Cele mai comune materiale folosite in printarea 3D

Pe măsură ce imprimarea 3D devine mai comună și complexă, sunt dezvoltate noi metode și materiale de printare.
Poate fi dificil să determinați ce combinație de proces și material este potrivită pentru piesele dvs. Unele piese pot fi create prin combinarea a mai multor materiale diferite. În acest blog, aș dori să discut despre cele mai frecvent utilizate materiale pentru diferite tipuri de imprimare 3D, avantajele și dezavantajele acestora și aplicațiile cele mai potrivite.

Scurtă clasificare a imprimantelor 3D

• Imprimante SLA (Stereolithography – Stereolitografie) – in general imprimante cu rasina, recunoscute pentru acuratețea detaliilor deosebita cu care pot printa.
• Imprimante FDM (Fused Deposition Modeling – Modelare prin depunere fuzionată) – in general imprimanta 3D cu filament (cu grosimea de 1.75mm sau 2.85mm)
• Imprimante SLS (Selective Laser Sintering – Sinterizarea selectivă cu laser)
• Imprimante DLP (Digital Light Process – Procesare digitală de lumină)
• Imprimante MJF (Multi Jet Fusion – Fuziune Multi Jet)
• Imprimante DMLS (Direct Metal Laser Sintering – Sinterizare directă cu laser a metalelor)
• Imprimante EBM (Electron Beam Melting – Topire cu fascicul de electroni)

Cele mai comune materiale utilizate în imprimarea 3D FDM

Imprimarea FDM este o alegere ideală pentru pasionați chiar și atunci când viteza este cel mai important factor. Imprimantele FDM folosesc o duză încălzită pentru a topi filamentul ce este apoi extrudat strat cu strat pentru a crea produsul final.
Materiale precum PLA, PETG și ABS sunt printre cele mai frecvent utilizate materiale pentru imprimarea FDM.

PLA

Acidul polilactic (PLA) este un poliester termoplastic realizat din resurse regenerabile precum amidonul de porumb și trestia de zahăr și este un material extrem de ușor de utilizat in domeniul printării 3D, fiid folosit adesea pentru prototiparea pieselor. Unul dintre cele mai atractive aspecte ale acestui tip de plastic este că se degradează în mod natural (în aproximativ 6 până la 24 de luni) atunci când este expus la mediul inconjurător.

Avantaje în printarea 3D – uşor de printat, disponibil într-o mare varietate de culori

Dezavantaje în printarea 3D – nepotrivit pentru prototipuri funcţionale sau obiecte supuse la temperaturi ridicate.

PET/PETG

Tereftalatul de polietilenă este de obicei un termoplastic (spre deosebire de un material termorigid). Această proprietate se referă la modul în care plasticul reacționează la căldură. Cu toate acestea, unele variații ale materialului (de exemplu, anumite tipuri de poliester) sunt termorigide. Materialele termoplastice sunt lichide la punctul lor de topire (aproximativ 260 °C pentru PET). PETG este o versiune modificată cu glicol a tereftalatului de polietilenă (PET), care este folosit în mod obișnuit pentru a produce sticle de apă.
Este un material semidur cu o rezistență excelentă la impact, dar din cauză că suprafața este oarecum moale acesta este și ușor de abraziv.
Acest material are, de asemenea, proprietăți termice excelente și se poate răci eficient rezultând piese cu deformare aproape neglijabilă.

AVANTAJE în printarea 3D – uşor de printat, disponibil într-o varietate destul de mare de culori şi mai ales transparenţe

DEZAVANTAJE în printarea 3D – posibilităţi limitate de bridging, pot apărea fire subţiri ca pânza de păianjen pe suprafaţa printului datorită caracteristicilor filamentului.

ABS

ABS (stiratul de acrilonitril butadienă) este foarte puternic din punct de vedere structural și este utilizat în lucruri precum carcasele camerei, carcasele de protecție și ambalajele. Dacă doriți un plastic puternic, rigid, care este rentabil și care poate rezista la impacturi, ABS este o alegere bună.

AVANTAJE în printarea 3D – este rezistent, ușor de prelucrat, șlefuit, lipit și vopsit. Acest lucru îl face un material excelent pentru prototipuri.

