka másik felén pedig a rugalmasan mozgó pöcök található, ami szintén a burkolaton kialakított nyílásba pattan be. a rugalmasan deformálódó pöcök tulajdonképpen egy U profil, ami kedvező a 3D nyomtatás szempontjából is, mivel ekkora rést még simán át tud hidalni alátámasztás nélkül is a nyomtató. Mivel még nem készítettem ilyet és számításokat se akartam végezni, ezért inkább kísérletezni kezdtem. Készítettem egy modellt, ami csak az elemtartó fedél környezetét tartalmazza, azaz egy lukat, ahova majd bepattan a fedél. Illetve a fedél első verzióját is kinyomtattam. A méretek egész jók lettek, de a kötés nagyon laza volt. Ez azért lehetett mert az U profil két szára között nagyon nagy távolságot hagytam.

Elkészült a bepattanó fedél az U profil vastagságát meg ellett növelnem, mert túl könnyedén tört le, így már 4 szál vastagságú lett, ami kellően merev. Az átfedés mértékét is csökkentettem, mert túl nagy erő kellett így a kinyitásához. A végeredmény egy tökéletesen illeszkedő, mereven tartó bepattanó kötés lett, amit könnyű kinyitni.

Másik szerkezet, ami mostanában terveztem, az egy papírhajtogató gép volt. Az igény, ami előhozta, hogy készítsek egy ilyen gépet, hogy a számlákat háromba szeretnénk, hajtogatni, de az nagyon nehéz és időigényes. Ezért több megoldáson is gondolkoztam, de végül egy nem túl bonyolult, de kellően mérnöki megoldást választottam. Az ötletet az internetről szedtem. A papírt 2 henger beszívja, majd 45 fokban felfelé egy tálcára tolja. Ezen a tálcán van egy ütköző, amin felütközik a papír. Emiatt a hengereknél meggyűrődik a papír és másik 2 henger behúzza azt, ezáltal elvégezve az első hajtást. A második hajtás is hasonlóan történik, felütközik a papír és újabb 2 henger behúzza a gyűrődést, és kitolja a háromba hajtogatott papírt.

A tervezés során szem előtt tartottam, hogy a lehető legkevesebb anyag keljen a nyomtatásokhoz (PLA filament), illetve, hogy könnyen nyomtatható alkatrészekből álljon. A gép szerkezetét a két oldalsó fala adja, ezek fogják közre a hengereket és a tálcákat. Ezek a falak alátámasztás nélkül nyomtathatóak a hátlapjukon, egyedül az elefánt talp jelenséget kell elkerülni. A két falat távtartók fogják össze, ezzel merevítve a gép szerkezetét.

Ezek a távtartók is könnyedén 3D nyomtathatóak. A hengereknél a legideálisabb, ha függőlegesen tudjuk nyomtatni, viszont úgy túl magasak lettek volna, ezért két darabra vágtam őket. A hengerek egymásba illenek egy hatszög alakú profillal, ügyelve, hogy a süllyesztés mindig azon az oldalán legyen az alkatrészeknek, amelyiken majd nyomtatódnak, mert akkor a hengerpalástot nem kell alátámasztani, és precízebb gépet lehet építeni. A hengerek végéhez ugyanilyen hatszög alakú profillal csatlakoznak a fogaskerekek, amik a fal külső oldalán helyezkednek már el. Ezeket elsőre túl szorosra illesztettem, ezért kicsit kisebbre kellett vennem.

Ezeket a fogaskerekeket hajtja meg egy nagyobb fogaskerék, amit mi tudunk kézzel tekerni, egy hajtókar segítségével. Az oldalfalak és a tálcáknál is jelentős területeket vágtam ki, ezáltal is csökkentve a tömegüket, és csökkentve a nyomtatások idejét. Sajnos az egyik oldalfalat kétszer is ki kellett nyomtatni, mert az alsó Ender-3 3D nyomtatónkon a mágneses építőlap csúszkált. Másodjára kis csipeszekkel ráfogtunk, és már esélyese volt csúszkálni.

Mivel ez nem egy létfontosságú gép volt, ezért próbáltam a régről megmaradt filamenteket elhasználni, ügyelve arra, hogy az azonosalkatrészek azért azonos színből készüljenek. Ez sikerült is négy tekercsnyi réti filamenttől szabadultam meg. Persze ezeken már csak egy-egy nyomtatásra elegendő anyagok voltak. Még sajnos nem volt lehetőség kipróbálni az eszközt, még az utolsó távtartó, és a kisebb fogaskerekek most nyomtatónak, de már nagyon kíváncsi vagyok a végeredményre.

Elkeszült az összes alkatrész a papír hajtogató géphez, viszont a hengerek, amik behúzzak a papírt, kettő részből készültek, és az illesztés nem lett tökéletes, de nem is tudna az lenni az elefánttalp jelenség miatt. Ezért úgy döntöttem, hogy lecserélem őket. Autodesk Inventorban modelleztem egy új verziót, így a hengerek már egy alkatrészből fognak állni, illetve nem egyenes lesz a henger burkológörbéje, hanem 3 dudor lesz rajta. Ez a 3 dudor feszül majd csak össze a másik hengeren lévő 3 dudorral, és a hengerek csak itt érintkeznek majd a papírral. Ez azért ideálisabb, mert henger talpan mindenképp eldeformálódás lesz, viszont így az nem feszül össze a másik hengerrel.

A tűréseket is kisebbre vettem, hogy kevésbé legyen lötyögősek, és feszesebben tartsák a pozíciójukat a hengerek. Sajnos a 3D nyomtatás csak 0,1 mm-es pontosságra képes, ezért a tervezésnél is a méreteket már úgy határozom meg, hogy azt biztosan ki tudja majd nyomtatni a gép.
Sajnos későn jutott eszembe, hogy ha csak 3 ponton érintkeznek a hengerek, akkor csak 3 ponton fogják meghajtani élesre a papírt, ezért új hengereket terveztem megint. De hasznos tapasztalat volt, hogy a 21 centiméter magas hengereket ki tudja nyomtatni a Creality Ender-3 függőlegesen, pedig csak egy 18 milliméter átmérőjű körön tapad a tárgyasztalhoz.

Az olvasztott lerakódásos modellezéshez (FDM) hőre lágyuló polimerre van szükség a modellek készítéséhez, míg a sztereolitográfia (SLA) fényérzékeny gyantát használ. Tehát mennyibe kerül a 3D nyomtató anyaga? Nos, ez a következő tényezőktől függ:
Anyag (szál vagy gyanta)
Szín (a nem fehér filament általában drágább)
Tolerancia (a szigorúbb tűréshatárok általában drágábbak)
Mennyiség (nagyobb mennyiség általában olcsóbb kilogrammonként)

A 3D nyomtató filamentje változhat, a gyanúsan olcsó PLA kilogrammonként 10 dollár alatti, a speciális filament pedig 600 dollár felett van! A következőkben bemutatunk néhány példaárat a különböző anyagokhoz, és megjegyezzük az árakat befolyásoló fontos tényezőket.
A PLA az FDM 3D nyomtatókhoz leggyakrabban használt filament. Könnyen nyomtatható, és ez a legolcsóbb filament a listában.
Átlagos PLA ártartomány: 15–20 USD kg-onként
Példa termékek:

Egy jól ismert középkategóriás opció a Hatchbox PLA, amelynek tűrése ±0,03 mm, és kilogrammonként 20 dollár körül mozog.
Ha tömeges opciót keres, az Overture hat orsós PLA készlete körülbelül 90 dollárba kerül, ami orsónként körülbelül 15 dollárnak felel meg.
Végül, egy alacsony árú opciót képvisel az Inland PLA, amely lazább tűréssel rendelkezik (±0,05 mm a ±0,03 mm-hez képest), és kilogrammonként körülbelül 17 dollárba kerül. Ne feledje, hogy a lazább tűrésű filamentek gyakran nem nyomtatnak jól, ezért a magasabb ár néha indokolt.

Az ABS egy másik szabványos műanyag filament, amellyel sok gyártó nyomtat. Bár az ABS fűtött építőlemezt igényel, ez egy másik olcsó filament, amely hasznos azoknál a modelleknél, ahol fontos az erősség és a hőmérsékletállóság.
Átlagos ABS ártartomány: 15–20 USD/kg
Példa termék: ABS tükör PLA átlagárai. Jelenleg egy népszerű középkategóriás opció a Hatchbox ABS, ±0,03 mm-es toleranciával, kilogrammonként körülbelül 20 dollárért az Amazonnál.

A PETG filament kiváló alternatívája az ABS-nek, ahol a szilárdság, a hőmérsékletállóság és a könnyű használhatóság figyelembe vesszük. Azt gondolhatnánk, hogy a PETG drágább lenne a jobb jellemzők miatt, de ez már nem így van.
A PETG átlagos ártartománya: 16–19 USD kg-onként
Példa termékek:
Jelenleg egy középkategóriás opció, az AmazonBasics PETG kilogrammonként körülbelül 19 dollárért kapható.

Hasonlóképpen, egy tömeges opció, az Overture PETG kilogrammonként körülbelül 16 dollárnak felel meg.
A nylon egy kissé rugalmas, rendkívül vegyszerálló anyag, amely 3D nyomtatáshoz használható. A 3D nyomtatáson kívül ezt az anyagot általában kábelkötegelők készítésére használják. Hasznos olyan funkcionális alkatrészek modellezése, mint a fogaskerekek, anyák és csavarok 3D nyomtatásban.
Átlagos nejlonár: 50–73 USD kg-onként
Példa termékek:

Viszonylag középkategóriás opció a Taulman 645, amelyet kilogrammonként körülbelül 50 dollárért lehet megvásárolni, ami körülbelül 2,5-szer drágább, mint a PLA, az ABS vagy a PETG.
A fehértől eltérő színek esetében a MatterHackers Pro Series Nylon, amely egy csúcskategóriás opció, különféle színekben kapható kilogrammonként körülbelül 73 dollárért. (Megjegyzés: 0,75 kg-os orsókban árulják.) A szín hozzáadása ebben az esetben határozottan megnöveli a költségeket, de saját színt is hozzáadhat a nejlonszálhoz.

A TPU vagy hőre lágyuló poliuretán egy rugalmas szál, amelyből RC autógumik, cipők és más gumiszerű modellek készíthetők. A TPU nem az egyetlen rugalmas filament típus, és a kategória általában széles árkategóriát fed le.
Átlagos ártartomány a TPU, a TPE és a lágy PLA esetében: 87–110 USD kg-onként
Példa termékek:

A MatterHackers Pro TPU, egy középkategóriás opció, kilogrammonként körülbelül 97 dollárért fut.
Ha van némi extra készpénze, a csúcskategóriás opció a NinjaFlex TPU filament, amely körülbelül 110 dollárba kerül kilogrammonként. A MatterHackers TPE körülbelül ugyanazon az áron megy.
A legolcsóbb megoldás a puha PLA, amely körülbelül 87 dollárba kerül kilogrammonként.
Mint látható, a rugalmas szálak ára általában meghaladja a 75 dollárt kilogrammonként. Vannak azonban olcsóbb alternatívák, amelyek majdnem olyan olcsók, mint a PLA, ABS és PETG. A fő különbség az árban a filament tűrésétől, keménységétől és szilárdságától függ, és ez márkánként és típusonként változhat.

A polikarbonát (PC) egy nagyon erős, optikailag átlátszó anyag, amelyet nagy szilárdságot és tartósságot igénylő alkatrészekhez használnak. Ezenkívül az anyag jó elektromos szigetelési tulajdonságokkal rendelkezik speciális projektekhez, ahol erre szükség van.

