Materiali per stampante 3D: revisione, caratteristiche e applicazione

Il mercato della stampa 3D si sta attivamente sviluppando. Oggi è possibile ottenere un modello di volume di quasi tutte le complessità. Allo stesso tempo, l'elenco dei materiali da cui il prodotto può essere intagliato viene ampliato. Differiscono per densità, costo, forza e altre caratteristiche. Informazioni sui materiali per la stampante 3D e saranno discussi in questo articolo.

Com'è il processo di stampa 3D?

In generale, ci sono molti modi per implementare un modello 3D. Tuttavia, quasi tutti si riducono a una cosa: la stesura del materiale per una stampante 3D strato dopo strato e la sua successiva solidificazione. Le strade principali sono le seguenti:

• Estrusione. Il metodo più comunemente usato. La testina di erogazione riversa il materiale su una speciale piattaforma di raffreddamento che indurisce, lega e modella il modello. Utilizzando questo approccio, è possibile creare parti di colori diversi.
• Fotopolimerizzazione. Si basa sulla tecnica di illuminare uno speciale fotopolimero con un modello laser, che alla fine si trasforma in un modello reale.
• La formazione di uno strato sullo strato livellato di polvere. Questo metodo scioglie una speciale composizione in polvere, incollandola o sinterizzandola.
• Alimentazione del filo Con l'aiuto dell'esposizione elettronica, il materiale del filo fornito per una stampante 3D viene fuso e viene data la forma desiderata.
• Laminazione. La base è un gran numero di strati di materiale sovrapposti l'uno sull'altro. Quindi in questa struttura il laser taglia i contorni e le scanalature necessari.

Applicazione di stampa 3D

La tecnologia è ancora in via di sviluppo, diventando sempre più perfetta ogni giorno. Oggi la stampa ZD può essere utilizzata nelle seguenti attività:

• Creare campioni o layout del prodotto. Ad esempio, per valutare una parte complessa prima della sua produzione industriale, gli ingegneri possono stampare un prototipo su una stampante 3D e studiarlo.
• Produzione su piccola scala di varie parti.
• La stampa di frammenti dello scheletro umano viene utilizzata per protesi e impianti.
• Creazione di componenti di armi.
• Costruzione.
• Produzione alimentare

Materiali di base per una stampante 3D

Ci sono molte composizioni per creare modelli, a seconda della direzione di applicazione della parte. Vale la pena considerare più dettagliatamente ogni tipo separatamente.

Plastica ABS

Probabilmente il materiale di consumo più popolare per una stampante 3D. Si verifica anche sotto il nome di "acrilonitrile butadiene stirene" o ABS.

Ha buone proprietà meccaniche. Spesso utilizzato per creare strutture portanti complesse.

Il suo basso costo e la sua disponibilità hanno influenzato il suo uso diffuso sia nelle condizioni di vita che su scala industriale.

Nonostante il fatto che la plastica ABC come prodotto finito sia completamente rispettosa dell'ambiente, quando viene riscaldata nel processo di produzione, possono verificarsi emissioni di acrilonitrile. Tuttavia, a causa della bassa velocità della stampante, la quantità di sostanze nocive è piuttosto ridotta e per una produzione sicura sarà sufficiente per garantire una buona ventilazione dell'ambiente.

La plastica ABS non deve essere utilizzata per la produzione di piatti, in quanto reagisce con l'etanolo.

Dalle caratteristiche tecniche della plastica ABS è da evidenziare l'alta temperatura di transizione vetrosa, che è pari a 105 gradi. Limiti di forza per flessione e rottura sono 41 e 21 MPa, rispettivamente. In effetti, molti produttori mescolano la plastica con composizioni diverse. E questo significa che, in pratica, alcune proprietà saranno diverse.

Pro e contro della plastica ABS

Usando questo materiale di consumo per una stampante 3D, è possibile creare modelli di colori perché la plastica ha una gamma ricca. La plastica ABS non ha assolutamente paura dell'umidità, di vari acidi e oli. La sua resistenza al calore raggiunge i 115 gradi a seconda del produttore specifico.

Resistenza agli urti ed elasticità La plastica ABS per stampante 3D consente di creare parti e modelli affidabili. Inoltre si scioglie perfettamente in acetone, il che rende possibile applicare la post-lavorazione della parte finita in coppia per conferire morbidezza e un aspetto finito al prodotto.

Tra i gravi inconvenienti della plastica ABS per una stampante 3D è la sua incapacità di resistere all'esposizione a lungo termine alla luce solare ordinaria. E le sue interrelazioni con vari elementi contenuti in alimenti e prodotti ne limitano l'uso, dal momento che è possibile il rilascio di materiali tossici.

Plastica PLA

Questo tipo di materiale per la stampa su una stampante 3D è costituito da polilattide. È una sostanza biodegradabile e contiene acido lattico. Questo materiale è fatto di mais o canna da zucchero.

La naturalezza delle plastiche PLA non ne limita l'uso in nessun campo.

Il PLA si scioglie a temperature superiori a 170 gradi. Tuttavia, per l'ammorbidimento, è sufficiente 50. I valori di resistenza alla trazione e flessione sono rispettivamente di 57,8 e 55,3 MPa. La dimensione a cui è possibile creare la parte è di 0,3 mm, che consente di dare al modello un'elevata precisione di esecuzione.

