Kuidas valida 3D -printimismaterjalid vastavalt vajadustele? Erinevate materjalide omaduste põhjalik analüüs

Alates selle sündimisest, 3D -printimise tehnoloogia on kiiresti arenenud ja tunginud erinevatesse tööstusharudesse . selles protsessis on printimismaterjalide valik muutunud üheks peamiseks teguriks, mis määravad trükikodade kvaliteedi ja rakendusefektid . erinevad 3D -printimismaterjalid on erinevad füüsilised omadused, mis on erinevad protsessis, mis on seotud kõigist materjalidest, mis on seotud materjaliga, mis on seotud kõigist materjalidest, mis on seotud materjalidega, mis on seotud olulised.

Sobiva 3D -printimismaterjali valimine ei tähenda mitte ainult materjali tugevuse või maksumuse arvestamist, vaid ka trükitud objekti funktsionaalsete nõuete, vastupidavusnõuete, printimisseadmete ühilduvust ja lõpliku kasutuse jõudlusnõudeid . ühilduvus . ühilduvus

1. plastist 3D -printimismaterjalid
Plastist materjalid on praegu kõige sagedamini kasutatavad 3D-printimismaterjalid, sealhulgas PLA, ABS, PETG, Nylon jne . plastmaterjalid sobivad tavaliselt kiireks prototüüpimiseks, väikese partii tootmiseks ja mõned madala koormusega rakendused .

1.1 PLA (polülaktiinhape)
PLA on üks levinumaid töölaua 3D -printimismaterjale, mida kasutatakse laialdaselt hariduses, valmistaja ja prototüüpimisväljades . See on tuletatud looduslikust taime tärklisest (näiteks mais, suhkruroog jne {.), mis on keskkonnasõbralik ja lihtne printida .

Eelised:

Madal trükitemperatuur, tavaliselt vahemikus 180 kuni 220 kraadi .

Biolagunev, keskkonnasõbralik, sobiv projektidele, mis nõuavad rohelist ja säästvat arengut .

Trükkimisel pole peaaegu lõhna, mis sobib koju .

Hea pinna sujuvus ja värvi küllastus .

Puudused:

Halb tugevus ja soojustakistus ei talu kõrget temperatuuri ega rasket koormust .

Rabedam, mehaanilise mõju all hõlpsasti murda .

Rakendatavad stsenaariumid:

Haridusmudelid, kuvamudelid, mänguasjad, madala koormusega seadmed .

Lühiajaline prototüüpimine, dekoratiivsed esemed .

1,2 ABS (akrüülonitriili-butadieen-stüreen)

ABS on tavaline termoplastiline, mida kasutatakse laialdaselt tööstuses ja tootmisel oma suurepäraste mehaaniliste omaduste ja löögikindluse jaoks . see prindib kõrgematel temperatuuridel ja nõuab tavaliselt kuumutatud voodit, et vähendada väändumist ja deformatsiooni .

Eelised:

Kõrge tugevus, hea soojustakistus, mis sobib mõne koormuse kandva osa jaoks .

Hea löögi tugevus ja sitkus, mis sobib funktsionaalsete osade tegemiseks .

Pinna on hõlpsasti poleeritav, värvi ja värvi ning välimust saab muuta .
Puudused:

Vaja on kõrgete temperatuuride trükkimisnõudeid, soojendusega voodi ja suletud trükikeskkonda .
Trüki ajal võib tekitada lõhnu ja kahjulikke gaase ning vaja on head ventilatsiooni .
Nõuab täpset temperatuurikontrolli ja seda on keeruline kasutada .
Rakendatavad stsenaariumid:

Autoosad, elektroonilised korpused, tööriistad, mehaanilised seadmed .
Suured prototüübid ja lühiajalise tootmise eesmärgid .
1,3 PETG (polüetüleentereftalaat)
PETG on polüesterplast, mis ühendab PLA ja ABS -i eelised ning mida pole kerge väänata .. Seda kasutatakse sageli rakendustes, mis nõuavad suuremat tugevust ja sitkust ning on keskkonnasõbralikum .}

