какие выделяются виды материалов для 3d печати

От воска до металла: обзор основных материалов для 3D-печати

Основные материалы для профессиональной и промышленной 3D-печати – это пластики в виде нитей/гранул или порошка, фотополимерные смолы, металлические порошки, воск и гипс. Обладая исключительно высокими качественными характеристиками, они с успехом используются в различных отраслях для прототипирования и изготовления функциональных деталей, и с развитием аддитивного производства их становится все больше.

Остановимся подробнее на каждом из материалов, применяемых в следующих технологиях:

Пластик

Пластик – один их самых востребованных расходных материалов для аддитивного производства. Ассортимент термопластиков и композитов, предназначенных для FDM-печати, исключительно разнообразен и позволяет выбрать, исходя из поставленных задач, наиболее подходящие по физико-механическим свойствам материалы.

В этом разделе мы рассматриваем расходные материалы FDM-принтеров. Это так называемые филаменты – пластики в виде нитей, намотанных на катушки. Иногда они выпускаются в виде гранул.

FDM-технология лежит в основе не только домашних, но и профессиональных и промышленных 3D-принтеров, поэтому пластики активно используются на производстве, для изготовления прототипов и функциональных изделий в таких отраслях, как автомобилестроение, авиационная промышленность, бытовые товары, электроника, архитектура, медицина, наука и образование.

Основные виды пластиков

ABS-пластик. Отличается практически полным отсутствием запаха и не выделяет токсичных химических веществ. Обладает множеством положительных характеристик, включая повышенную ударопрочность при высокой эластичности и мягкости материала, а также простую механическую обработку. Высокая растворимость в ацетоне позволяет легко склеивать детали и сглаживать внешние поверхности изделий. Обычно ABS-пластик непрозрачен, но при необходимости легко окрашивается в любые цвета. Конечные изделия без окрашивания чувствительны к воздействию ультрафиолета и наделены невысокими электроизоляционными свойствами.

PLA-пластик. Ключевые составляющие PLA-пластика – это сахарный тростник и кукуруза, а в основе материала лежит молочная кислота. Регулируя ее уровень при производстве, можно получить различные свойства полимера, тем самым расширяя области его использования. Изделия из PLA-пластика обладают ровной и скользящей поверхностью, что идеально подходит для распечатывания подшипников скольжения. Материал нетоксичен, благодаря чему широко применяется для производства различных игрушек и сувениров. Имеет лишь один недостаток – недолговечность эксплуатации. Готовое изделие из пластика может прослужить до нескольких лет при минимальном использовании и температуре до +50 градусов.

PETG / PET / PETT-пластик. PET, или полиэтилентерефталат, – наиболее распространенный вид пластика. Для 3D-печати «чистый» PET используют редко, применяя в основном его разновидность – PETG. PETG более долговечен и обладает гораздо меньшей температурой переработки. Еще одной версией PET является PETT – более жесткий и достаточно популярный материал благодаря своей прозрачности.

PC-пластик (поликарбонат). Обладает высокой прочностью и износостойкостью, а также повышенным сопротивлением физическим воздействиям и термостойкостью. Выдерживает температуру до 110°C. Материал прозрачный, гибкий, легко гнется и не деформируется. Отлично подходит для использования в автомобилестроении, медицине и приборостроении.

Оборудование в каталоге iQB Technologies: Sharebot и Discovery 3D Printer
Материалы в каталоге iQB Technologies: Sharebot и Discovery 3D Printer

Полиамид и полистирол

Полиамид – порошковый материал, спекаемый лазером. Список полиамидов обширен и включает в себя как самые простые пластики, так и специальные материалы, среди которых в 3D-печати используются:

Этот вид материалов для трехмерной печати задействован в таких областях, как машиностроение, аэрокосмическая отрасль, производство потребительских товаров и дизайн.

Полиамиды используются для изготовления конечных изделий, функционального тестирования и мелкосерийного производства, обеспечивая стабильную производительность и повторяемость изделий. Они дают возможность создавать конечные изделия с уникальными свойствами за один производственный цикл без последующей логистики и сборки компонентов.

Технология печати, в которой применяются полиамиды, – Selective Laser Sintering (SLS), послойное спекание частиц порошка под лучами CO2-лазера.