DEZAVANTAJE în printarea 3D – destul de dificil de printat din cauza apariţiei deformărilor din timpul printării precum şi datorită frecventelor desprinderi de pe patul de printare.

Cele mai comune materiale utilizate în imprimarea 3D SLA

Unul dintre cele mai vechi procese de printare 3D, printarea SLA folosește lungimi de undă specifice luminii UV pentru a întări rășina lichidă strat cu strat pana ce devine un obiect solid. Toate imprimantele SLA folosesc rășină pentru a imprima, dar există o serie de tipuri diferite de rășină si anume: rășină standard, transparentă și rezistentă. Toate rășinile de imprimare 3D sunt toxice sub formă lichidă, așa că trebuie să se acorde o atenție deosebită la manipularea lor.

Rășina

Toate rășinile de imprimare 3D au anumite caracteristici. Sunt rigide/cascante atunci când se întăresc, oferă un finisaj neted al suprafeței similar pieselor turnate prin injecție și pot suporta niveluri ridicate de detalii în interiorul piesei în sine. De asemenea, nu pot fi lăsate afară sau în lumina directă a soarelui (fără a fi vopsite sau protejate împotriva radiațiilor UV), deoarece radiațiile UV pot modifica proprietățile rășinii, aceasta devenind și mai fragilă și mai susceptibilă la rupere.

Rășina standard

Cea mai frecventă și mai ieftină opțiune rămâne rășina standard, este cea mai potrivită pentru majoritatea obiectelor printate 3D cu SLA. Sunt disponibile variante de rășină standard, cu culoarea care denotă de obicei proprietățile particulare ale rășinii.

Rășina transparentă

Rășina transparentă diferă de cea standard prin faptul că – ați ghicit – este clară! Din punct de vedere mecanic, este aproape la fel ca rășina standard, dar poate obține o transparență aproape completă cu o post-procesare adecvată. Acest lucru o face ideală pentru rigole de lumină, lentile, dispozitive fluidice etc.

Rășină dură

Rășinile dure sunt ideale pentru aplicații cu solicitări ridicate în care rășinile standard nu sunt potrivite. Deoarece are aceeași rezistență și elasticitate ca și ABS, uneori este numită rășină asemănătoare ABS.

Cele mai comune materiale de realizare a suporților folosit in printarea 3D

Când se efectuează o printare 3D folosind tehnologia FDM, suporții sunt adesea necesari pentru a asigura integritatea structurală a piesei printate. Acești suporți nu pot fi realizați cu același material ca și cel din care este piesa printată, deoarece nu ar exista o modalitate ușoară de a putea separa suporții de piesă. Prin urmare, anumite materiale au fost dezvoltate pentru a fi folosite aproape exclusiv ca material suport în piesele printate, deși au si o anumită utilizare ca material de imprimare obișnuit.

HIPS

HIPS (Polistiren de mare impact) este cel mai frecvent utilizat cu ABS, deoarece cele două au proprietăți de imprimare similare. Îndepărtarea din piesă este ușoară, deoarece HIPS se dizolvă în d-Limonene, lăsând în urmă doar piesa în sine.

La fel ca ABS, HIPS are temperatura de printare ridicată. Cea mai bună modalitate de a menține temperatura ridicată necesară pe tot parcursul procesului de printare este o cameră încălzită sau un pat încălzit într-un spațiu închis. De asemenea o altă problemă cu HIPS este asigurarea unei ventilații adecvate, deoarece în timpul printării acesta degajă gaze toxice.

PVA

În cele din urmă, PVA (Alcool Polivinilic) este un material de tip suport solubil în apă. Simplitatea îndepărtării suporților din PVA îl face ideal pentru piese deosebit de complexe, unde alte materiale de tip suport sunt prea greu de îndepărtat. PVA mai poate fi utilizat pentru prototipare rapidă.

Solubilitatea în apă este, de asemenea, un factor negativ pentru PVA. Din această cauză necestită un grad ridicat de atenție pentru a preveni orice absorbție de apă din atmosferă și de aceea este necesar să fie depozitat in recipiente etanș. PVA-ul este, de asemenea, si un material foarte costisitor, așadar trebuiesc luate măsuri pentru a minimiza cantitatea de material utilizată ori de câte ori este posibil.