г. Кострома, ул. Локомотивная 2

Материалы для 3D печати - какие бывают?

Обзор некоторых материалов для 3Д печати
FDM печать

Наиболее распростаненные и часто используемые для 3Д печати это пластики FDM печати, доступные в виде нитей, которые, проходя через сопло 3д принтера, расплавляются и по отдельной капле очень маленького размера послойно наносятся при печати изделия.

Самые распространенные такие пластики это ABS и PLA, но есть и множество других материалов с различными свойствами.

ABS-пластик

ABS-пластик (акрилонитрилбутадиенстирол, АБС) – ударопрочный термопластик, завоевавший высокую популярность в промышленности и в аддитивном производстве.

Отличные механические и физические свойства ABS-пластика обуславливают возможность применения этого материала для создания всевозможных объектов, имеющих практическую ценность. ABS-пластик широко применяется в автомобильной, медицинской и сувенирной промышленности, в производстве спортивного инвентаря, сантехники, банковских карт, мебели, игрушек и др.

Невысокая стоимость ABS-пластика и легкость использования в качестве расходного материала привели к высокой популярности, этот пластик является одним из наиболее популярных материалов для печати методом послойного наплавления (FDM).

Основным недостатком ABS-пластика можно считать относительно низкую устойчивость к прямому воздействию солнечного света. Кроме того, потенциальная токсичность материала несколько ограничивает применение в производстве игрушек, пищевой тары и медицинских инструментов.

PLA

PLA-пластик (полилактид, ПЛА) - является биоразлагаемым, биосовместимым, термопластичным алифатическим полиэфиром. ПЛА-пластик производят из кукурузы или сахарного тростника.

  • нетоксичен;
  • широкая цветовая палитра;
  • при печати нет необходимости в нагретой платформе;
  • размеры стабильны;
  • идеален для движущихся частей и механических моделей;
  • отличное скольжение деталей;
  • экономия энергозатрат из-за низкой температуры размягчения нити;
  • нет необходимости применять каптон для смазывания поверхности для наращивания прототипа;
  • гладкость поверхности напечатанного изделия;
  • получение более детальных и полностью готовых к применению объектов.

В результате печати создается полностью готовый к применению объект. Изделия из PLA-пластика подвергают шлифованию и сверлению, красят акрилом. Однако стоит помнить, что предмет из ПЛА нужно обрабатывать с осторожностью из-за его хрупкости. Еще одним минусом PLA-пластика является его недолговечность: материал служит от нескольких месяцев до нескольких лет.

PLA-пластик является идеальным материалом для 3D-печати прототипов и изделий, которые не предполагается эксплуатировать длительное время. Это могут быть декоративные объекты, изделия для презентаций и предметы, требующие тщательной детализации.

NYLON

NYLON отличается высокой прочностью и износостойкостью - именно эти свойства позволили ему давно и прочно занять свои позиции как в производстве волокон для одежды, так и среди промышленных пластиков. Они же привели его и в 3D-печать. Из этого материала печатается широкий спектр всевозможных изделий, от игрушек и предметов быта, до деталей техники, одежды и медицинских ортезов.

PP

Полипропилен, как и нейлон, также давно хорошо известен. Сложно перечислить хотя бы малую часть вещей, которые из него делают. Чем же характерен PP? - это нетоксичный, износостойкий материал, хорошо переносящий контакт с агрессивными средами и имеющий неплохую прочность. Кроме того - он достаточно недорог и очень распространен, что увеличивает его доступность.

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

FLEX

Относительно новый, 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.
- Упругость.
- Износостойкость
- Долговечность.
- Применение при температурах от -60 до +80 °С
- Неплохая спекаемость.

Есть и минусы: устойчивость к распространенным реагентам достаточно низкая - применять в контакте с бензином, ацетоном и уксусной кислотой не рекомендуется.

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

FLEX применяется для печати упругих объектов. Например, можно напечатать небьющийся стаканчик-подставку или подошву обуви.

HIPS

HIPS - материал не обладающий какими-то выдающимися механическими свойствами, но он совершенно незаменим при печати двумя и более экструдерам, как материал для создания растворимых поддержек и спаек. Именно благодаря ему существует возможность создавать сколь угодно сложные объекты, особенно такие, где один предмет находится внутри другого.

Также широко используется в прототипировании, поскольку хорошо сохраняет при печати заданные размеры - не ползет и не коробится.

- Качественная передача заданных размеров
- Растворимость
- Возможность применения в изделиях контактирующих с пищей
- Нетоксичность.