Еще один порошковый материал, используемый в 3D-печати по технологии SLS, – полистирол. Он представляет собой узкоспециализированное решение для промышленного литья и служит для создания форм и моделей с максимально качественной поверхностью. Этот материал дает возможность печатать изделия с разной геометрией на единой платформе, а выращенная из полистирола модель выжигается с минимальной зольностью.

Оборудование в каталоге iQB Technologies: Sharebot
Материалы в каталоге iQB Technologies: Sharebot

Фотополимеры

Фотополимерная смола – один из самых перспективных и активно использующихся в аддитивном производстве материалов. Ее главное преимущество – универсальность. Под воздействием ультрафиолетового света или лазера фотополимеры, изначально находящиеся в жидком состоянии, затвердевают и могут приобретать совершенно разные механические свойства и характеристики.

Жесткие, эластичные, ударопрочные термопластики, прозрачные, полупрозрачные или разноцветные материалы – благодаря такому разнообразию сферы применения изделий из фотополимеров практически безграничны.

Благодаря всем этим качествам предприятия авиационной, автомобильной, ювелирной промышленности, оборонного комплекса, машиностроения и других отраслей по достоинству оценили 3D-печать с использованием фотополимеров. Прототипы деталей самолетов, новых разработок двигателей – всё это изготавливается быстро и просто, в зависимости от поставленных задач, по технологии стереолитографии или многоструйной печати.

Оборудование в каталоге iQB Technologies: Sharebot и ProtoFab
Материалы в каталоге iQB Technologies: Sharebot и ProtoFab

Металлические сплавы

Металл для аддитивных установок выпускается в виде мелкодисперсных сферических гранул с величиной зерна от 4 до 80 микрон. Применяемая технология заключается в сплавлении металлических порошков при помощи иттербиевого лазера и носит название селективного лазерного плавления (SLM).

Сегодня доступно около 20 материалов из металла, и их число будет расти. Это не только стандартные сплавы, но и уникальные высокотехнологичные материалы, которые предприятие может заказать для решения конкретных задач.

Из металлических порошков изготавливаются функциональные детали и технические прототипы, штампы, прессовые вставки, элементы пресс-форм для литья и другие изделия. Напечатанная на металлических 3D-принтерах продукция находит применение в аэрокосмической, нефтегазовой, автомобильной, пищевой промышленности, машиностроении, электронике, медицине.

Виды сплавов, используемых в 3D-печати:

Главное преимущество селективного лазерного плавления – это возможность создавать изделия исключительно высокой плотности и точности. Плотность напечатанных деталей в 1,5 раза выше, чем при литье. Кроме того, из металлических порошков можно вырастить мельчайшие детали сложных форм и фактур. 3D-печать металлами позволяет сократить цикл изготовления и уменьшить производственные расходы.

Оборудование в каталоге iQB Technologies: SLM Solutions и Sharebot
Материалы в каталоге iQB Technologies: SLM Solutions

Это незаменимый материал для создания высокоточных выплавляемых моделей. Основные отрасли применения 3D-печати воском – ювелирное дело и литейное производство.

Раньше создание восковок и мастер-моделей было трудоемкой задачей, решение которой включало несколько этапов. С появлением восковых 3D-принтеров эта технология постепенно уходит в прошлое.

Воск идеально подходит для печати в ювелирной отрасли благодаря своим свойствам – хорошей выплавляемости (при t от 60°С) и легкости в постобработке. Еще один плюс восковой 3D-печати заключается в том, что стандартными методами производства вы при всем желании не сможете изготовить два совершенно идентичных образца. А 3D-принтеру такая возможность доступна.

Пожалуй, единственный недостаток воска – его хрупкость. При создании мастер-моделей сложных форм с тонкими стенками постобработку следует выполнять аккуратно.

Восковые мастер-модели отличаются точностью и высоким качеством поверхности. 3D-печать воском основана на технологии многоструйной печати (MultiJet Printing, MJP).

Закажите услуги 3D-печати воском! Тестовая печать бесплатно!