A legtöbb filamenthez hasonlóan általában több információ áll rendelkezésre a filament minőségéről és felépítéséről, minél drágább. Mivel a legtöbb 3D nyomtató 1,75 mm-es filamentet használ, nagyobb valószínűséggel kell kilogrammonként 30 dollárt fizetni, ami körülbelül 50%-kal több, mint a normál PLA.
A polikarbonát átlagos árkategóriája: 30–93 USD kg-onként
Példa termékek:

Ár szempontjából a Gizmo Dorks Polycarbonate filament, egy alacsony kategóriás opció, körülbelül 30 dollárba kerül kilogrammonként.
A nem szabványos száltípusok, például a polikarbonát esetében az ár meglehetősen gyorsan megközelítheti a sztratoszférát. Az Ultimaker polikarbonát szála, amely egy csúcskategóriás opció, körülbelül 93 dollár kilogrammonként!
Az ASA egy nagyszerű 3D nyomtatási szál bizonyos kültéri alkalmazásokhoz. UV-álló, nedvességálló és elektromosan szigetel.
Átlagos ASA ártartomány: 30–50 USD kg-onként

Példa termékek:
Jelenleg egy kilogramm Fillamentum ASA filament, egy olcsó opció, körülbelül 32 dollárba kerül kilogrammonként.
Eközben egy olyan középkategóriás opció, mint a MatterHackers ASA, körülbelül 35 dollárba kerül kilogrammonként. Érdekes módon nincs különbség az árban az 1,75 és a 3 mm-es ASA között, és nincs különbség a színek manipulálásakor sem.

A speciális filamentumok teljesen más állatok. Tekintettel az adalékanyagok – például fa, csillogás, sötétben világító vegyületek, szénszál, rozsdamentes acél, mágneses vaspor és még a kiégethető fémszálak – rendkívül sokféleségére, az ilyen típusú szálak átlagos költsége körülbelül 20 dollár kilogrammonként jóval több, mint 600 dollár kilogrammonként! Itt az árkülönbség az adalékanyag egyediségétől és a filament általános minőségétől függ.

A DLP és SLA nyomtatókhoz használt 3D nyomtatási gyanta meglehetősen széles skálán változhat. Míg a gyantanyomtatók nagyon nagy felbontású nyomatokat tudnak készíteni, az egyik nagy hátránya az ezekhez az eszközökhöz használt gyanta költsége. Összességében a gyanta árkülönbségeit a gyanta minőségének és a gyanta kompatibilis nyomtatási felbontásának különbségei okozzák.
Átlagos gyantaár: 40–300 dollár literenként
Példa termékek:

Általában 1 liter generikus gyanta, egy olcsó opció, körülbelül 40 dollárba kerülhet, és általában 500 ml-es kannákban árulják.
Azonban egy csúcskategóriás opció, például a Formlabs által forgalmazott termékek literenként körülbelül 150 dollárba kerül. Valójában a speciális gyanták literenként akár 300 dollárba is kerülhetnek!
A funkció képének forrása: Thomas Sanladerer / YouTube

3D nyomtatószál - 3D nyomtatási költség

Az FDM 3D nyomtatásban tartószerkezetekre van szükség, ha a nyomatnak túlnyúlásai vannak, vagy a levegőben felfüggesztett elemek vannak. Lehetővé teszik összetett formák sikeres nyomtatását azáltal, hogy megtámasztják ezeket az egyébként nem alátámasztott területeket.

A 3D nyomtató támasztóanyaga egyszerűen az az anyag, amelyre ezek a támaszok nyomtatva vannak. A különböző anyagok eltérő egyensúlyt kínálnak az ár, a könnyű használat és a nyomtatási minőség között, így a megfelelő anyag kiválasztása a modellekhez sokkal élvezetesebbé teszi a nyomtatási élményt.
Vessünk egy pillantást a választható lehetőségekre.

A legegyszerűbb, legelterjedtebb hordozóanyag egyszerűen ugyanaz az anyag, amelyből a modelled készült. Ennek az az oka, hogy sok 3D nyomtató még mindig egy extruderes gép, amely egyszerre csak egy anyagot képes nyomtatni, ami lehetetlenné teszi a dedikált hordozóanyag létrehozását.
Amellett, hogy hozzáférhetőbbek, az általános építőanyagok általában megfizethetőbbek, mint a dedikált segédanyagok. Így azok számára, akiknek nincs költségvetésük, az anyagi támasztékok építése vonzó lehetőség lehet.

Az építőanyag alátámasztások is garantáltan jobban tapadnak a modellhez, mivel ugyanabból az anyagból készülnek. Ez a tapadás azonban kétélű fegyver: a nyomatok kevésbé valószínű, hogy meghibásodnak, de a támaszték eltávolítása több erőfeszítést igényel, és gyengébb felületi minőséget eredményez. Amint fentebb látható, szükség lehet X-Acto kés vagy csiszolópapír használatára, hogy a támaszték eltávolítása után sima felületet kapjon a modellen.

Ha garantálni szeretné a tapadást és egy kis pénzt megtakarítani, és nem bánja a fárasztó alátámasztást és a minőségromlást, az építőanyag-támasztékok a megfelelő út. És ha van egy egy-extruderes 3D nyomtatója, akkor jó vagy rossz esetben ez az egyetlen lehetőség.
Anyagok saját hordozóként

Mivel a PLA törékenyebb, ha az Ön modellje kisebb, kevésbé sűrű tartófürtöket igényel, előfordulhat, hogy nehezebb lesz eltávolítani az ABS-hez és a PETG-hez képest, amelyek rugalmasabb anyagok. Eközben anekdotikus bizonyítékok azt sugallják, hogy a PLA-támogatások PETG alatt történő nyomtatása, és fordítva, jó eredményekkel jár, mivel a két anyag nem kötődik egymáshoz, és így könnyebben levágható.
Működik: Egy- és többextruderes 3D nyomtatókon

Előnyök:
Egyextruderes 3D nyomtatókon működik
Gyakran gazdaságosabb
Az anyagok kompatibilitása nem aggályos
Hátrányok:

Gyengébb felületi minőség
A támogatás eltávolítása gondot okozhat
A Breakaway támasztékok ugyanúgy működnek, mint az építőanyag-támaszok. De mivel más anyagból készültek, kevésbé valószínű, hogy túltapadnak a nyomatokhoz. Ez azt jelenti, hogy ugyanazokat a tartószerkezeteket, amelyeket a szakadozó anyagokra nyomtattak, sokkal könnyebb lesz eltávolítani, és sokkal tisztább felületeket hagynak maguk után (a fenti képen).

A Breakaway támogatások azonban nem tökéletesek. Az anyagok kompatibilitása aggodalomra ad okot, ahogy az gyakran előfordul a több anyagból álló 3D nyomtatásnál, mert előfordulhat, hogy a hordozóanyag nem tapad megfelelően minden építőanyaghoz. Az elszakadt támasztóanyagok elérhetősége is rossz, mivel ez a legkevésbé elterjedt lehetőség ezen a listán. A választható lehetőségek között szerepel a Matterhacker PRO Series Breakaway, az Ultimaker Breakaway, valamint az E3D Scaffold (szintén vízoldható) és Scaffold Snap (csak elszakadó) anyagok.
Ha olyan hordozóanyagot keres, amely gyorsan leválik és tiszta felületet hagy maga után, akkor egy dedikált, letörhető hordozóanyag az Ön számára.
Működik: Multi-extruder 3D nyomtatók

Előnyök:
Gyors és tiszta eltávolítás
Hátrányok:
Az anyagok kompatibilitása szempont
Rossz elérhetőség
Csak többextruderes 3D nyomtatókon működik

Az oldható hordozóanyagok a lehető legjobb felületi minőséget nyújtják. Ahelyett, hogy kézi eltávolításra lenne szükség, az oldható hordozók egyszerűen feloldódnak, tiszta, sértetlen felületeket hagyva maguk után. Ez lehetővé teszi a sűrű, szilárd támasztékokat az optimális méretpontosság érdekében, valamint olyan összetett geometriákat, amelyekbe az oldószerek, de a fogók vagy az X-Acto pengék nem férnek bele. A mozgó szerelvények, mint például a fenti giroszkóp, gyakran részesülnek az ilyen sűrű támasztékokból és a tiszta eltávolításból.

Ennek azonban ára van. Eltekintve attól, hogy szó szerint drágábbak, az oldható hordozóanyagok általában nehezebben kezelhetők. A legelterjedtebb vízoldható anyag, a PVA rendkívül higroszkópos, ami azt jelenti, hogy nedvességgel lebomlik. A filamentek megfelelő tárolása elengedhetetlen. Az anyagok kompatibilitása is aggodalomra ad okot, mivel egyetlen oldható anyag sem működik jól minden építőanyaggal. Ha a PVA nem működik, akkor az olyan alternatívák, mint a HIPS, gyakran kellemetlen vegyszereket igényelnek a feloldáshoz, ami kevésbé ideális. És mintha ez nem lenne elég, az oldható hordozók akár órákig is eltarthatnak, amíg teljesen feloldódnak, ezért rossz választás azok számára, akiknek szüksége van az időre.

Ha a lehető legjobb teljesítményt keresi, függetlenül a filament tárolásától, az oldódási időktől vagy akár a potenciálisan káros vegyszerektől, az oldható hordozóanyagok az Ön számára készültek.
Működik: Multi-extruder 3D nyomtatók
Előnyök:
A legtisztább eltávolítás és felületkezelés
Összetett szerkezetek támogathatók (belső szerkezetek, mozgó alkatrészek)

Hátrányok:
Az anyagok kompatibilitása szempont
Az anyagtárolás gondot okozhat
Az oldódási idők hosszúak
Csak többextruderes 3D nyomtatókon működik
Tessék, itt van! A rendelkezésre álló 3D nyomtató-támogató anyagok, valamint az, hogy mikor melyiket kell használni. A használati esetnek megfelelő anyag kiválasztásával javíthatja a nyomtatási minőséget, és sokkal élvezetesebbé teheti a 3D nyomtatást.
Ha mélyebbre szeretne merülni, teljes útmutatóval rendelkezünk a 3D nyomtatási anyagokhoz, tartószerkezetekhez és általában a nyomtatási támaszokhoz.
Boldog nyomtatást!
A funkció képének forrása: Prusa Printers

3D nyomtatás támogatása

Győződjön meg arról, hogy a 3D nyomtatott részei és összetevői ne gyulladjanak ki könnyen, vagy ne terjedjenek lángok, ez nagyon fontos a különböző alkalmazásokban. Ezért bölcs dolog olyan anyagokat használni, amelyek megakadályozzák a tűz terjedését, és ezt gyakran a szabályozó testületek írják elő.

Az égésgátló polimerek különösen fontosak a repülőgépiparban és az autóiparban. De még azok a kisvállalkozások is, amelyek elektronikai készülékházat nyomtatnak, vagy tervezőstúdiók, amelyek 3D-s lámpákat nyomtatnak, profitálhatnak a lángálló termékek kínálatából.
Ha az Ön alkatrészének vagy termékének meg kell felelnie egy ipari szabványnak az önkioltásra vonatkozóan, akkor a piacon számos tanúsított termék megfelel a nemzetközi követelményeknek (a továbbiakban sokat felsorolunk). Ennek ellenére sok polimer, mint például a PEEK és az ULTEM, természeténél fogva égésgátló, és előfordulhat, hogy nem rendelkezik speciális tanúsítvánnyal. Lehetséges, hogy ezeknek a polimereknek a gyártói saját vizsgálatokat végeztek az anyagokon, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy égésgátlók, de nem mentek át a tanúsítási eljáráson.