La plastica PLA non ha praticamente lati negativi importanti. È quella maggiore fragilità e fragilità. Un aspetto positivo come questo:

• non tossicità, può essere utilizzato nelle industrie alimentari e industrie;
• ha una vasta gamma di colori che ti permette di realizzare le idee creative più ambiziose;
• non è necessario utilizzare una piattaforma riscaldata durante la creazione di un modello;
• superficie liscia del prodotto finito;
• alto dettaglio e qualità dei prodotti stampati.

Plastica PET

Questo rappresentante si distingue dall'intera recensione dei materiali per una stampante 3D. Innanzitutto, le comuni bottiglie di plastica sono realizzate in polietilene tereftalato o PET. In secondo luogo, la sua ampia disponibilità ha reso il materiale uno dei più popolari. Esistono persino speciali impianti di lavorazione per uso domestico e produzione di fili in PET.

La forza e la flessibilità delle proprietà della plastica PET sono simili all'ABS. Allo stesso tempo, gli strati si adattano perfettamente, fornendo al modello un alto grado di resistenza.

La temperatura media di stampa di questo tipo di materiale è di circa 212-224 gradi.

nylon

Eccellente materiale per la stampa su parti della stampante 3D da utilizzare in meccanismi complessi. Possiede un buon coefficiente di scorrevolezza e durata. Tuttavia, le sue proprietà suggeriscono un livello tecnologico più elevato di attrezzature per la creazione di modelli.

Il punto di fusione di diversi produttori può variare da 178 a 218 gradi. Per l'estrusione, questo valore varia da 235 a 260 gradi.

L'uso del nylon è simile alla plastica ABS: ha bisogno di una piattaforma riscaldata. Allo stesso tempo, il processo di sovrapposizione degli strati procede più agevolmente, consentendo di creare modelli dettagliati.

Pro e contro di nylon

Questo materiale ha un'elevata resistenza all'usura ed elasticità. Ha la capacità di resistere a un gran numero di diversi solventi. Facilmente soggetto a post-elaborazione meccanica quando si porta il modello al risultato finale.

Tra gli svantaggi del nylon è quello di evidenziare l'elevata igroscopicità, cioè la capacità di assorbire l'umidità. Pertanto, si consiglia di asciugare il materiale leggermente prima della modellazione. Ciò contribuirà ad evitare problemi di produzione. Durante la pirolisi, i fumi tossici possono essere rilasciati.

calcestruzzo

Per quanto possa sembrare strano, tali stampanti esistono già. È vero, viene utilizzata la composizione speciale della miscela di cemento.

Con l'aiuto di una stampante per costruzioni 3D, puoi creare case e strutture complete. Allo stesso tempo, la "creazione" di un muro con un'altezza di 6 metri può richiedere solo poche ore.

Sfortunatamente, la tecnologia in Russia è ancora in uno stato embrionale, ma si sta sviluppando attivamente in Occidente.

metallo

Come materiale da costruzione per la creazione di parti metalliche, viene utilizzata una polvere speciale.

In questo tipo di produzione vengono utilizzate costose stampanti 3D industriali. Convenzionalmente, possono essere suddivisi in 3 categorie:

1. Il primo gruppo comprende modelli strutturalmente simili alle stampanti di plastica convenzionali. Sono caratterizzati dall'uso di metalli teneri - piombo, stagno, ecc.
2. Questi ultimi usano polvere di metallo con un adesivo speciale. Dopo la produzione, il modello deve essere bruciato per ottenere la massima forza.
3. Si tratta di stampanti 3D industriali, in cui la polvere viene bruciata dall'esposizione al laser.

In realtà, solo quest'ultimo è il "vero" mezzo di stampa di prodotti in metallo.

Leghe di base

Tra i materiali c'è un grande set di leghe e singoli elementi. Vale la pena comprenderli un po ':

• il titanio è un materiale molto resistente che viene utilizzato attivamente in medicina grazie alla sua biocompatibilità, ha un peso ridotto e una buona resistenza alla ruggine;
• acciaio inossidabile - le varie leghe di acciaio sono rinomate per la loro durabilità e convenienza;
• Alluminio e derivati: una lega leggera a bassa densità, perfettamente adatta a vari tipi di lavorazione.

Pro e contro della polvere di metallo

Come è tipico dei metalli, la loro polvere dopo la trasformazione in una forma avrà un'alta resistenza. Allo stesso tempo, i dettagli dell'oggetto sono disponibili ad un livello accettabile, fino a 0,025 mm. La resistenza alle alte temperature consente l'utilizzo di modelli in una varietà di settori. Dopo che il prodotto è fallito o fuori uso può essere sciolto.

Per quanto riguarda i contro, ce n'è solo uno, ma piuttosto sostanziale. La tecnologia della stampa metallica 3D è molto complessa. Pertanto, le attrezzature sono generalmente costose.

Inoltre, organizzare tale produzione nell'ambiente domestico sarà difficile.

conclusione

L'articolo ha discusso su quali materiali utilizzano stampanti 3D, le loro caratteristiche e proprietà, nonché l'ambito. Poiché la tecnologia è relativamente nuova, presenta molte sottigliezze e sfumature. Sono risolti e risolti quasi con il "metodo della lancia", fino alle impostazioni della stampante 3D. Ma l'interesse di molte aree nella stampa veloce e di alta qualità dei prodotti finiti è lì, il che significa che la tecnologia si svilupperà e perfezionerà.