Гипс – материал в виде порошка, который используется в аддитивном производстве для создания:

Преимущества гипса – в простоте, эффективности и универсальности его использования в 3D-печати для изготовления различных изделий. Материал распределяется по поверхности рабочего стола, сверху наносится клеящее средство, после чего снова наносится тонкий слой гипсового порошка. Напечатанные на 3D-принтере гипсовые изделия могут иметь любые цвета: белый, синий, красный, фиолетовый и т.д. Цветовой спектр в отдельных принтерах достигает 6 миллионов оттенков.

Гипсовая печать выполняется по технологии ColorJet Printing (CJP). Максимальный на сегодня размер камеры построения аддитивной установки – 508381229 мм (в профессиональном 3D-принтере ProJet 860 Pro компании 3D Systems). При этом изделия из гипса можно склеивать между собой, тем самым получая изделия гораздо большего размера, чем предусматривает камера построения.

iQB Technologies – официальный дистрибутор SLM Solutions (Германия) / эксклюзивный дистрибутор Discovery 3D Printer (Испания), Sharebot (Италия) и ProtoFab (Китай) в России

Источник

Обзор расходных материалов для 3d принтеров.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Если для простых принтеров нужно покупать картриджи с краской, то для их 3d «сородичей» приходится приобретать расходные материалы. Мы предлагаем разобраться в различных видах пластика, чтобы вы смогли выбрать наиболее подходящий вариант.

ABS пластик

Самым популярным расходным материалом является ABS пластик. Особая структура это вида «расходника» позволяет выдерживать сильное механическое воздействие. Такой пластик относится к ударопрочной группе и если сравнить ABS с обыкновенным полистиролом, то он в значительной степени превосходит другие аналоги в плане механической прочности и жёсткости. Среди других достоинств можно отметить тот факт, что данный вид пластика выдерживает температурную нагрузку в 100 C°. Этот расходный материал также можно использовать для нанесения гальванического покрытия, в сфере вакуумной металлизации и даже для спайки контактов. Он отлично подходит для сварки или точного литья. Материал обладает высокой размерной стабильностью. Распечатанные объекты имеют блестящую поверхность (уровень блеска можно регулировать).

Среди огромного списка достоинств можно отметить стойкость к щелочи, смазке, кислоте, углеводороду, жиру и даже бензину. Однако он прекрасно растворяется в ацетоне, эфире, бензоле, этилхлориде, этиленхлориде, анилине и анизоле. Основной недостаток – чувствительность к воздействию ультрафиолетовых лучей и атмосферных осадков. Данный материал характеризуется низким уровнем электроизоляции.

PLA пластик

PLA пластик или полилактид является самым экологически чистым и подходящим расходным материалом для трёхмерной печати. Данный вид пластика представляет собой термопластичный полиэфир, который создаётся из биологических отходов (сахарная свекла или силос кукурузы). Его мономером является молочная кислота. Распечатанные объекты имеют отличный уровень скольжения и из такого пластика даже можно производить подшипники скольжения.

Чаще всего такой материал используется для изготовления детских игрушек потому, что PLA пластик обладает наименьшим уровнем токсичности. Единственным недостатком полиактида является недолговечность и постепенное разложение. Стоимость этого вида «расходника» составляет 2400 рублей, а это довольно дорого, если учесть недолговечность данного материала. Отметим, что если не трогать распечатанное изделие, то оно может простоять около 20 лет (если температура материала не будет превышать 50 С°). Однако если подвергать его постоянной эксплуатации, то вскоре объект потеряет свой первоначальный вид. Материал отлично подходит для большой и маленькой печати. Стоит заметить, что для повышения прочности изделия, полиактид можно смешать с ABS пластиком, тем более что они имеют одинаковую стоимость. Если вы захотите расплавить PLA пластик, то достаточно поместить модель в ультразвуковой резервуар с небольшим количеством каустической соды. Более простой способ расплавления – положить объект в воду, нагретую до температуры 80 С°.

PVA пластик

На российском рынке PVA пластик появился в 2012 году. PVA – это тот же самый поливинилацетат, то есть клей ПВА. Основным достоинством (или недостатком?) это материала является быстрая растворимость в воде. Данный вид расходного материала часто используется в качестве разделителя. Например, если пользователю нужно распечатать гайку с болтом, то PVA помогает разделить эти два объекта, чтобы после распечатки гайка смогла свободно крутиться на болте. Конечно же, распечатывать объекты при помощи PVA пластика может показаться непрактичным. Его основное предназначение – роль поддержки в процессе создания объектов с уникальным дизайном.