Az ULTEM egy másik polimerrel keverve, előfordulhat, hogy már nem égésgátló. Ebben az esetben a gyártó égésgátló vegyszert adhat az anyaghoz. Bármikor, amikor egy 3D-nyomtatási anyag polimerek keveréke, nem lehet meghatározni annak lángállóságát laboratóriumi tesztelés nélkül. Ne feltételezze, hogy minden ULTEM- vagy PEEK-alapú filament égésgátló.
Itt megvizsgáljuk a 3D nyomtatás lehetőségeit tanúsított égésgátló anyagokkal, filamentekkel és polimer porokkal a szelektív lézeres szintereléshez, valamint a gyanták SLA-nyomtatásához. Ha nem biztos abban, hogy kérelmét lángálló anyagokba kell nyomtatni, vagy nem biztos abban, hogy mit jelentenek a tanúsítványok, ugorjon a végére.

Az égésgátló anyagok lassítják a tűz terjedését, mert jobban ellenállnak a tűznek és a tűzben maradásnak, de nem tűzállóak. Úgy tervezték őket, hogy minimálisra csökkentsék a tűz kialakulásának kockázatát, ha kis hőforrással érintkeznek, például kis lánggal vagy elektromos meghibásodás esetén.
Számos módja van annak, hogy az anyagok lángállóvá váljanak:
Olyan vegyszerek használata, amelyek melegítéskor endoterm reakcióba lépnek. Ez azt jelenti, hogy a reakcióban részt vevő vegyszerek lényegében elnyelik a hőt, csökkentik a hőmérsékletet és lassítják a tüzet.
Melegítéskor inert gáz szabadul fel, amely elfojtja a lángokat azáltal, hogy elzárja az oxigéntől.

Az égő rétegek megvédik az el nem égett rétegeket az elszenesedés során.
Általánosságban elmondható, hogy az elektromos áramhoz közeli műanyag alkatrészek valamilyen tűzállóságot vagy késleltetést igényelnek. A huzalanyák, a csatlakozódobozok és a belső kábeltartók mind példák olyan alkatrészekre, amelyek elektromos probléma esetén meggyulladhatnak. Ezenkívül az ipari gépek, barkácseszközök és háztartási berendezések, például mikrohullámú sütők, kenyérpirítók és mosogatógépek mind tartalmaznak égésgátló alkatrészeket.

Az automatika és a repülőgépiparban a járművek belsejének, például egy repülőgép belsejének vagy egy versenyautó pilótafülkéjének is meg kell akadályoznia a tűz terjedését, hogy megvédje az utasokat.
A fenti terméktáblázatban számos tanúsítási szabványt találhat, amelyek jelzik, hogy az anyag lángálló, de mit is jelentenek ezek valójában? Lássuk.

Az UL 94 valószínűleg a leggyakoribb égésgátló szabvány. Ez a szabvány meghatározza, hogy egy anyag mennyire égésgátló, és speciális vizsgálatnak veti alá. A tanúsítvány megszerzéséhez szükséges tesztelési folyamat magában foglalja egy alkatrész ismételt meggyújtását külső lánggal.
Az áhított 94 V-0 besorolás eléréséhez az alkatrésznek a következő tulajdonságokkal kell rendelkeznie:
Az első és a második égés után 10 másodpercnél rövidebb ideig ég. Ez azt mutatja, hogy az anyagból készült alkatrészek milyen gyorsan szűnnek meg az égésben.
A második láng utáni utófénynek 30 másodpercnél rövidebb ideig kellett tartania. Ez egy jó útmutató arra vonatkozóan, hogy milyen gyorsan hűl le az alkatrész felgyújtás után. Minél tovább marad egy alkatrész elég forró ahhoz, hogy világítson, annál valószínűbb, hogy újra meggyullad egy másik alkatrészt a közelben.

A tízszeri felgyújtás után semmilyen anyag nem csöpöghetett le, amely meggyújtaná a vattát. Csepegő anyag, amely más anyagokat meggyújthat, annak a jele, hogy egy alkatrész további tüzet gyújthat a közvetlen környezetében.
Az égés nem tudta felemészteni a teljes mintát. Ez hasznos mértékegysége annak, hogy a láng mennyire nehezen halad az anyagon.

A 94-V.0 égés 10 másodpercen belüli leállása esetén egy függőleges mintán, a 94-V.1 és 94-V.2 azt jelenti, hogy az égés 30 másodpercen belül leáll, és így tovább 94-5VA és 94-5VB-ig, ami egy a minta lángolni fog, de 60 másodpercen belül leáll.

Az Egyesült Államok FAA (Amerikai Egyesült Államok Szövetségi Repülési Hivatala) egy függőleges Bunsen-égőtesztet tervezett a repülőgépek belsejében használt anyagok gyúlékonyságának meghatározására, beleértve a kabint és a rakománytereket is. FAR 25.853-nak hívják, és nem ritka, hogy egyes műanyag termékeken „FAR 25.853 – jóváhagyott” bélyegző látható. A szabványnak való megfelelés érdekében a mintákat függőlegesen tartják egy burkolatban, és alulról Bunsen égőlángot alkalmaznak 60 vagy 12 másodpercig. A láng alkalmazási idejének lejárta után az anyagot megfigyeljük. A lángidő, a gyulladási idő, az égési hossz és az anyagcsepegési lángidő dokumentálva van.
3D nyomtatószál

3D nyomtatási anyagok

A repülőgépipartól az autóiparon át az egészségügyig egyre több iparág tér át a fémekről a nemfémekre a szerkezeti elemek, berendezések, implantátumok és szerszámok terén. A nagy teljesítményű polimerek bizonyítottan felülmúlják régebbi fém társaikat. Ráadásul könnyebbek, olcsóbbak és gyorsabban gyárthatók kisebb mennyiségben, mint a fém alkatrészek.

A 3D nyomtatott polimer alkatrészek tartósabbak lehetnek; korrózió-, vegyszer- és hőállóbb; nagyobb ütőszilárdságuk magas hőfokon és fagypont alatti hőmérsékleten; és magas elektromos szigeteléssel és zajcsillapító tulajdonságokkal rendelkeznek. A polimerek testreszabhatók és olyan formákban is legyárthatók, amelyek gyakran fémmel nem lehetségesek, valamint 3D-nyomtatással és monolitikus formákban is, így nincs szükség összeszerelésre vagy hegesztésre.

Több tucatnyi 3D-nyomtatáshoz használható műanyag létezik, amelyek erőssége, tartóssága, kopásállósága, hőtűrése, biokompatibilitása és egyéb jellemzői különböző fokúak, amelyekre az utolsó részhez szüksége lehet. De hogyan választja ki a megfelelőt?
Ebben a nagy teljesítményű anyagok áttekintésében bemutatjuk az additív gyártásban manapság használt legjobb polimerek jellemzőit, hogy segítsünk Önnek a legjobb választásban.

Ami a műanyagokat illeti, a „nagy teljesítményű” kifejezés nem tudományos osztályozás, és a források nem értenek egyet abban, hogy mely polimereket vegyék figyelembe. Hallhat olyan kifejezéseket, mint például műszaki minőségű, műszaki polimerek vagy teljesítményű műanyagok, amelyek olyan anyagokra utalnak, amelyek szilárdsága, tisztasága, merevsége, valamint kopással és vegyszerekkel szemben ellenállóbb, mint a leggyakoribb 3D nyomtatási anyagok, például a PLA és az ABS.
A rendelkezésre álló polimertípusok széles választéka mellett a polimer keverékek, az üveg- vagy szénszálas polimerek és a márkás kompozit anyagok tengere is megtalálható.

Általában azonban a nagy teljesítményű műanyagok azok, amelyek megőrzik kívánatos mechanikai, termikus és kémiai tulajdonságaikat, ha zord környezetnek vannak kitéve, például magas hőmérsékletnek, nagy nyomásnak és korrozív vegyszereknek. Más szóval, nem hajlik meg, nem vetemedik meg, nem repednek meg vagy nem töredeznek ki.
Áru vagy közönséges műanyagok
Műszaki műanyagok
Nagy teljesítményű műanyagok

A polikarbonát (PC) egy erős anyag, amely három fő jellemzővel tűnik ki: optikai tisztaság, hőállóság és hihetetlen szívósság. 3D-nyomtatáskor számos iparágban használják autófényszóró-prototípusokhoz, lámpabúrákhoz és elektromos alkatrészek áttetsző házaihoz.
Erősen átlátszó és üvegszerű
Nagy szívósság -20 °C-ig
Magas mechanikai tartás 140 °C-ig
Lényegében égésgátló
A jó elektromos szigetelési tulajdonságokat nem befolyásolja a víz vagy a hőmérséklet
Jó kopásállósággal rendelkezik
Ellenáll az ismételt gőzsterilizálásnak
Ár: filament (1 kg) 60 dollártól

A poliamidokat (más néven nejlonokat) a műanyagok osztályaként – PA6, PA11, PA12 és más változatokban kapható – tulajdonságaik jó egyensúlya miatt értékelik. Általában kőolaj alapúak (kivéve a PA11-et, amely egy bioműanyag), szilárdságot és kopásállóságot is mutatnak, miközben könnyű velük dolgozni. A PA-t általában szén-, üveg- és kevlárszálakkal erősítik meg, vagy folyamatos szénszálakkal ágyazzák be a további megerősítés érdekében. A csúcskategóriás mérnöki alkalmazásokban, például fogaskerekekben, fogaslécekben, rögzítésekben és szerszámokban széles körben használt PA filament és por formájában kapható.

Nagy szilárdság és merevség magas hőmérsékleten
Jó ütésállóság, még alacsony hőmérsékleten is
Nagyon jó áramlás a könnyű feldolgozás érdekében
Jó kopás- és kopásállóság
Rendkívül ellenálló az üzemanyaggal és olajjal szemben
Jó elektromos szigetelő tulajdonságok
Magas ellenállás a feszültségrepedésekkel, öregedéssel és kopással szemben
Erősen nedvszívó
Érzékeny ásványi savakkal és oldószerekkel szemben
Ár: filament (1kg) 70 dollártól
Ár: por (6 kg) 1000 dollártól

A PET és a PETG ugyanabba a polietilén-tereftalát-családba tartozik. A PET az egyik leggyakrabban használt műanyag a világon, különösen élelmiszer- és italcsomagoláshoz, de az adalékos gyártásban nem túl népszerű az alacsony hőállósága miatt. A PETG-t viszont széles körben használják 3D nyomtatáshoz jelentős vegyszer- és hőállósága, jó tartóssága és alakíthatósága miatt (más műanyagokhoz képest). Alacsony szilárdsága miatt vitathatatlanul nem mérnöki minőségű polimer, a PETG kopás- és ütésállósága miatt alkalmas számos ipari alkalmazásra, ahol a gazdaságos műanyag az elsődleges. A PETG alkalmazások közé tartoznak a fogászati illesztők, jelzőtáblák és grafikus kijelzők, valamint az elektromos berendezések burkolatai.

PETG

Jelentős vegyszer- és hőállóság
Jó tartósság és alakíthatóság
Csak mérsékelt merevség és szilárdság
Élelmiszer-biztonságos és nem mérgező
Átlátszó és fényes felületű
Ár: filament (1 kg) 35 dollártól

A TPE-k (termoplasztikus elasztomerek) olyan anyagok osztálya, amelyek műanyag és gumi keverékei, és magukban foglalják a TPU-t (termoplasztikus poliuretán), a TPC-t (termoplasztikus kopoliészter) és másokat. Ezek a műanyagok nagyon puhák és rugalmasak. Egyre elterjedtebbek az additív gyártásban, hogy olyan alkatrészeket állítsanak elő, amelyek deformáció nélkül hajlíthatók vagy nyújthatók. A TPU-k általában tartósabbak, és jobban ellenállnak a kopásnak, az olajoknak, a vegyszereknek, valamint a magas és alacsony hőmérsékletnek, mint a TPE-szálak. A TPC magas hőmérséklet-állósággal és kiváló UV-állósággal büszkélkedhet. Különösen nagyra értékelik az orvosbiológiai alkalmazásokban, valamint a hordható és orvosi eszközökben. A TPE-k filament, por és gyanta formájában kaphatók.