GLASSFIL

Glassfil - прозрачный термопластик с уникальными свойствами: он пропускает ультрафиолет и рентген, но отражает инфракрасное излучение. От ультрафиолета не разрушается, также устойчив и к влажности, и к бактериальному воздействию. Способен выдерживать низкие и высокие температуры без повреждений. Экологически чист и обладает диэлектрическими свойствами. Также к плюсам относятся: прозрачность или частичная прозрачность материала, устойчивость к ударным нагрузкам и хорошая обрабатываемость.

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

CERAMIC

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

Применяется для печати изделий имитирующих керамику или камень.

Интересен еще и тем, что может использоваться при печати посуды и игрушек - он не содержит токсичных веществ и не имеет запаха. Есь вариант пластика, который вспенивается при печати, давая совершенно неотличимую от настоящей необработанной керамики структуру.

PVA

Пластик PVA - создан, чтоб быть растворенным. Как и HIPS, этот материал лучше всего подходит для поддержек и промежуточных структур, которые необходимы во время печати, но должны быть удалены после. Его преимущество перед HIPS - PVA растворяется обычной водой. Это самый подходящий вариант, когда вам надо напечатать сложную деталь, а под рукой нет лимонена.

PVD

PVD - синтетический полимер с хорошими пластическими и термическими свойствами. По сути - специальным образом обработанный полиэтилен. Легкий, прочный, износостойкий. Не пропускает воду, но легко проницаем для газов. Широко используется при изготовлении упаковочного материала.

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.

PETG

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

Не имеет запаха, не впитывает влагу, удобен в печати - низкая усадка.

POM

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.
Высокая прочность, не имеет запаха, нетоксичен.

PC

PC - поликарбонат. Изделия из PC обладают высокой прочностью к ударным нагрузкам и выдерживают кратковременный нагрев до 153 градусов, а нормально функционировать могут в диапазоне от -100 до +115 градусов Цельсия.

WOOD
Пластик обеспечивающий фактуру дерева в изделиях. Именно дерево содержится в данном пластике и дарит ему свою фактуру и цвет, тактильные характеристики и тепло. Даже запах. Как и любая древесина, изделия из этого материала весьма гигроскопичны, то есть - впитывают много влаги.

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

ANTISTATIC

ABS Antistatic - почти обычный ABS, но с сюрпризом, в состав этого филамента включены антистатические вещества, помогающие избавиться от статики, свойственной большинству материалов для 3D-печати.

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.

GLOW

Материал накапливает свет, а в темноте постепенно отдает его. Время свечения изделий из такого филамента - до 14 часов.

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

METALLIC

Материалы содержащие в себе частицы металла и имитирующие созданные из него вещи. Внешне, по весу и на ощупь получается очень похоже.

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

Материалы SLA печати на 3Д принтере FormLabs

Standard Grey

Этот полимер позволяет добиваться высокого качества печати, при этом не требуя излишней постобработки. Достаточно промыть изделие изопропиловым спиртом от излишек не застывшего фотополимера.

Фотополимерная смола «Standard» поставляется в нескольких цветах и считается «базовой», ее применяют, например в прототипировании или макетировании каких-либо деталей, не требующих специальных свойств, но с качественной поверхностью детали.

При необходимости так же можно использовать прозрачную версию материала. Если Вам требуется распечатать элементы с определенной светопропускаемостью. Например, дисплей на корпусе устройства, или прозрачное остекление модели автомобиля. Этот материал так же оптимизирован для печати мастер моделей для последующей отливки в силикон.

Цвет смолы так же влияет на его свойства.

Например смола Grey Standard подходит для моделей с мелкими деталями, а смола White Standard - для деталей, которые требуют максимально гладкой поверхности.

Draft Resin

Материал сделан для действительно быстрой SLA 3D печати слоем в 300 микрон (или 0,3 мм) , если Вам требуется получить быстрый результат в ограниченное время.

Инженерные материалы

Grey Pro Resin представляет из себя улучшенную версию стандартного материала и позволяет выполнять слабонагруженные механизмы с трущимися частями, обладает низкой усадкой и хорошей вязкостью.

Riged Resin, усиленный композит с высокой твердостью, отлично подходящий для изделий с тонкими стенками, а так же различных лопастей и вентиляторов.

Durable Resin, напоминает по свойствам аналог нейлона, его следует использовать в деталях с нагруженных трением.

Elastic Resin, это самый мягкий инженерный полимер с твердостью по Шору 50А в линейке производимых компанией Formlabs. Он отлично подходит для прототипирования моделей, обычно изготавливаемых из силикона. Elastic Resin следует выбирать для моделей, которые должны будут сгибаться, растягиваться, сжиматься и выдерживать повторяющиеся циклы без разрывов.

Flexible Resin используют преимущественно для малодеформируемых гибких моделей. Этот полимер с твердостью по Шору 80A и мягким на ощупь матово-черным покрытием следует выбирать для изготовления эргономичных элементов в составе более крупных узлов. Он идеально подходит для амортизации и демпфирования, прототипов носимых предметов и потребительских товаров, ручек, рукояток и накладок.