Фотополимеры

Ещё одним популярным расходным материалом для современных принтеров являются фотополимеры. На самом деле у данного материла достаточно много разновидностей, однако все они имеют общую черту – фотополимеры меняют свою форму под воздействием солнечного света. Такой расходный материал применяется для печати на принтерах SLA и PJET. Подобные «расходники» могут быть жидкими или твёрдыми. Объекты, которые были распечатаны при помощи фотополимеров, обладают высокой прочностью, устойчивостью к солнечному свету и воде. Цену на фотополимеры обычно устанавливает производитель или продавец.

Металлический порошок

Металлический порошок также часто используется в трёхмерной печати. Отметим, что порошок не обязательно должен состоять из металла. В качестве исходного материала можно применять золото, медь, алюминий или сплав. Даже пластик ABS не может сымитировать блеск настоящего металла. Данный вид расходного материала широко применяется в производстве драгоценностей. К тому же модели из металла обладают более высокой прочностью, чем другие виды расходных материалов для 3d принтеров. Стоимость порошка зависит от его ценности.

Нейлон

Нейлон очень похож на самый популярный расходный материал – ABS пластик. Однако он обладает лучшей сопротивляемостью высокой температуре печати и способен впитывать влагу. Недостатком нейлона является более высокий срок застывания и необходимость откачки воздуха из экструдера. Нейлон считается токсичным материалом. Данный вид расходного материала отлично подходит для печати шестерней, рычагов и даже запчастей для медицинских аппаратов. Стоит заметить, что сегодня большинство владельцев принтеров используют такой материал, как Nylon 618, который обладает гораздо меньшей токсичностью. Цена нейлона – 2400 рублей за килограмм.

Подробную информацию по расходным материалам для принтеров FDM Вы можете получить в справочном разделе нашего портала. Ссылка.

Источник

Обзор актуальных материалов для 3D-печати

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Материал в 3D-печати, как и в любой созидательной деятельности, одна из важнейших вещей. От материала зависят не только механические и химические свойства будущего изделия, но и его эстетическая ценность.

Перед тем, как перейти к основной теме статьи, хотелось бы сказать пару слов в защиту PLA. Многие ошибочно считают, что ABS прочнее и лучше PLA, но это не совсем так. Проведенные недавно испытания пластиков показали, что PLA бьет ABS по всем показателям прочности.

Вот, теперь вернемся к нашим экзотикам.

Цены приведены ориентировочные и их лучше уточнять при покупке.

Примеры филамента с нейлоном: : Taulman 3D Nylon Bridge за 2580 рублей (0,45 кг), Nylon M1 Print Product за 1300 (0,75 кг), Nylon Super Natural U3print за 2500 (0,45 кг).

Из минусов: становится хрупким при температурах ниже минус пяти по цельсию. Плохо переносит прямой солнечный свет.

Относительно новый, все еще набирающий популярность промышленный эластомер. Отличается высокими механическими характеристиками. Обладает хорошей износостойкостью и эластичностью. Применяется для изготовления декоративных изделий, защитных покрытий, подошв, и т.д.

Хорошее сцепление с поверхностями.

На рынке представлены разными производителями выпускающими материалы в различной цветовой гамме и немного отличающихся механических свойств.

Филамент FL-33 характерен своими оригинальными цветовыми решениями. Он стоит 4500.

Качественная передача заданных размеров

Возможность применения в изделиях контактирующих с пищей

Выбор материалов типа HIPS тоже достаточно широк: это HIPS FL-33 за 2090 рублей (1 кг), HIPS PrinProduct за 1220 (0,75 кг), HIPS SEM за 1300 (1 кг), HIPS Bestfilament за 1450 (1 кг), HIPS REC за 1606 (0,75 кг) и HIPS ESUN за 2600 (1 кг).

Может применяться для создания изделий предназначенных для медицины, сельского хозяйства, для печати всевозможных бытовых предметов.

Примеры материалов такого типа: GLASSFIL Print Product за 1500 рублей (0,75 кг), Ninjaflex за 3500 (1 кг), Zortax Z-Glass за 5700.