Magas rugalmasság a teljes keménységi tartományban
Kiváló alacsony hőmérsékletű és ütésállóság
Olajokkal, zsírokkal és oldószerekkel szembeni ellenálló képesség
Robusztus időjárás és nagy energiájú sugárzásállóság
Nagyon jó elektromos szigetelési tulajdonságok
Különféle keménységi fokozatokban gyártható
Ár: filament (1 kg) 40 dollártól
Ár: por (6 kg) 1000 dollártól

A poliéterimidet (PEI) először 1982-ben fejlesztette ki a General Electric Company (jelenleg SABIC néven) Ultem márkanéven, ahogyan a mai napig közismert. Ezt a nagy teljesítményű műanyagot kiemelkedő termikus, mechanikai és elektromos tulajdonságok jellemzik. A PEI magas szilárdság/tömeg arányt kínál a gyártóknak, így költséghatékony alternatívája a fémnek, amely elég erős ahhoz, hogy bizonyos alkalmazásokban helyettesítse az acélt, és elég könnyű ahhoz, hogy más esetekben az alumínium helyettesítésére használják, különösen az űrhajózásban. Egyéb PEI alkalmazások közé tartoznak a fogaskerék-alkatrészek, szelepházak, érzékelő- és termosztátházak, igényes elektromos alkalmazások, nyomtatott áramköri kártyák és csatlakozóberendezések. Az Ultemnek számos fajtája létezik, amelyek közül a legelterjedtebb az Ultem 1000. Az Ultem 1010 gyanta, az Ultem 2300 pedig 30%-ban üvegerősítésű.

Nagyon jó mechanikai tulajdonságok megtartása rendkívül magas hőmérsékleten
Kivételes fajlagos szilárdság, merevség, rugalmasság és méretszilárdság
Jó elektromos tulajdonságok
Jó UV-fényállóság és időjárásállóság
Eredetileg tűzálló

Ellenáll az alkoholoknak, savaknak és szénhidrogén oldószereknek, de oldódik részben halogénezett oldószerekben
A PEI jó hidrolitikus stabilitást is mutat
Különösen jól teljesít forró levegős és vizes környezetben
A legtöbb PEI fokozat megfelel az élelmiszerekkel való érintkezésnek
Ár: filament (1 kg) 350 dollártól

A PEEK a poliaril-éterketon (PAEK) polimerek családjába tartozik, és egyre nagyobb népszerűségnek örvend katonai, gyógyszerészeti, petrolkémiai és élelmiszer-csomagolási alkalmazásokban. Magas költsége és bonyolult feldolgozása azonban csak ipari felhasználásra korlátozza bizonyos nyomtatókkal. A PEEK kevesebb mint fele az alumínium tömegének és egyhatoda az acél tömegének, így kiváló fémcserealkatrészek az olaj- és gáziparban, valamint a repülőgépiparban. A PEEK tulajdonságai tovább fokozhatók, ha olyan kompozit anyagokkal kombinálják, mint például az üvegszál, a grafit vagy a szénerősítők, amelyek segítik a zsugorodás elleni küzdelmet. A PEEK-et orvosi implantátumokhoz is használják (mivel teljes mértékben biokompatibilis és röntgensugár átlátszó), de óriási különbség van az ipari és a beültethető PEEK között, mivel az Evonik kínálja az egyetlen teljesen orvosilag jóváhagyott PEEK filamentet a piacon (5000 USD/kg körül). ).

Rendkívül ellenáll a szélsőséges hőmérsékleteknek akár 260°C-ig
Ellenáll a korrozív folyadékoknak, gázoknak és nagy nyomásoknak
Kiválóan ellenáll a nagynyomású víznek vagy gőznek
Magas önkenési képesség és alacsony súrlódás
Kiemelkedő kúszásállóság
Jó méretstabilitás
Alacsony gyúlékonyság és csekély füstkibocsátás égéskor
Kivételes szigetelési tulajdonságok
Kiváló sterilizálási ellenállás magas hőmérsékleten
Teljesen biokompatibilis
Ár: filament (1 kg) 850 dollártól

A PEKK egy másik polimer a poliaril-éterketon (PEAK) családban, és a világ egyik legnagyobb teljesítményű polimerje. A PEKK kivételesen jó mechanikai, hő- és vegyi ellenálló képességgel rendelkezik, de sokkal könnyebben nyomtatható, mint a PEEK. Valójában a PEKK alacsonyabb 3D nyomtatási hőmérsékleten is feldolgozható, mint a PEEK-alapú filamentek, nem igényel túlhevített kamrát (mint például a PEEK), és kiváló rétegkötéssel rendelkezik, ami kivételes méretpontosságú és z-szilárdságú alkatrészeket eredményez. Ez egy másik sokoldalú, nagy teljesítményű 3D nyomtatási polimer, amely helyettesítheti a fém- és kompozit alkatrészeket a különböző iparágakban, az űrhajózástól és az autóipartól a gyógyászati és tengerészetiig.

Az anyag ellenáll a szénhidrogéneknek és a folyadékoknak.
A PEKK-kel nyomtatott részek a nyomtatás után hőkezelhetők (hevíthetők), hogy maximalizálják a mechanikai, termikus és kémiai ellenálló képességet. A nyomtatott részek átlátszó arany színűek, majd átlátszatlan sárgásbarna színűvé válnak a hőkezelés után.

Magas hőmérsékletállóság, 255+ ºC
Nagyon nagy merevség, szakító- és nyomószilárdság, ütésállóság
Könnyen nyomtatható
Lángálló, alacsony gázkibocsátású
Nagyon korlátozott vetemedés
Gyakorlatilag minden szerves és szervetlen vegyszernek ellenáll
Ár: filament (1 kg) 750 dollártól

A PVDF (polivinilidénfluorid) egy másik polimer, amely egyedülálló tulajdonságai miatt egyre nagyobb alkalmazásokat nyer az additív gyártásban. A PVDF-et széles körben használják csúcstechnológiás alkalmazásokban, például vegyipari folyamatberendezésekben, félvezetőkben, lítium-ion akkumulátorokban és más elektromos, elektronikus és energiával kapcsolatos alkalmazásokban. A 3D nyomtatásban a PVDF nagyon alacsony vetemedést mutat, és ellenáll a legszélsőségesebb körülményeknek is, még a nukleáris sugárzásnak is. A PVDF-ből készült paneleket űrszondákon és műholdakon használják.
Kiváló termikus tulajdonságok 150 °C-ig

Nagyon alacsony vetemedés
Kiválóan ellenáll a legtöbb vegyszernek, beleértve a teljesen halogénezett szénhidrogéneket, alkoholokat, savakat és bázisokat
Nem higroszkópos, nem szívja fel a nedvességet.
Hosszú távú hidrolitikus stabilitás
Ellenáll a nukleáris sugárzásnak
Nagyon jó kopásállóság

Ár: filament (1 kg) 250 dollártól
A szulfonpolimerek (PPSU, PESU, PSU) a nagy teljesítményű műanyagok másik családját alkotják, amelyek kiváló hőstabilitást, nagy szilárdságot és szívósságot, kiváló hidrolitikus stabilitást, átlátszóságot és jó ellenállást biztosítanak a környezeti feszültségrepedésekkel szemben. Ezeket a PEAK családtól a magas hőeltérítési hőmérsékletük különbözteti meg (hasonlóan a PEI-hez), és ezek az egyetlen hőre lágyuló műanyagok, amelyek szupermagas hőmérsékleten (204 ºC) még hosszú távú expozíció után is átlátszóak maradnak.

A PPSU-k hosszan tartó teljesítményt nyújtanak forró vízben és gőzben, még nyomás alatt is, ezért gyakran használják sárgaréz helyettesítésére túlnyomásos melegvizes alkalmazásokban. Használhatók a fém könnyű alternatívájaként sebészeti sterilizáló tokokban és tálcákban, implantátum-próbáknál, sebészeti műszerek fogantyúiban és számos egyéb orvosi és fogászati eszközben. A PPSU-t széles körben használják vendéglátóipari alkalmazásokban és repülőgépek utasterében is.
Kiemelkedő, hosszú távú kúszásállóság 150 ºC-ig.
Könnyen feldolgozható

Kiváló kopásállóság folyamatos terhelés mellett magas hőmérsékleten
Ellenáll savaknak, lúgoknak, olajoknak, zsíroknak és alifás szénhidrogéneknek és alkoholoknak.
Jó optikai tisztaság
Nagyon jó hidrolitikus és sterilizálási ellenállás
Biokompatibilitás
Kiváló szigetelő tulajdonságok
Kiváló merevség magas hőmérsékleten is
Alacsony UV fényállóság
Ár: filament (1 kg) 500 dollártól

A nagy teljesítményű műanyagokat leggyakrabban végfelhasználásra, funkcionális alkatrészekre használják magas költségük miatt. Funkcionális prototípusként is használják olyan alkatrészekhez, amelyek végül fémből, üvegből készülnek, vagy olyan alkatrészekhez, amelyeket tömegesen gyártanak majd, például autóalkatrészek prototípusaihoz. A nagy költségű és környezetvédelmi szempontból nem fenntartható fémek, például réz, sárgaréz, titán és alumínium helyettesítőjeként értékelt nagy teljesítményű polimerek ellenállnak az oxidációnak, a korróziónak és a kémiai szennyeződéseknek.

Egy olyan iparágban, amely több kísérleti tervezési iterációra támaszkodik, a prototípus alkatrész gyors kinyomtatásának képessége, amely valóban ellenáll a funkcionális tesztelés kényszereinek, gyorsabb innovációt tesz lehetővé a versenycsapatok számára. Ezen kívül egyre több végfelhasználású, nagy teljesítményű 3D nyomtatott alkatrész kerül be az elektromos versenyautókba, mivel az anyag nem vezetőképes.

A fém alkatrészek erős, nagy teljesítményű műanyag részekre cseréje drámaian csökkenti a repülőgépek, űrhajók és műholdak tömegét, ami üzemanyag- és mérethatékonyságot eredményez. A nagy teljesítményű műanyagok generatív tervezéssel párosulva olyan alkatrészeket eredményeztek, mint például a konzolok és a falak, amelyek kevesebb anyagot használnak, de erősebbek, mint az alumínium. A nagy teljesítményű műanyagok, mint például a PEEK, amelynek használható hőmérséklete -184 ºC és 149 ºC között van, ideálisak a világűr zord körülményeihez.

A 3D nyomtatás komplex fröccsöntő formák és szerszámok, különösen az egyedi vagy rövid távú gyártáshoz, drámaian olcsóbbak és gyorsabbak, mint a CNC marás. Nincs anyagpazarlás, és a gyors 3D nyomtatás lehetővé teszi a gyártók számára, hogy több egyedi lehetőséget kínáljanak ügyfeleiknek.

A gyártók rájöttek, hogy a nagy teljesítményű műanyagok több mint a fémek párja a szerszámgépes összeszerelési folyamatokban, ráadásul gyorsabban és töredék áron ki is lehet őket nyomtatni házon belül vagy egy 3D nyomtatási szolgáltatónál.

A biokompatibilis, nagy teljesítményű polimereket számtalan egyedi tervezésű implantátumban alkalmazzák a páciens speciális igényeinek kielégítésére. Az additív gyártás ezeket az alkatrészeket gyorsabban és kevesebb anyagveszteséggel állítja elő, mint a marás. A 3D nyomtatott PEEK-et csontpótlásra használták a betegek csontpótlására az osseo-integráció miatt.

Az erős, nagy teljesítményű polimerek helyettesíthetik a sárgarézet a túlnyomásos melegvizes alkalmazásokban, és határozott előnyöket kínálnak a fémekkel szemben azáltal, hogy kiküszöbölik a korróziót és a nehézfémekkel való szennyeződést, és fenntarthatóbb anyagmegoldásokat kínálnak. Kiváló oxidációs ellenállásuk tartós, hosszan tartó teljesítményt biztosít olyan alkalmazásokhoz, amelyek folyamatos forró klórozott víznek vagy tengervíznek vannak kitéve.

