Jeste li se ikada zapitali zašto tehnologija 3D ispisa dobiva na snazi i zamjenjuje starije tradicionalne proizvodne tehnologije?
Ako pokušate navesti razloge zašto se događa ova transformacija, popis će zasigurno započeti s prilagodbom. Ljudi traže personalizaciju. Manje ih zanima standardizacija.
I upravo zbog te promjene u ponašanju ljudi i sposobnosti 3D tehnologije ispisa da zadovolji ljudsku potrebu za personalizacijom, prilagođavanjem, ona je u stanju zamijeniti tradicionalno standardizirane proizvodne tehnologije.
Fleksibilnost je skriveni faktor iza ljudske potrage za personalizacijom. Činjenica da na tržištu postoji fleksibilan materijal za 3D ispis koji korisnicima omogućuje razvoj sve fleksibilnijih dijelova i funkcionalnih prototipova, izvor je čistog blaženstva za neke korisnike.
3D printana moda i 3D printane protetske ruke primjeri su primjena u kojima treba cijeniti fleksibilnost 3D printanja.
3D ispis gume je područje koje je još uvijek u fazi istraživanja i razvoja. Ali zasad nemamo tehnologiju 3D ispisa gume, dok guma ne postane potpuno ispisiva, morat ćemo se snaći s alternativama.
Prema istraživanjima, najbliže alternative gumi nazivaju se termoplastični elastomeri. Postoje četiri različite vrste fleksibilnih materijala koje ćemo detaljno razmotriti u ovom članku.
Ovi fleksibilni materijali za 3D ispis nazivaju se TPU, TPC, TPA i Soft PLA. Za početak ćemo vam dati kratki pregled fleksibilnih materijala za 3D ispis općenito.
Koji je najfleksibilniji filament?
Odabir fleksibilnih filamenata za vaš sljedeći 3D projekt ispisa otvorit će vam svijet različitih mogućnosti za vaše ispise.
Ne samo da možete ispisivati niz različitih predmeta s fleksibilnim filamentom, već i ako imate pisač s dvostrukim ili višeglavim ekstruderom, možete ispisivati prilično nevjerojatne stvari koristeći ovaj materijal.
Dijelovi i funkcionalni prototipovi poput japanki po mjeri, kuglastih glava za prigušivanje stresa ili jednostavno prigušivača vibracija mogu se ispisati pomoću vašeg pisača.
Ako ste odlučni uključiti Flexi filament u tisak svojih predmeta, sigurno ćete uspjeti ostvariti svoje mašte.
S obzirom na to da je danas na ovom području dostupno toliko mnogo opcija, teško je zamisliti koliko je vremena prošlo u području 3D ispisa bez ovog materijala za ispis.
Za korisnike je ispis s fleksibilnim filamentima u to vrijeme bio prava gnjavaža. Problem je bio uzrokovan mnogim čimbenicima koji su se vrtjeli oko jedne zajedničke činjenice da su ti materijali vrlo mekani.
Mekoća fleksibilnog 3D materijala za ispis učinila ih je rizičnim za ispis bilo kojim pisačem, umjesto toga, trebalo vam je nešto stvarno pouzdano.
Većina tadašnjih pisača suočavala se s problemom utiskivanja žice, pa kad god biste nešto bez ikakve krutosti gurnuli kroz mlaznicu, savijalo bi se, uvijalo i borilo se protiv nje.
Svatko tko je upoznat s izvlačenjem konca iz igle za šivanje bilo koje vrste tkanine može se povezati s ovim fenomenom.
Osim problema efekta guranja, proizvodnja mekših filamenata poput TPE-a bila je vrlo herkulovski zadatak, posebno s dobrim tolerancijama.
Ako uzmete u obzir lošu toleranciju i započnete proizvodnju, postoji mogućnost da će filament koji ste proizveli morati proći kroz proces loše obrade detalja, zaglavljivanja i ekstruzije.
Ali stvari su se promijenile, trenutno postoji niz mekih filamenata, neki od njih čak s elastičnim svojstvima i različitim stupnjevima mekoće. Meki PLA, TPU i TPE su neki od primjera.