Eelised:

Suur sitkus, suurepärane löögitakistus .
Hea läbipaistvus ja töötletavus, saab printida kvaliteetseid pindu .
Pole lõhna, keskkonnasõbralik .
Pole kerge lõigata, sobib suure suurusega printimiseks .
Puudused:

Kõrge printimistemperatuur (230-250 kraad) on vajalik kuumutatud voodi .
Lihtne vett imada, tuleb hoida kuivas keskkonnas .
Rakendatavad stsenaariumid:

Väike partii tootmine, toidukonteinerid, meditsiiniseadmed, mehaanilised osad .
1,4 nailon (PA, polüamiid)
Nailon on suure jõudlusega plast, mida tavaliselt kasutatakse inseneriväljas ., sellel on suurepärane tugevus, kulumiskindlus ja paindlikkus .. Seda kasutatakse sageli funktsionaalsete osade ja mehaaniliste osade valmistamiseks .

Eelised:

Kõrge tugevus, kulumiskindlus, mis sobib koormuse kandvate osade valmistamiseks .

Suurepärane keemiline takistus, võib vastu seista mitmesugustele keemilistele lahustitele .

Hea sitkus ja väsimuskindlus, mis sobib mehaaniliste liikuvate osade valmistamiseks .

Puudused:

Suure hügroskoopilisuse, spetsiaalse salvestusruumi on vaja niiskuse vältimiseks printimiskvaliteeti .
. printimiseks on vaja kõrge temperatuuri (250-270 kraad) ja kuumutatud voodi
Rakendatavad stsenaariumid:

Inseneriosad, mehaanilised käigud, laagrid, kulumiskindlad osad .
2. metalli 3D -printimismaterjalid
Metallimaterjale kasutatakse järk -järgult 3D -printimisel, eriti kosmose-, auto-, meditsiini- ja muudes tööstusharudes {. Metalli 3D -printimise täpsus- ja jõudluse eelised on väga ilmsed {. tavalised metallimaterjalid hõlmavad roostevabast terast, titanium -sulamist, alumiiniumlioy jne..

2.1 Roostevaba teras
Roostevaba teras on väga levinud metallmaterjal, millel on suurepärane tugevus, korrosioonikindlus ja kõrge temperatuuritakistus .. Seda kasutatakse laialdaselt masinates, tööriistades, kosmose- ja muudes väljades .

Eelised:

Hea korrosioonikindlus, mis sobib kasutamiseks karmides keskkondades .
Kõrge tugevus ja sitkus, mis sobib koorma kandvate osade jaoks .
Maksumus on mõõdukas ja suhteliselt ökonoomne võrreldes teiste metallmaterjalidega .
Puudused:

Vajalik on kõrge printimisseadme nõuded, metalli 3D -printerite (näiteks selektiivne laser sulatus SLM) .
Prindimisprotsess on suhteliselt keeruline ja nõuab ülitäpset .
Rakendatavad stsenaariumid:

Tööstuslikud osad, tööriistad, mehaanilised lisaseadmed, kosmoseosad .
2.2 Titaanisulam
Titaniumsulamil on äärmiselt kõrge tugevuse ja tiheduse suhe, suurepärane korrosioonikindlus ja kõrge temperatuurikindlus ning see on tavaliselt kasutatav materjal lennundus-, meditsiini- ja muudes väljades .