A szükséges jellemzők eléréséhez az utolsó részekben természetesen szükség van arra, hogy helyesen nyomtassa ki azokat. A nagy teljesítményű anyagok esetében nem csak a forró vég, a fűtött ágy és a fűtött kamra hőmérsékletére kell különös figyelmet fordítania, hanem a nyomtatási sebességre, valamint arra is, hogy milyen gyorsan vagy lassan hagyja lehűlni az alkatrészeket. Ezek a változók ahhoz is kapcsolódnak, hogy mit nyomtat, például milyen vastagok a falak és milyen kicsi a rétegmagasság.

De ne csüggedjen a nagy teljesítményű anyagok műszaki követelményei miatt. A tény az, hogy a mai magas hőmérsékletű ipari 3D nyomtatók sok ilyen nyomtatási kerületet automatizáltak, és sok cég fog Önnel együttműködni, és tanácsot ad a nagy teljesítményű anyagokkal történő nyomtatáshoz. A nyomtatógyártók, mint például a Stratasys, a Roboze, az Aon3D és még sokan mások, több száz órát töltöttek azzal, hogy nagy teljesítményű anyagokat nyomtassanak a gépeiken, és megóvhatják Önt az időveszteségtől és a drága anyagoktól azáltal, hogy ideális anyagokat ajánlanak, és nyomtatási paramétereket adnak. a gépeiket.
Ha nyomtatóját nem kifejezetten nagy teljesítményű anyagokhoz tervezték, további kísérletezésre lesz szüksége a minőségi nyomatok eléréséhez.

Ha nyomtatója nem tud állandóan 300 ºC feletti meleg véghőmérsékletet, 100 ºC feletti állandó ágyhőmérsékletet és 90 ºC feletti aktívan fűtött kamrát tartani, a nagy teljesítményű anyagok csak csalódást okoznak.
Az anyag előkészítése és gondozása szintén fontos. A nagy teljesítményű polimereket ellenőrzött környezetben kell tartani, és gyakran hosszú ideig szárítani kell a feldolgozás előtt.

Vannak speciális vegyipari cégek, amelyek a polimereket gyártják, aztán vannak olyan filamentgyártók, amelyek ezeket a polimereket szálban használják. Néha vásárolhat nagy teljesítményű anyagokat közvetlenül egy speciális vegyipari cégtől, mint például az Evonik vagy a Solvay. Máskor megtalálhatja ezeket a márkás speciális polimereket – VestaKeep, Ketaspire, Kynar, Kepstan – más filamentgyártók termékeiben, amelyeket márkás polimeren alapuló vagy márkás polimerrel „készített” filamentnek neveznek. Szóval mi a különbség?

Nos, egy fontos szempont, amelyet szem előtt kell tartani, amikor nagy teljesítményű anyagokat vásárol, az az, hogy az Ön által készített végső alkatrészt egy szabályozott iparágban használják-e vagy sem. Csak azért, mert a PPSU biokompatibilis, még nem jelenti azt, hogy az összes PPSU filament orvosilag biokompatibilisnek minősítették és jóváhagyták. Az egyes anyagok gyártóinak be kell nyújtaniuk konkrét anyagukat a szabályozó testületekhez jóváhagyás céljából, ezért feltétlenül ellenőrizze, hogy a filament márkája rendelkezik-e ezekkel a jóváhagyásokkal.

Például a Solvay Radel PPSU filament az FDA jóváhagyásával rendelkezik a 24 órás bőrkontaktusra egészségügyi alkalmazásokban, de nem minden PPSU filament rendelkezik az FDA jóváhagyásával.
A legbiztonságosabb eljárás az, ha együttműködik az alábbi speciális vegyipari vállalatokkal, hogy többet megtudjon az anyagok tulajdonságairól, felhasználásáról és jóváhagyott forgalmazóiról. Az alábbi márkás termékeknél részletes nyomtatási irányelveket is kap.

Evonik
Infinam PA / TPA / TPC / PEEK
VestaKeep PEEK
Solvay
KetaSpire PEEK
Radel PPSU
Talp PVDF
Solvay PAEK
BASF / Előre AM
Adsint PA12
Ultrafuse PA / TPC / TPE / PPSU
Ultrasint PA (por)
XStrand (az Owens Corningtől vásárolva 2020-ban) PA / PC
Arkema
Rilsan PA 11
Kepstan PEKK
Kynar 460 PVDF
Covestro / DSM
Arnitel TPE
Novamid PA
EcoPaXX PA
Sabic
Ultem PEI
Lexan PC

Külön köszönet az Omnexus by SpecialChem cégnek, hogy hozzájárult polimer mechanikai tulajdonságaival kapcsolatos információinkhoz.
Tehát van egy izgalmas ötlete egy gumiszerű 3D nyomtatott modellhez. Csodás! Mielőtt nekivágna a nyomtatásnak, tartsa szem előtt az alábbi modellezési tippeket:
Készülj fel egy kis takarításra. Mivel a legtöbb gumiszerű szálat kismértékben vagy egyáltalán nem kell visszahúzni, a modellek nagyon szálasak lehetnek. Ha lehetséges, tájolja vagy szerkessze a modellt, hogy könnyen tisztítható legyen, ahol szükséges.

Várja meg a nyújtást. Ha olyasmit nyomtat, amelyhez szorosan illeszkedik (pl. telefontok), akkor a szükségesnél valamivel kisebbre modellezze. Így nem kell annyira aggódnia, hogy a modell idővel megnyúlik. Körülbelül két-három milliméter valóban változtathat, bár ez a használt gumiszerű filament rugalmasságától függ. Nyugodtan kísérletezzen ezen a területen.
Válassza ki a filamentet. Sok különböző keverék és márkájú rugalmas filament létezik, mindegyik eltérő rugalmassággal és árcédulával. Találd meg a számodra megfelelőt! Részletesebb információkért tekintse meg filament-útmutatónkat a gumiszerű szálakkal, például a TPE-vel vagy a TPU-val kapcsolatos további információkért.

A rugalmas szálakkal történő nyomtatás a legtöbb 3D nyomtató számára nehéz lehet. Általában minél rugalmasabb a filament, annál nehezebb vele nyomtatni. A nehézségek csökkentése érdekében kövesse az alábbi lépéseket:
Csökkentse vagy kapcsolja ki a visszahúzást a nyomtatón. A szilárdabb műanyag szálakkal a nyomtatók általában utazás közben visszahúzzák a műanyagot a fúvókába, így az olvadt műanyag nem szivárog ki mindenhol. Az elasztikus gumiszálaknál a visszahúzás hajlamos egyszerűen meghajlítani a filamentet és elakadást okozni.

Nyomtasson lassan.

A 3D nyomtatott gumimodellek nyomtatása sokkal tovább tart, mint a hagyományos kemény nyomatok, mivel a gumiszerű filamentek nem teljesítenek jól nagy sebesség mellett. Mivel a gumiszálak 3D-nyomtatása nagyobb tapadást igényel az extrudertől, lassítsa a dolgokat. A legtöbb számára a 15-20 mm/s jó kiindulópont.
Csökkentse a modellen kívüli utazásokat. Ügyeljen arra, hogy a nyomtatófej a modell falain belül mozogjon ahelyett, hogy a legrövidebb utat szabad levegőn menne. Ez lehetővé teszi, hogy a gumiszerű filamentből származó szivárgás a modell belsejében maradjon, ahol nem látható, ahelyett, hogy a külső hegessé válna.

A legtöbb szeletelő rendelkezik erre a beállítással. A Simplify3D-ben engedélyezze az „Avoid crossing outline for travel movement” lehetőséget a Speciális beállítások alatt. Az Ultimaker Cura alkalmazásban kapcsolja be a „Fésülési módot” az Utazási beállítások alatt.
Állítsa be a megfelelő hőmérsékletet. Gumiszerű szálakkal történő 3D nyomtatáskor létfontosságú, hogy elérje a nem túl meleg és nem túl hideg Goldilocks hőmérsékletet. Kezdje a gumiszerű filamenthez ajánlott hőmérsékleten belül. Menjen fel vagy le három fokkal, amíg el nem éri a kívánt nyomtatási minőséget. Ha a nyomat alulextrudáltnak tűnik, vagy könnyen szétválik a rétegek között, akkor valószínűleg túl hideg. Ha a

nyomat szélein sok folt van, vagy rendkívül szálkás, akkor valószínűleg túl meleg.
Keress segítséget. Keressen az interneten, és olvassa el mások tapasztalatait az adott 3D nyomtatóval vagy gumiszerű izzószál márkával kapcsolatban. Gyakran találhat konkrét beállításokat és tippeket, amelyek a legjobban működtek.
A nyomtatás még mindig nem néz ki jól? Ne aggódjon – ez a gyakori 3D nyomtatási problémákról szóló cikk segíthet a hibaelhárításban.

A gumiszerű filamentekkel történő nyomtatás nehézségei miatt gyakran sokkal könnyebb 3D nyomtatási szolgáltatást bérelni. Az olyan szolgáltatások, mint a Shapeways vagy az i.Materialise csúcskategóriás nyomtatókkal, minőségi filamentekkel és 3D nyomtatásban tapasztalattal rendelkező szakemberekkel rendelkeznek.

Ha egy igazán jó minőségű modellt keres, amelyet házhoz postázunk, ez az út. Nemcsak pénzt takaríthat meg egy teljes tekercs gumiszerű filament vásárlásával, hanem időt is takaríthat meg a nyomtató beállításainak finomhangolásával.
Feltéve, hogy a modell megfelel az irányelveiknek, ezek a szolgáltatások kiváló nyomatokat biztosítanak elfogadható áron. A legjobb ajánlatok megtalálásához használja 3D nyomtatás ár-összehasonlító szolgáltatásunkat. Egyszerűen töltse fel digitálisan a 3D-s modellfájlt, válassza ki, melyik anyagba szeretné nyomtatni (jelen esetben rugalmas műanyag), és azonnal összehasonlíthatja a különböző szolgáltatások árait.

Nike Flyprint: Könnyű, rugalmas és 3D nyomtatott cipők futóknak
Készítsen rugalmas 3D nyomtatott szíjat az Apple Watchhoz
3D nyomtatási anyagok

Még ha még új is a 3D nyomtatás világában, valószínűleg hallott már a PLA filamentről, a legnépszerűbb 3D nyomtatási anyagról. A politejsav, amelyet általában PLA-nak neveznek, természetes anyagokból, például kukoricakeményítőből készült bioműanyag és hőre lágyuló műanyag. Leginkább a 3D-nyomtatási iparban való felhasználásáról ismert, sodrott anyagból, úgynevezett filamentből készült tekercsekben árulják, de egyedi tulajdonságai miatt a PLA műanyagot más gyártási környezetben is használják.

A PLA-val viszonylag könnyű dolgozni, általában minimális erőfeszítést igényel a minőségi alkatrészek előállítása, különösen FDM 3D nyomtatókon. Mivel természetes vagy újrahasznosított anyagokból készült, a PLA-t környezetbarát jellege, biológiai lebonthatósága és sok más jellemzője is elismeri.
Ebben a cikkben mindent áttekintünk a PLA műanyagról, különös tekintettel a 3D nyomtatásban való felhasználására. Megvizsgáljuk, hogyan készül ez a műanyag, előnyei és hátrányai, felhasználási módjai, gyártási módszerei, tulajdonságai, fenntarthatósági kérdései stb.