Tvrdoća po Shoreu
Ovo je uobičajeni kriterij koji možete vidjeti kod proizvođača filamenata koji spominju uz naziv svog materijala za 3D ispis.
Shoreova tvrdoća definirana je kao mjera otpornosti svakog materijala na udubljivanje.
Ova skala je izumljena u prošlosti kada ljudi nisu imali referencu kada govore o tvrdoći bilo kojeg materijala.
Dakle, prije nego što je izumljena tvrdoća po Shoreu, ljudi su morali koristiti svoja iskustva drugima kako bi objasnili tvrdoću bilo kojeg materijala na kojem su eksperimentirali, umjesto da spominju broj.
Ova skala postaje važan faktor pri razmatranju koji materijal kalupa odabrati za izradu dijela funkcionalnog prototipa.
Na primjer, kada želite birati između dvije gume za izradu kalupa gipsane balerine koja stoji, tvrdoća po Shoreu bi vam rekla da imate Guma kratke tvrdoće 70 A manje je korisna od gume s tvrdoćom po Shoreu od 30 A.
Obično pri radu s filamentima znate da preporučena tvrdoća Shorea fleksibilnog materijala varira od 100A do 75A.
Pri čemu bi, očito, fleksibilni materijal za 3D ispis koji ima tvrdoću Shore od 100A bio tvrđi od onog koji ima 75A.
Na što treba obratiti pažnju pri kupnji fleksibilnog filamenta?
Prilikom kupnje bilo kojeg filamenta, ne samo fleksibilnog, potrebno je uzeti u obzir različite čimbenike.
Trebali biste početi od središnje točke koja vam je najvažnija, nečega poput kvalitete materijala koja će rezultirati lijepim dijelom funkcionalnog prototipa.
Zatim biste trebali razmisliti o pouzdanosti u lancu opskrbe, tj. materijal koji jednom upotrijebite za 3D ispis trebao bi biti kontinuirano dostupan, inače biste na kraju koristili ograničenu količinu materijala za 3D ispis.
Nakon što ste razmislili o ovim čimbenicima, trebali biste razmisliti o visokoj elastičnosti i širokom rasponu boja. Jer, neće svaki fleksibilni materijal za 3D ispis biti dostupan u boji u kojoj ga želite kupiti.
Nakon što uzmete u obzir sve ove čimbenike, možete usporediti korisničku službu i cijenu tvrtke s drugim tvrtkama na tržištu.
Sada ćemo navesti neke od materijala koje možete odabrati za ispis fleksibilnog dijela ili funkcionalnog prototipa.
Popis fleksibilnih materijala za 3D ispis
Svi dolje navedeni materijali imaju neke osnovne karakteristike poput fleksibilnosti i mekoće. Materijali imaju izvrsnu otpornost na umor i dobra električna svojstva.
Imaju izvanredno prigušivanje vibracija i udarnu čvrstoću. Ovi materijali pokazuju otpornost na kemikalije i vremenske uvjete, imaju dobru otpornost na kidanje i habanje.
Svi se mogu reciklirati i imaju dobru sposobnost apsorpcije udara.
Preduvjeti za pisač za ispis s fleksibilnim 3D materijalima za ispis
Postoje neka standardna načela koja treba postaviti na pisač prije ispisa s ovim materijalima.
Temperaturni raspon ekstrudera vašeg pisača trebao bi biti između 210 i 260 stupnjeva Celzija, dok bi temperatura sloja trebala biti od sobne temperature do 110 stupnjeva Celzija, ovisno o temperaturi staklastog prijelaza materijala koji želite tiskati.
Preporučena brzina ispisa pri ispisu s fleksibilnim materijalima može biti od pet milimetara u sekundi do trideset milimetara u sekundi.
Ekstruderski sustav vašeg 3D printera trebao bi imati izravni pogon, a preporučuje se i ventilator za hlađenje radi brže naknadne obrade dijelova i funkcionalnih prototipova koje proizvodite.