Eelised:

Äärmiselt kõrge tugevus ja väsimuskindlus, mis sobib suure jõudlusega osade tootmiseks .
Madala tihedus, kerge, sobiv lennundusrakenduste jaoks .
Suurepärane korrosioonikindlus, mis sobib meditsiiniseadmetele ja merekeskkondadele .
Puudused:

Suured trükikulud, seadmed ja materjalid on kallid .
Nõuab spetsiaalseid suure jõudlusega printereid ja keskkonnakontrolli .
Rakendatavad stsenaariumid:

Kosmoseosad, meditsiinilised implantaadid, tööstuslikud ülitugevad osad .
2.3 Alumiiniumsulam
Alumiiniumisulamil on kerge ja hea korrosioonikindlus ning see on ideaalne materjal kergete konstruktsiooniosade tootmiseks .

Eelised:

Kerge ja kõrge tugevus, sobib kerge disaini jaoks .
Hea soojusjuhtivus ja elektrijuhtivus, mis sobib elektrooniliste seadmete korpuse jaoks .
Mõõdukad kulud, laialdaselt kasutatud tootmises .
Puudused:

Vajalik on spetsiaalne metallist 3D -printer ja printimisprotsess on keeruline .

Ei sobi pikaajaliseks kasutamiseks kõrgete temperatuuride keskkonnas .

Rakendatavad stsenaariumid:

Kerged mehaanilised osad, kosmoseosad ja autoosad .

3. komposiitmaterjalid
Komposiitmaterjalid on traditsioonilised plastmaterjalid, mille kiud on või muud tugevdusmaterjalid, mis on lisatud materjalide tugevuse, jäikuse ja vastupidavuse parandamiseks . tavalised komposiitmaterjalid sisaldavad süsinikkiuduga tugevdatud plastikud, klaaskiuduga tugevdatud plastikud jne .

3.1 Süsinikkiuga tugevdatud plastik
Süsinikkiududega tugevdatud materjalid on komposiitmaterjalid, mis on äärmiselt kõrge tugevuse ja jäikusega, mis moodustub süsinikkiudude kombineerimisega plastmaatriksiga .

Eelised:

Äärmiselt kõrge tugevus ja jäikus, mis sobib rakenduste jaoks, mis nõuavad suuri koormusi .

Kerge, sobiv lennundus- ja võidusõiduväljadele .

Hea väsimuskindlus ja korrosioonikindlus .

Puudused:

Raske printida ja suhteliselt kallis .
Printimisseadmetel on kõrged nõuded ja see nõuab sageli konkreetseid pihustite ja küttesüsteeme .

Rakendatavad stsenaariumid:

Kosmoseosad, autoosad, spordiseadmed ja robotiosad .
3,2 Klaaskiuduga tugevdatud plastik
Klaaskiududega tugevdatud materjalid on tugevamad kui tavalised plastmaterjalid ja sobivad kergete konstruktsiooniosade valmistamiseks .

Eelised:

Suhteliselt odav, hea tugevuse ja jäikusega .

Hea löögitakistus, mis sobib mehaaniliste osade valmistamiseks .

Tugev soojuskindlus ja keemiline takistus .

Puudused:

Kiudude kulumise . ajal on vaja spetsiaalseid pihustitega tegelemiseks

Madal väsimuskindlus, mis ei sobi sageli kasutatavate osade jaoks .

Rakendatavad stsenaariumid:

Tööstuslikud osad, tööriistad, autoosad, mehaanilised seadmed .

Iv . kokkuvõte
Õige 3D-printimismaterjali valimine nõuab mitu tegurit, sealhulgas rakenduspiirkondi, jõudlusnõudeid, materjali töötlemise raskusi ja kulusid . levinud materjalid, näiteks PLA, ABS, PETG ja muud plastmaterjalid sobivad kiireks prototüüpimiseks ja madala koormusega rakenduste jaoks, samas kui nailon ja metallmaterjalid on tööstuslikud ja insenerimaterjalid sobivad, kui need on suuremad, kui need on suuremad, kui suuremaid koormaid. igast materjalist ja valige 3D -printimismaterjal, mis vastab kõige paremini tegelikele vajadustele, et saavutada tõhusate ja täpsete printimistulemuste .