Bár ez a folyamat nem biztos, hogy közvetlenül előtted megy végbe, mégis jó tudni, hogyan készül a filament vagy az anyag. A kőolaj finomításával előállított sok műanyaggal ellentétben a PLA növényi eredetű anyagokból, például kukoricakeményítőből és cukornádból készül.
Először a természetes nyersanyagot, például a kukoricát, nedves őrlésnek vetik alá, ahol a növény keményítőjét izolálják és leválasztják. Ezt az extrakciót követően a keményítőt összekeverik és felmelegítik enzimekkel és egyéb vegyi anyagokkal, hogy felszabadítsák a dextrózt (D-glükózt), amely egy cukorfajta.

Ezután a dextrózt fermentálják, tejsavmonomereket termelve, amelyekből a tejsav elsősorban készül (ahogy a névből kitalálható).
A tejsavat ezután kétféleképpen lehet PLA-anyaggá feldolgozni: a tejsavat laktiddá kondenzálják, majd polimerizációs eljárással vagy közvetlenül a tejsavval kondenzációs eljárással. Az előbbi módszer gyakoribb, és magában foglalja a molekulák összekapcsolását különböző katalizátorok és hő hozzáadásával.

A PLA feldolgozása után a műanyagot granulálják és nyersanyagként értékesítik. A PLA-szál gyártása során a filamentgyártók először összekeverik ezeket a PLA-pelleteket más anyagokkal. Ezek az adalékok jellemzően javított tulajdonságokat adnak a végterméknek, például eltérő színt, hőállóságot vagy szilárdságot.
Az új keveréket ezután egy speciális filament extruderbe töltik, amely megolvasztja a szemcséket, majd pontos átmérőben (általában 1,75 vagy 2,85 mm) felfűzött formában lehűti azokat. Végül a felfűzött műanyagot egy orsóra tekerik, becsomagolják és a világ minden tájára szállítják.

Ha a PLA-t a filamentgyártástól eltérő kontextusban használják, az eljárás nagyon hasonló, kivéve, hogy a pontos forma a tervezett végterméktől függően változik.
A PLA-nak, mint 3D nyomtatási anyagnak van néhány nyilvánvaló előnye, de fontos felismerni, hogy ez az anyag nem tökéletes, és vannak hátrányai is. Az alábbiakban felsoroltuk ennek az anyagnak néhány előnyeit és hátrányait.

Könnyen nyomtatható: A PLA-val rendkívül könnyű nyomtatni; szinte minden 3D nyomtató képes kinyomtatni ezt az anyagot, és nincs szükség fűtött ágyra. A PLA más nyomtatási anyagokhoz képest viszonylag alacsony hőmérsékletet igényel, kissé gyorsan nyomtatható (körülbelül 60 mm/s), és nem igényel burkolatot.

Olcsó: A PLA-t meglehetősen olcsón meg lehet vásárolni más, speciálisabb nyomtatási anyagokhoz, például nejlonhoz vagy polikarbonáthoz (PC) képest, így kiváló választás a pénztárcakímélő gyártók számára.
Színek és opciók széles választéka: A PLA sokféle formában kapható, és a gyártók ezt a filament szinte bármilyen színben elkészítették, amit csak el lehet képzelni. Ezenkívül vannak olyan kompozit és speciális célú PLA filamentek, mint a szénszálas PLA, a csillogó PLA és még az illatosított PLA is.
Biológiailag lebomló és környezetbarát: Mivel a PLA-t növényekből nyerik, ésszerű, hogy biológiailag lebomlik, ellentétben más műanyagokkal (pl. ABS), amelyek kőolaj finomításából készülnek, ami káros a környezetre.

Nem mérgező: A PLA nem mérgező, ha szennyeződésmentesen tartható, és kiterjeszti alkalmazását olyan területekre, mint az orvosi és élelmiszeripar.
Nincsenek füstök: A hőre lágyuló műanyagok megolvasztásakor elkerülhetetlenül gőzök szabadulnak fel, és ezek a gőzök, különösen a mérgező anyagokból, például az ABS-ből, káros belélegezhető anyagokat, sőt rákkeltő anyagokat is tartalmazhatnak. Míg a PLA kibocsáthat néhány füstöt, szinte nincs szag és sokkal kisebb a kockázat.

Törékeny és viszonylag gyenge: A PLA legnyilvánvalóbb hátránya az alacsony hajlítószilárdsága. A 3D nyomtatott PLA alkatrészek lényegesen gyengébbek, mint a fröccsöntött alkatrészek, sőt, a 3D nyomtatott részek más anyagokból, például PETG-ből és ABS-ből is. A PLA alkatrészek általában nem hajlanak meg; kellő erő kifejtése után nagyon gyorsan elpattannak, ami azt jelenti, hogy az anyag nagyon törékeny.

Alacsony hőmérséklet- és vegyszerállóság: Amellett, hogy nem a legerősebb anyag, a PLA nem túl hőálló. A PLA alacsony üvegesedési hőmérséklettel rendelkezik, így az erre az anyagra nyomtatott részek hajlamosak deformálódni meleg körülmények között, így a PLA kevésbé ideális anyag kültéri használatra. Ezenkívül bizonyos vegyszerek hatására a PLA felszabadítja nyers vegyszereit, nevezetesen a tejsavat, amely nagy mennyiségben káros lehet.
Lassú lebomlás: Annak ellenére, hogy a PLA biológiailag lebomlik, ahogy az a műanyagtól várható, még mindig hosszú ideig tart a lebomlása. Ideális összetételi körülmények között a PLA műanyag három hónap alatt bomlik le, ami más lebomló anyagokhoz képest hosszú idő.

A PLA a legnépszerűbb 3D nyomtatási anyag, de a 3D nyomtatás mellett rengeteg felhasználási területe van:
Élelmiszer-csomagolás: A PLA teljesen természetes, nem mérgező és elméletileg élelmiszer-biztonságos anyag, így kiváló műanyag élelmiszer-csomagoláshoz, mert nem szennyezi be az élelmiszereket. Annak ellenére, hogy a PLA reakcióba léphet bizonyos vegyszerekkel és folyadékokkal, az eredmények azt mutatják, hogy jelentéktelen mennyiségű tejsavat szabadít fel. Például a NatureWorks, egy bioműanyag-gyártó cég sikeresen alkalmazta a PLA-t élelmiszer-biztonságos élelmiszer-csomagolóelemek előállítására.
Orvosi: A PLA nem mérgező összetétele ismét hasznossá teszi az orvosi és egészségügyi iparban. PLA alkatrészeket használtak csontrögzítő eszközökben, például rögzítőcsavarokban és lemezekben.

Prototípuskészítés: A PLA-ban a prototípuskészítés általában 3D-s nyomtatással történik, és ez nagyszerű módja annak, hogy vállalkozások és magánszemélyek életre keltsék ötleteiket. Ennek az az oka, hogy a PLA rendkívül könnyen nyomtatható, olcsó, és bármely FDM 3D nyomtatóval használható.
Szerkezeti alkalmazások: ridegsége és alacsony tartóssága ellenére a PLA-t gyakran használják épületekben, a szőnyegszálaktól a szigetelőhabig. A PLA olyan tárgyak berendezésére is használható, amelyek nincsenek fizikai megterhelésnek kitéve.

Textíliák: Légáteresztő képessége, kis súlya és egyéb tulajdonságai miatt a PLA-t ruhák és egyéb textíliák gyártására is használják. A PLA természetesen nem a legnépszerűbb műanyag a textiliparban, de van benne lehetőség, és környezetbarát alternatíva. Erre a felhasználásra található példa a Fibfab projektben, amely sikeresen tesztelte a PLA-t az alkalmi és védőruházatban való használatra.

Kozmetika: A kozmetikai ipar óriási mértékben járul hozzá a műanyaghulladékhoz, és a PLA egyre népszerűbb csomagolási alternatívaként környezetbarát jellege és teljesen természetes forrásai miatt.
Most, hogy ismeri azokat az iparágakat, ahol a leggyakrabban használják a PLA-t, az alábbiakban bemutatunk néhány módszert a PLA-komponensek előállítására:
3D nyomtatás: Az FDM 3D nyomtatás nagyon elterjedt módja az alkatrészek előállításának PLA-ban: Az anyag nagyon könnyen nyomtatható, és nincs szükség magas hőmérsékletre, fűtött ágyra vagy közvetlen meghajtású extruderre.

Fröccsöntés: A fröccsöntés a műanyag alkatrészek gyártásának legnépszerűbb módja, és így készül a legtöbb napi műanyag alkatrész. Míg a fröccsöntést általában ABS műanyaggal használják olyan alkatrészek, mint a Lego kockák vagy belső autóalkatrészek (például műszerfalak) előállítására, ez a módszer PLA-val is működhet. A PLA-t azonban nem használják olyan gyakran fröccsöntésre, alacsony kristályosodási sebessége miatt.

Öntés és egyebek: Az öntés nagyon hasonlít a fröccsöntéshez, de az alkalmazott nyomás helyett gravitációt használ az alkatrész kialakításához. Vannak más hasonló gyártási módszerek is a PLA-hoz, például a hőformázás. A fröccsöntéshez hasonlóan ezek a módszerek nem túl népszerűek a PLA alkatrészek előállításánál, de bizonyos iparágakban alkalmazzák.
Bár már említettünk néhányat, például a ridegséget, a PLA műanyagnak számos olyan tulajdonsága van, amelyet érdemes megvitatni:

Erősség: A PLA nem az erősségéről ismert műanyag (ez lenne a nylon vagy a PC), de a PLA alkatrész szilárdsága jobban függ attól, hogyan készült, mint maga az anyag. Például nagyobb kitöltési sűrűség és rétegmagasság használata erősebb 3D nyomtatott alkatrészt eredményez.

Rugalmasság: A PLA egy merev műanyag, ami azt jelenti, hogy alacsony a hajlítószilárdsága, összehasonlítva más műanyagokkal, különösen a rugalmasakkal, például a TPU-val. Ezenkívül, amint már említettük, a PLA törékeny. Hajlítás helyett általában elpattan és eltörik.
Hőállóság: A PLA nem igényel fűtött ágyat a nyomtatáshoz, ami azt jelenti, hogy olcsó gépeken használható. Ennek oka a PLA alacsony üvegesedési hőmérséklete, ami azt jelenti, hogy hő hatására gyorsan deformálódik. Ez azt jelenti, hogy valószínűleg nem szabad a PLA alkatrészeket a szabadban használni, vagy közvetlen napfénynek kitenni, mert könnyen elcsúsznak.

UV-állóság: Ellentétben az ABS-szel, amely nagy UV-állósággal rendelkezik, a PLA nem viseli jól a napsugarakat. Hasonlóan a hővel való szembesüléshez, a PLA alkatrészek deformálódhatnak, ha hosszabb ideig vannak kitéve UV fénynek.
Vegyi ellenállás: A PLA nem oldódik oldószerekben, például acetonban vagy izopropil-alkoholban, és összességében a PLA műanyag vegyileg nagyon ellenálló és kémiailag stabil anyag. Azonban továbbra is használhat erősebb oldószereket, például diklór-metánt és keverékeket, például XTC3D-t a PLA-alkatrészek feloldásához vagy rétegezéséhez.

A PLA elsősorban 3D nyomtatáshoz készült anyag, ellentétben más műanyagokkal, mint például az ABS vagy a polikarbonát, amelyeket túlnyomórészt más módon használnak. Összességében a PLA kiváló nyomtatási teljesítménnyel rendelkezik, néhány tényező miatt.

Először is, a PLA nem igényel fűtött ágyat, burkolatot vagy közvetlen meghajtású extrudert, így az anyag nyomtatásához szükséges berendezés nem drága, néha 100 dollár alatt is. Az olyan anyagokhoz, mint az ABS, a PETG és a TPU, ezek közül legalább egy szükséges a minőségi nyomatok készítéséhez.
Másodszor, a PLA széles körben hozzáférhető, és a fogyasztói 3D-nyomtatási ipar eléggé fejlődött ahhoz, hogy a PLA-szál könnyen elérhető legyen az interneten. Nagyon olcsó is, kilogrammonként 20 dollár körül kezdődik. Más filamentek, mint például a PETG, néhány plusz dollárba kerülnek kilogrammonként, és kevesebb lehetőség van.