Izazovi pri ispisu s ovim materijalima
Naravno, postoje neke stvari o kojima morate voditi računa prije ispisa s ovim materijalima na temelju poteškoća s kojima su se korisnici ranije suočavali.
-Poznato je da ekstruderi pisača loše obrađuju termoplastične elastomere.
-Upijaju vlagu, stoga očekujte da će vam se otisak povećati ako se filament ne skladišti pravilno.
-Termoplastični elastomeri su osjetljivi na brze pokrete pa se mogu saviti kada se proguraju kroz ekstruder.
TPU
TPU je kratica za termoplastični poliuretan. Vrlo je popularan na tržištu, pa prilikom kupnje fleksibilnih filamenata postoji velika vjerojatnost da ćete često susresti upravo ovaj materijal u usporedbi s drugim filamentima.
Na tržištu je poznat po tome što pokazuje veću krutost i mogućnost lakšeg istiskivanja od ostalih filamenata.
Ovaj materijal ima pristojnu čvrstoću i visoku izdržljivost. Ima visok raspon elastičnosti, reda veličine od 600 do 700 posto.
Shoreova tvrdoća ovog materijala kreće se od 60 A do 55 D. Ima izvrsnu tiskabilnu sposobnost i poluproziran je.
Njegova kemijska otpornost na masnoće i ulja čini ga prikladnijim za upotrebu s 3D printerima. Ovaj materijal ima visoku otpornost na abraziju.
Preporučuje se da temperaturu pisača održavate u rasponu od 210 do 230 stupnjeva Celzija, a podlogu između nezagrijane temperature i 60 stupnjeva Celzija tijekom ispisa s TPU folijom.
Brzina ispisa, kao što je gore spomenuto, trebala bi biti između pet i trideset milimetara u sekundi, dok se za prianjanje na podlogu preporučuje korištenje Kapton ili slikarske trake.
Ekstruder bi trebao biti s direktnim pogonom, a ventilator za hlađenje se ne preporučuje barem za prve slojeve ovog printera.
TPC
To je skraćenica za termoplastični kopoliester. Kemijski su to polieterski esteri koji imaju naizmjenični niz nasumične duljine dugog ili kratkog lanca glikola.
Tvrdi segmenti ovog dijela su kratkolančane esterske jedinice, dok su meki segmenti obično alifatski polieteri i poliester glikoli.
Budući da se ovaj fleksibilni materijal za 3D ispis smatra materijalom inženjerske kvalitete, ne viđate ga tako često kao TPU.
TPC ima nisku gustoću s elastičnim rasponom od 300 do 350 posto. Njegova tvrdoća po Shoreu kreće se od 40 do 72 D.
TPC pokazuje dobru otpornost na kemikalije i visoku čvrstoću s dobrom toplinskom stabilnošću i temperaturnom otpornošću.
Tijekom ispisa s TPC-om, preporučuje se održavanje temperature u rasponu od 220 do 260 stupnjeva Celzija, temperature podloge u rasponu od 90 do 110 stupnjeva Celzija i raspona brzine ispisa istog kao i kod TPU-a.
TPA
Kemijski kopolimer TPE-a i najlona nazvan termoplastični poliamid kombinacija je glatke i sjajne teksture najlona i fleksibilnosti koja je blagodat TPE-a.
Ima visoku fleksibilnost i elastičnost u rasponu od 370 i 497 posto, s tvrdoćom po Shoreu u rasponu od 75 i 63 A.
Iznimno je izdržljiv i pokazuje ispisivost na istoj razini kao i TPC. Ima dobru otpornost na toplinu kao i prianjanje slojeva.
Temperatura ekstrudera pisača tijekom ispisa ovog materijala trebala bi biti u rasponu od 220 do 230 stupnjeva Celzija, dok bi temperatura sloja trebala biti u rasponu od 30 do 60 stupnjeva Celzija.
Brzina ispisa vašeg pisača može biti ista kao što je preporučeno pri ispisu TPU i TPC.
Prianjanje na podlozi pisača trebalo bi biti na bazi PVA-a, a sustav ekstrudera može biti s direktnim pogonom kao i Bowden.
Vrijeme objave: 10. srpnja 2023.