High Temp Resin – высокотемпературная фотополимерная смола от FormLabs, главное свойство которой термостойкость до 238 градусов цельсия. Этот фотополимер так же очень прочный и может использоваться в нагруженных термически средах.

Tough Resin, материал со сбалансированными прочностными характеристиками, отлично выдерживает переменные нагрузки. Он довольно легок и при этом не теряет в прочности, и может быть использован, например для каркаса квадрокоптера.

Ювелирная продукция и восковки

В этой области применения Formlabs предлагает два варианта смол - это выжигаемая фотополимерная смола и выжигаемый воск.

Castable Wax Resin — это на 20% состоящий из воска полимер, который обеспечивает надежное литье с нулевым остатком золы и чистым выгоранием. Он точно передает сложные элементы и позволяет получить гладкую поверхность, которой славится стереолитографическая 3D печать. Напечатанные модели получаются прочными, не нуждаются в дополнительной засветке и готовы для примерки и литья по выплавляемым моделям сразу после печати.

Castable Resin, отличается от предыдущего материала новой и оригинальной формулой для литья по выплавляемым моделям. График выгорания для этого полимера отличается от стандартного графика выгорания воска. Что позволяет использовать его при работе с особо тонкими элементами литьевых моделей и лучше оптимизировать сам процесс литья.

Медицина. Хирургия и стоматология.

Одним из самых востребованных направлений продукции Formlabs, является стоматология. Компания предлагает несколько видов биосовместимых смол.

Dental Model обеспечивающий высокую точность печати материал, для создания моделей зубных протезов и производства прозрачных элайнеров. Основное преимущество материала – низкая степень усадки позволяющая печатать изделия с четкими краями и контактами в пределах ± 35 мкм. Он идеально подойдет для печати моделей коронок и мостов, моделей прозрачных элайнеров, ортодонтических моделей, диагностических моделей, моделей зубных имплантантов.

Dental SG. Данный материал обладает высокой термостойкостью и позволяет дезинфицировать изделия из него в автоклавах. Благодаря своим характеристикам его используют для 3D печати точных хирургических шаблонов, позволяющих стоматологам точно позиционировать импланты направляющих и шаблонов для сверления зубов и челюсти.

Dental LT Clear Resin. Долговечный прозрачный биосовместимый фотополимер для печати шин и ночных кап.

Так же, при создании протезов и других стоматологических изделий методом прессования можно использовать Castable Wax Resin, применяющийся в изготовлении отливаемых колпачков и внутрикостных частей имплантов, литых коронок и коронок, изготавливаемых методом прессования и литых частичных съемных каркасов зубных протезов.

Материалы 3D печати на принтере Sinterit Lisa Pro

Flexa Gray обеспечивает печать гибких моделей с впечатляющей растяжимостью. Этот термопластичный полиуретановый эластомер (TPU), обладает свойствами аналогичными резине. Очень эластичный и прочный.
Хорошо подходит для создания прототипов или изготовления гибких деталей, например прокладок или крышек соединений.

Области применения:
- Функциональные прототипы;
- Конечный продукт;
- Детализированные объекты;
- Сложные пространственные формы;
- Термостойкие объекты;
- Химически стойкие объекты.
- Гибкие модели;
- Виброгасители;
- Амортизаторы.

Flexa Black представляет собой порошок на основе полиуретанового эластомера.
При спекании он обладает свойствами резины, отличается эластичностью и гибкостью, при этом весьма прочен на разрыв, поэтому широко применяется в изготовлении деталей, где необходимы данные свойства.

PA11 - материалу присуща очень высокая прочность, в том числе при низких температурах. Может работать в сложных условиях и в абразивной среде. Незаменим в судостроении, авиастроении и в машиностроении, где главными условиями являются: высокая прочность, формоустойчивость во влажной среде.
Имеет очень низкое водопоглощение. Физиологически инертный (можно производить детали пищевого оборудования). Не гигроскопичен и обладает хорошими диэлектрические свойствами, может быть использован для изготовления электроизоляционных деталей, работающих в самых разных условиях. Стоек к воздействиям растворителей, а также к маслам, жирам, нефти, бензину.

Выдерживает высокие статические и динамические нагрузки. Обладает хорошими свойствами скольжения. Легко поддается механической обработке, сваривается и склеивается. Обладает хорошим сопротивлением старению.

PA12 (нейлон) обладает превосходной межслойной адгезией. Детали напечатанные на 3D принтере получаются почти как литые.
Из данного материала прекрасно получаются износостойкие и устойчивые к агрессивным средам детали.
Made on
Tilda