Harmadszor, a PLA meglehetősen toleráns a változó nyomtatási beállításokkal szemben (az ésszerű határokon belül), így a jó nyomtatást meglehetősen könnyű elérni anélkül, hogy hosszas tesztelési folyamatot kellene végezni a szeletelő beállításainak tökéletesítéséhez. A legtöbb alapértelmezett szeletelőprofil azonnal kielégítő modellt kínál, és egy kis beállítás még tovább javíthatja a nyomatokat.

Ezzel szemben az ABS filament, a PETG és a TPU mind érzékenyek a szeletelő beállításokra, ezért ezekhez az anyagokhoz a szeletelőprofilokat finoman kell hangolni a jó nyomatok készítéséhez.
Végül, a PLA gyorsabban nyomtatható, mint a legtöbb más anyag, és a gyors prototípuskészítés iránti vágy miatt a PLA népszerű a prototípusok gyors fejlesztésében. Senki sem akar napokat várni, amíg elkészül az első prototípusa, mert addigra már átállhat a következő prototípusra!
Az évek során számos egyedi PLA-száltípus jelent meg, amelyek számos választási lehetőséget kínálnak a fogyasztóknak:

Szabvány: Mindenekelőtt a szabványos PLA a 3D nyomtatási iparban elterjedt PLA szokásos típusa, amely a PLA anyag alapvető tulajdonságain kívül nem rendelkezik egyedi vagy különleges tulajdonságokkal.

Plusz: A Plus és a Pro általános kifejezések a filamentek üzletágában, amelyek olyan anyagok leírására szolgálnak, amelyeket speciális adalékokkal kevertek össze, hogy javítsák a teljesítményét, általában az erősségét illetően. A Pro PLA és a PLA+ nagyszerű választás, ha olyan funkcionális, valós használatú alkatrészeket szeretne nyomtatni, amelyek fizikai igénybevételnek vannak kitéve, de még mindig könnyen nyomtatható anyagból.

Fa: A Wood PLA egy összetett típusú PLA, amely faszerű vizuális tulajdonságokat biztosító adalékanyagokat tartalmaz, és ez a szál hasznos farészek, például plakkok készítéséhez.
Selyem: A selyem PLA szuperfényes, sima és selymes felületet kölcsönöz az alkatrészeknek, így népszerű választás esztétikus darabok, például vázák nyomtatásához.

Márvány: A márványszál egy másik népszerű lehetőség, és a valódi márványszálak kis márványrészecskéket tartalmaznak, amelyek márványszerű, foltos felületet eredményeznek. Más pettyes szálakat is néha márvány PLA-nak minősítenek, még akkor is, ha nem tartalmaznak valódi márványdarabokat.

Csillogó: A csillogó vagy csillogó PLA szórakoztató! Ez a fajta PLA nagy csillogó részecskéket tartalmaz, amelyek jól láthatóak, így láthatja, hogy a nyomtatott rész fényben ragyog.

Szénszálas infúziós: Ez a fajta PLA egy másik kompozit, és ahogy a neve is sugallja, egy szénszálas részecskékkel átitatott PLA-szál, amely növeli a PLA szilárdságát és tartósságát, miközben megőrzi a legtöbb könnyű használhatóságot.

Sötétben világító: A sötétben világító PLA nagyon népszerű, és a filamentben lévő speciális adalékoknak köszönhetően sötétben is ragyog.
Vezetőképes: A vezetőképes PLA egy olyan filament, amely elektromosan vezető részeket ad, amelyeket kis méretű elektromos projektekhez használhat, például LED-ek táplálásához 3D nyomtatott áramkör segítségével.

Most, hogy ismeri a PLA filament előnyeit, hátrányait és típusait, érdemes lehet egy-két PLA-szál orsóra. Míg sok vállalat állítja a filament minőségét, néhány cég hírnevéről és állandó minőségéről ismert. Az alábbiakban felsorolunk néhány minőségi PLA-szálat:
Hatchbox: A Hatchbox egy kis 3D-nyomtatószál-gyártó, amely minőségi szálakat árul alapszínekben, megfizethető áron (kg körülbelül 20 USD), beleértve a jól áttekintett PLA-t is.
Prusament: A Prusament a Prusa Research filament szektora, és sokféle anyagot gyártanak, beleértve a PLA-t is, amelyet alapvető és fényes színekben kínálnak.
Protopasta: Bár a filamentjük jóval többe kerülhet, mint a legtöbb márka, a Protopasta a legegyedibb PLA-szálakat kínálja. A csillogótól a csillogótól a kávéillatú és szénszálas illatúig a Protopasta gondoskodik róla.

Polymaker: A Polymaker néhány különböző típusú PLA-t árul alapszínekben. Ezek közé tartozik a PolyLite, a standard opció, a PolyMax, az ütésálló filament, a PolyTerra, a környezetbarát választás, és az olyan kompozitok, mint a PolyWood.
MatterHackers: A MatterHackers a 3D nyomtatási kellékek népszerű online kiskereskedője számos márka számára, és saját filamentkészletet is készítenek, beleértve a Build Series PLA-t és a Pro Series PLA-t. A MatterHackers más típusú PLA-t is kínál, mint például a selymes opciók és a sötétben világító PLA.

Fillamentum: A Fillamentum egy másik felső kategóriás filamentgyártó, és PLA-szálaik a legjobbak közé tartoznak, egyedülálló színeikről (pl. kristálytiszta) és kiváló nyomtatási teljesítményükről ismertek.
Mint már említettük, a PLA-műanyagot olyan növényekből nyerik, mint a kukorica, nem pedig olyan káros anyagokból, mint a nyersolaj, amelyből a legtöbb műanyag készül. Ez azt jelenti, hogy a PLA többnyire fenntartható anyag, mivel a növények viszonylag megújulóak.

A PLA műszakilag biológiailag is lebomlik, de még ideális környezetben is hosszú időbe telik, mire a PLA műanyag alkatrészek lebomlanak. Egy tanulmány megállapította, hogy ellenőrzött komposztálási környezetben, ahol a hő és a bomló organizmusok felgyorsítják a folyamatot, a PLA műanyag három hónapig tartott, mire lebomlott.

Még három hónapnál is tovább tart, amíg a PLA természetes, ellenőrizetlen körülmények között lebomlik. Tehát nem úgy, hogy az összes régi 3DBenchyt a komposztálóba vagy a földre dobhatod. Ehelyett a legjobb, ha a PLA alkatrészeket egy speciális, bioműanyagok komposztálására szolgáló létesítménybe küldi.

A PLA előállításához szükséges növények élelmiszerforrásként fontosak, és egyesek azzal érvelhetnek, hogy a bolygónak nem áll érdekében ezeket a korlátozott terményeket élelmiszerek helyett műanyag előállítására használni. Talán a jövőben a PLA-t fenntarthatatlan anyagnak tekinthetik, ha a terméshozam nem elég magas ahhoz, hogy kielégítse mind a műanyag, mind az élelmiszer iránti igényt.

Összességében, bár a PLA technikailag fenntartható anyag, vannak bizonyos korlátai. Ennek ellenére a PLA bioműanyag, és fenntarthatóbb, mint más műanyagok, például az ABS, amelyek teljes mértékben nem megújuló erőforrásokra támaszkodnak, és nem bomlanak le (vagy közel sem olyan gyorsan).

Végül fontos megvitatni a PLA műanyag toxicitását és élelmiszerbiztonságát, mivel ez minden anyag használatának kulcsfontosságú szempontja. A PLA egy nem mérgező anyag, és elméletileg élelmiszerbiztonsági cikkek előállítására használható, ellentétben más 3D nyomtatási műanyagokkal, például az ABS-sel. Azonban sok más tényező is hozzájárul a PLA élelmiszerbiztonságához, különösen, ha 3D nyomtatott alkatrészről van szó.

Csak azért, mert egy anyag nem mérgező, még nem jelenti azt, hogy biztonságos élelmiszerrel érintkezésbe kerül. Például az FDM 3D nyomtatás rétegről rétegre hozza létre az alkatrészeket, és elég nyilvánvaló hézagok vannak e rétegek között. Ezek a rések befoghatják az idegen részecskéket, ami potenciálisan szennyezheti az alkatrészt, és az élelmiszerekre már nem biztonságos. Mielőtt azonban ez megtörténhetne, a PLA-szálat extruderen, csövön, forró végén és fúvókán keresztül táplálják be, minden olyan helyen, ahol más, potenciálisan nem biztonságos anyagok érintkeznek a PLA-val.

Ezt szem előtt tartva fontos megjegyezni, hogy bár a tiszta PLA műanyag nem mérgező és élelmiszer-biztonságos, más anyagok és részecskék befolyásolhatják a kész alkatrész biztonságát. Javasoljuk, hogy olvassa el az élelmiszer-biztonságos részek nyomtatására vonatkozó útmutatónkat, mielőtt bármit kinyomna, ami élelmiszerrel érintkezhet.
PLA 3D nyomtatás

A Material Jetting (MJ) az egyik leggyorsabb és legpontosabb 3D nyomtatási technológia. Folyékony fotopolimer cseppekből építi fel az alkatrészeket, amelyeket UV fénnyel megkeményít (szilárdít).
Mivel a fotopolimer gyantát cseppekben permetezzük, mielőtt megszilárdulna, az MJ-t gyakran a 2D tintasugaras eljárással hasonlítják össze. Míg azonban a tintasugaras nyomtatók csak egyetlen réteg tintacseppeket raknak le, az MJ rétegről rétegre épít, amíg az alkatrész el nem készül.

Az MJ is nagyon hasonlít az SLA-hoz, mivel UV fényforrást használ a gyanta kikeményítésére. Itt az a különbség, hogy az MJ 3D nyomtatók több száz apró cseppet permeteznek ki egyszerre, míg az SLA 3D nyomtatók egy teljes tartálynyi gyantát tárolnak, amelyet szelektíven (pontosan) lézerrel térhálósítanak.
Egy másik szempont, amely az MJ-t egyedivé teszi, az az anyag lerakódása (és ezáltal kikeményítése). Lényegében az MJ nyomtatók több nyomtatófejből sugározzák a gyantát egy X-tengelyű hordozó mentén, amely előre-hátra söpör a fejlődő nyomatokon. A készülék mozgásának megjelenítéséhez gondoljon a 2D szkenner fényforrására vagy egy autó ablaktörlőjére.

Ezzel szemben a három legnépszerűbb 3D nyomtatási technológia – az FDM, az SLA és az SLS – pontszerűen rakja le, téríti ki és szintereli az anyagokat. Emiatt az MJ-t az egyik leggyorsabb és legpontosabb 3D nyomtatási technológiának tartják.
A következő szakaszokban közelebbről megvizsgáljuk, hogyan működik az MJ, mik az előnyei és hátrányai, és hol alkalmazzák.

Az MJ 3D nyomtató fő összetevői a nyomtatófejek, az UV fényforrások, az építőplatform és az anyagtartály. A nyomtatófejek és a fényforrások ugyanazon az X-tengelyű kocsin vannak felfüggesztve.
A nyomtatási folyamat a gyanta anyagtartályba öntésével kezdődik. Az SLA-hoz hasonlóan az MJ is hőre keményedő fotopolimer gyantát használ, ami azt jelenti, hogy fel kell melegíteni (30 és 60 °C közötti hőmérsékletre), hogy elérje a megfelelő viszkozitást.
Ahogy az X-tengelyű kocsi elkezd áthaladni az építési platformon, a nyomtatófejek szelektíven több száz apró gyantacseppet kezdenek kifújni. A nyomtatófejek után következnek az UV fényforrások, amelyek azonnal kikeményítik a kipermetezett gyantát. Miután egy teljes réteg elkészült, az építési platform egy réteget csökkent, és a folyamat addig ismétlődik, amíg az alkatrész elkészül.