Материал интересен тем, что содержит натуральные керамические частицы. При печати создается эффект керамической или каменной поверхности.

Применяется для печати изделий имитирующих керамику или камень.

Примеры такого материала: Print Product CERAMIC стоимостью 1500 рублей (0,75), Filamentarno Pro Ceramo и Pro Ceramo-tex по 2200 за 0,75 кг.

Диаметр нити, мм 1,75

Примеры PVA: : Esun PVA за 2945 (0,5 кг), PVA U3print за 2800 (0,45 кг) и PVA REC за 3800 рублей (0,5 кг).

Вы легко можете распечатать, например, мини-теплицу для комнатного цветка или контейнер для бутербродов, так как он нетоксичен в быту и может контактировать с пищевыми продуктами.

Диаметр нити, мм 1,75

Рабочая температура 230°-260°

Скорость печати: от 10 мм/с до 70 мм/с

Пример материала: Print Product PVD, 1550 рублей за 0,75 кг.

Материал, как правило, прозрачный или полупрозрачный, даже при добавлении красящего пигмента. Имеет красивый глянцевый вид.

Примеры такого материала: PETG Natural U3Print за 1000 рублей (0,45 кг), PETG FL-33 прозрачный за 3990 (1 кг), PETG пластик ESUN за 2300 (1 кг).

Скорость печати от 10 мм/с до 70 мм/с

Полиоксиметилен. Прочностные характеристики материала таковы, что изделия из него применяются в инженерии для замены металлических деталей. Также он биологически нейтрален и может быть использован в медицине и пищевой промышленности.

Примеры филамента: FL-33 инженерный POM за 3610 рублей за килограмм, POM Натуральный за 2800 за 0,75 кг.

Застывает при 130 градусах

Температура стола желательно 100 градусов

Применяется для создания оригинальных изделий имитирующих дерево и обладающих, во многом, его свойствами.

Диаметр нити, мм 1,75

Рабочая температура 190°-220°

Скорость печати от 10 мм/с до 70 мм/с

Примеры материалов: COOL WOOD за 3500 рублей (0,75 кг), Colorfabb WoodFill за 4800 (0,75 кг), Laywood Fl-33 светлое дерево за 4703 (1 кг) и Laywoo-d3 за 2500 (0,25 кг).

Применяется для создания деталей и корпусов электроники, где статические разряды совершенно неуместны, упаковки для хранения микросхем и других чувствительных компонентов, ковриков для точной измерительной аппаратуры и т.д.

Также находит применение в индустрии моды, при печати тканей.

Диаметр нити, мм 1,75

Температура платформы 100 °C

Пример материала: ABS ANTISTATIC за 1600 рублей (0,75 кг).

Может применяться для изготовления игрушек, оригинальных сувениров, приборных панелей и циферблатов, корпусов и кнопок выключателей, а также многого другого.

Температура экструдера зависит от конкретного филамента

Технология печати FDM

Примеры таких пластиков: PLA Lumi за 1990 рублей (0,75 кг), ABS FL-33 за 1995 (1 кг), ABS пластик ESUN светящийся за 2200 (1 кг) и PLA MakerBot светящийся в темноте за 5900 (1 кг).

Изделия из этих материалов легко обрабатываются и полируются, принимая вид настоящих металлических вещей.

Примеры таких материалов: Bronze ESUN за 2300 рублей (0,5 кг), Colorfabb Bronzefill за 3900 (0,75 кг)

Если вам надоели однообразные, как в детском наборе фломастеров, цвета филаментов, то пора переходить на взрослую палитру. Для удобства можно выбрать одного производителя, обладающего таким ассортиментом, чтоб не перенастраивать каждый раз печать и иметь стабильный результат. Например, среди продукции компании Filamentarno есть множество красивых пластиков разных оттенков.

Примеры пластиков: Бутылочно-зеленый, Бутылочно-оливковый, Бутылочно-коричневый, Желтый, Оранжевый, Красный. Это не все, там их десятки. Пластики этой линейки стоят по 1200 рублей за 0,75 кг.

Однако, у нас запланированы обзоры и по другим сегментам этой области. Следите за обновлениями.

Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?

Источник