Amellett, hogy lehetővé teszi az anyaglerakódást a teljes X-tengelyen, a több nyomtatófej további előnyt is kínál: több anyagból történő nyomtatást. Más, több anyagból álló 3D nyomtatókhoz hasonlóan ez is lehetővé teszi az oldható hordozóanyagot vagy a funkcionális anyagok többféle változatát, vagy színét.
Rengeteg anyag közül választhat az MJ számára. A prototípusok és végfelhasználású alkatrészek gyártásához szabványos gyantát használnak, de vannak rugalmas, önthető, átlátszó és hőálló anyagok is.
Mint minden más 3D nyomtatási technológiának, az MJ 3D nyomtatásnak is megvannak az előnyei és hátrányai.

Filament

Ahogy fentebb említettük, az építési sebesség és a méretpontosság az a két paraméter, amely igazán kiemeli az MJ-t.
A technológia természetének köszönhetően több alkatrész is előállítható anélkül, hogy az építési sebességet befolyásolná, ami már egyetlen alkatrész esetében is gyors. Ez nagyon hasznos lehet megosztott vagy kisüzemi gyártáshoz.

Az MJ-n keresztül készült alkatrészek nagyon sima felülettel rendelkeznek, amely ideális esztétikus prototípusok készítéséhez. Olyannyira, hogy az anyagsugaras részek összehasonlíthatók a fröccsöntött alkatrészekkel (kinézet szempontjából).
A színes és több anyagból történő 3D nyomtatás az MJ egy újabb csodálatos funkciója, amely tovább növeli a prototípusok és a végfelhasználású alkatrészek esztétikai minőségét.
Hátrányok

A nagy teljesítményű nyomtatás és a rendkívül sima felületkezelés magas árcédulával jár. Az MJ az egyik legdrágább 3D nyomtatási technológia. Ennek oka mind a gépek, mind az anyagok költségei.
Az MJ másik korlátja a nyomtatott részek szilárdsága. Az MJ alkatrészek szerkezetileg gyengék, vagyis nem ideálisak olyan alkatrészekhez, amelyeknek valamilyen terhelést kell kezelniük.
Valójában az MJ ugyanezt a korlátozást osztja az SLA-val. A bármelyik technológiával nyomtatott alkatrészek a gyanta természete miatt törékenyek.

Végül az MJ sem nélkülözi a hulladékanyagot. Az FDM-hez és az SLA-hoz hasonlóan az MJ-nek is szüksége van támasztékokra a túlnyúló alkatrészekhez. Tekintettel a gyanták – még az oldható hordozóanyagok – magas költségére is, bármilyen mennyiségű hulladék anyaga valamivel kisebb a kívánatosnál.
Amint azt valószínűleg sejti, az MJ-t elsősorban gyönyörű, valósághű prototípusok készítésére használják.
Példaként, MJ vonzó lehet azoknak az orvosoknak és diákoknak, akiknek szükségük van a testrészek pontos modelljére. Hasonlóképpen, az építészek, a tervezők és a művészek is nagy hasznot húzhatnak az anyagsugaras modellek pontosságából és esztétikai minőségéből.

Az MJ-ből alacsony futási sebességű fröccsöntő öntőformák is készíthetők, köszönhetően a részletgazdagságnak és az anyag hőmérsékleti stabilitásának.
Mindenesetre az MJ-t használó alkatrészek 3D nyomtatásának költsége a legtöbb esetben a professzionális alkalmazásokra korlátozza a technológia használatát. Szerencsére még akkor is, ha nem engedheti meg magának MJ nyomtató vásárlását, egy 3D nyomtatási szolgáltatás segítségével nagy részletességű gyantával nyomtathatja ki a terveit.

Az igényeinek leginkább megfelelő szolgáltatás megtalálásához tekintse meg a Craftcloudot, az All3DP 3D nyomtatási és ár-összehasonlító szolgáltatását. Valós idejű árakat kínálunk számos szolgáltatótól, beleértve a Shapeways-t, az i.Materialise-t és a Sculpteót.
A funkció képének forrása: 3D Hubs

Anyag - PLA

A politejsav vagy a PLA messze a legnépszerűbb elérhető FDM 3D nyomtatási anyag, és ennek jó oka van. Viszonylag olcsó, könnyű vele nyomtatni, és több száz élénk színben és keverékben kapható.
Már lebontottuk ezt a hihetetlen anyagot egy teljes, minden szükséges útmutatóval. De itt adunk egy gyors összefoglalót a PLA-ról, hogy a lehető leggyorsabban elindulhasson.
Lássunk neki!

A PLA egy növényi eredetű, biológiailag lebomló műanyag. Népszerűsége a 3D nyomtatásban hihetetlen nyomtathatóságából és sokoldalúságából fakad.
Nyomtatás és teljesítmény
A PLA az egyik legkönnyebben nyomtatható anyag, nem törődik a pontos nyomtatási beállításokkal. A hőmérséklet rugalmas, a vetemedés minimális, és nincsenek erős nyomatszagok. Pontosan emiatt sokan csak PLA-t nyomtattak. Ha még csak most kezdi a 3D nyomtatást, ez remek kiindulópont.

A PLA a nyomtatási minőségéről is ismert. A 3D nyomtatási szálak legjobb részletgazdagságával rendelkezik, így ideális olyan modellekhez, ahol az esztétika fontos. Könnyen felvehető pigmentek, a PLA mindenféle élénk színben és keverékben is elérhető, amint az fent látható.

A gyakorlati alkalmazásokhoz a PLA ereje meglepően bőséges a legtöbb könnyű prototípus és modell esetében. Különösen az elmúlt években a PLA keverékek sokkal jobbak lettek a tartósság tekintetében. Sokan erősebbek, mint a normál ABS. Hacsak az alkalmazás nem igényel jelentős teherbírást és tartósságot, a PLA-nak jól kell szolgálnia.
Külső tényezők

A PLA azok számára is előnyös, akik környezetbarátabb műanyagot keresnek. A PLA növényi anyagokon alapul, így biológiailag lebomlik (mikroorganizmusok és páratartalom mellett). Biológiai lebonthatósága nem elegendő a nyomtatott részek lebomlásához normál szobai környezetben, de szükség esetén lehetővé teszi azok lebomlását.

Végül, mivel a PLA annyira népszerű, mindenféle árkategóriában és mindenféle keverékben megtalálható lesz. Orsónként 20 és 45 dollár között, matt fehértől a fával töltöttig, a lehetőségek végtelenek. Szinte minden alkalmazáshoz elérhető PLA.
Természetesen egyetlen anyag sem tökéletes. A PLA-nak van néhány hátránya, amelyek megakadályozzák, hogy tökéletes, minden az egyben anyag legyen:
Tartósság

A PLA hőmérsékletállósága enyhén szólva is gyenge. A különböző gyártók és keverékek eltérő eredményeket adnak, de a legtöbb PLA valahol 50 és 60 °C között lágyul. Felejtsd el a PLA használatát bármire, aminek ellenállnia kell a tűznek, a forró víznek vagy akár a tartós, közvetlen napsugárzásnak.

A PLA biológiai lebonthatósága kétélű fegyver is lehet, ami a tartósságot illeti. Normál szobai környezetben a biológiai lebomlás hatásai nem lesznek különösebben észrevehetők. A kültéri használat azonban gyorsan elhasználhatja a PLA nyomatokat. Más anyagok, mint például az ABS, ASA és PETG alkalmasabbak ezekre az alkalmazásokra.
Élelmiszerbiztonság

Végül a PLA-t általában nem tartják élelmiszer-biztonságosnak. A legtermészetesebb állapotában az, de ez gyorsan megváltozik az adalékanyagok és pigmentek hozzáadásával. Csak bizonyos keverékek tekinthetők élelmiszer-biztonságosnak, és még ezeknél is aggodalomra ad okot a baktériumok felhalmozódása a nyomtatási vonalakban és hibák.
Mint már említettük, a PLA rendkívül rugalmas a nyomtatási beállításokat illetően. Amíg az ágya vízszintesen van, a nyomtató jól működik, és a beállítások megfelelőek, a nyomatoknak (általában) sikeresnek kell lenniük.

A PLA-nyomtatási beállítások körmölésének csínját-bínját egy külön útmutatóban mutatjuk be, de a gyors áttekintés kedvéért az alábbiakban bemutatjuk, hogyan nézzenek ki a beállítások. (Megjegyzés: Ha a nyomtatója PLA-nyomtatási profilokkal rendelkezik, akkor ezeket már jól be kell hangolni.)
Fúvóka hőmérséklet: 190–220 °C
Ágyhőmérséklet: 0 °C (kék festőszalaggal) vagy 50-70 °C
Nyomtatási sebesség: 10-100 mm/s (a nyomtató képességeitől függően)
Más anyagokhoz hasonlóan a nyomtatás megkezdése előtt győződjön meg arról, hogy az ágya vízszintes és tiszta. Ha a nyomatok nem tapadnak jól a nyomtatási felülethez, előfordulhat, hogy pontosabb első rétegbeállításokat kell megadnia.
Miután a nyomat lekerült a nyomtatóágyról, a PLA számos módon utómunkálható.

A cuccok eltávolítása

A PLA csiszolása, fúrása, reszelése és menetfúrása lehetséges, de ügyeljen arra, hogy elkerülje a műanyag meglágyulását a hő hatására. Ilyen alacsony lágyulási hőmérséklet mellett a PLA könnyen deformálódik és elnyesíti a szerszámokat. Fúrás, reszelés és menetfúrás közben rendszeresen álljon meg, hogy a nyomat és a szerszám lehűljön. Ha csiszolásra van szükség, próbálkozzon nedves csiszolással (nedves csiszolópapírral), hogy elkerülje a túlmelegedést.

A PLA nyomatok többféle módszerrel is simíthatók. Adunk egy általános útmutatót, amely magában foglalja a csiszolást, valamint egy kifejezetten azoknak szóló útmutatót, akik nem akarnak csiszolni. Ez utóbbi magában foglalja a nyomatok bevonását fényes epoxikkal és felületekkel. A PLA kémiai simítása lehetséges, de az érintett mérgező vegyszerek miatt erősen nem tanácsos.
Dolgok hozzáadása

A PLA festése és ragasztása rendkívül egyszerű. A legtöbb festék (spray festékek, akril stb.) és ragasztó (szuperragasztó, epoxi stb.) kiválóan működik, így a PLA ideális kellékekhez és díszítőelemekhez. Még az acetonos hegesztés is lehetséges, amelyet Thomas Sanladerer YouTuber vizsgál, tiszta és biztonságos kémiai kötést biztosítva.
Ami az utófeldolgozást illeti, a PLA meglehetősen sokoldalú anyag, amelynek egyetlen jelentős hátránya a hőérzékenysége.

A PLA egy nagyszerű, sokoldalú 3D nyomtatásban. Könnyű vele dolgozni, hihetetlenül sokoldalú, és sokféle minőségben és keverékben kapható.
Remélhetőleg ez az útmutató elindította Önt ezzel a csodálatos anyaggal. A konkrét PLA nyomtatási beállítások hangolásához tekintse meg a PLA hőmérsékleti útmutatónkat, az általánosabb hibaelhárításhoz pedig az alapos hibaelhárítási útmutatónkat.

Boldog nyomtatást!
3D nyomtatószál
PLA 3D nyomtatás

Tags: 3d nyomtatás, filament

This entry was posted on Csütörtök, augusztus 1st, 2019 at 02:29 and is filed under szolgaltatasok. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. You can leave a response, or trackback from your own site.