2023

Zaujímalo vás niekedy, prečo si technológia 3D tlače získava silu a nahrádza staršie tradičné výrobné technológie?

Ak sa pokúsite vymenovať dôvody, prečo sa táto transformácia deje, zoznam určite začne prispôsobením. Ľudia hľadajú personalizáciu. Menej sa zaujímajú o štandardizáciu.

A kvôli tomuto posunu v správaní ľudí a schopnosti technológie 3D tlače uspokojiť potrebu personalizácie ľudí, prispôsobením, je schopná nahradiť tradične výrobné technológie založené na štandardizácii.

Flexibilita je skrytým faktorom hľadania personalizácie ľudí. A skutočnosť, že na trhu je k dispozícii flexibilný 3D tlačový materiál, ktorý umožňuje používateľom vyvíjať stále flexibilnejšie časti a funkčné prototypy, je pre niektorých používateľov zdrojom čistej blaženosti.

3D tlačená móda a 3D tlačené protetické ramená sú príkladom aplikácií, v ktorých by sa mala oceniť flexibilita 3D tlače.

Gumová 3D tlač je oblasť, ktorá je stále vo výskume a ešte sa musí vyvinúť. Ale zatiaľ nemáme gumovú technológiu 3D tlače, až kým sa gumy nebudú úplne vytlačiť, musíme sa spravovať s alternatívami.

A podľa výskumu sa najbližšie alternatívy k gumáru, do ktorej patria, sa nazýva termoplastické elastoméry. V tomto článku sa pozrieme na hĺbku štyri rôzne typy flexibilných materiálov.

Tieto flexibilné 3D tlačové materiály sa nazývajú TPU, TPC, TPA a Soft PLA. Začneme tým, že vám poskytneme stručnosť o flexibilnom 3D tlačiarni všeobecne.

Aké je najflexibilnejšie vlákno?

Výber flexibilných vlákien pre váš ďalší 3D tlačový projekt otvorí pre vaše výtlačky svet rôznych možností.

Nielenže môžete vytlačiť celý rad rôznych objektov s vašim flex vláknom, ale aj ak máte duálnu alebo viac hlavnú extrudérovú tlačiareň, môžete pomocou tohto materiálu tlačiť celkom úžasné veci.

Častiami a funkčnými prototypmi, ako sú žabky na mieru, prúžky, hlavy guľôčok alebo jednoducho vibračné tlmičky môžu byť vytlačené pomocou vašej tlačiarne.

Ak ste odhodlaní, aby ste sa stali súčasťou tlače vašich objektov Flexi Filement, musíte sa uspieť pri tom, aby vaše predstavy boli najbližšie k realite.

S toľkými možnosťami, ktoré sú dnes k dispozícii v tejto oblasti, by bolo ťažké si predstaviť čas, ktorý už prešiel v oblasti 3D tlače s neprítomnosťou tohto tlačového materiálu.

Pre používateľov bola tlač s flexibilnými vláknami vtedy bolesťou v zadku. Bolesť bola spôsobená mnohými faktormi, ktoré boli špirálové okolo jednej bežnej skutočnosti, že tieto materiály sú veľmi mäkké.

Hladkosť flexibilného 3D tlačového materiálu z nich bola riskantná, aby sa vytlačila iba akoukoľvek tlačiarňou, namiesto toho ste potrebovali niečo skutočne spoľahlivé.

Väčšina tlačiarní späť čelila problému tlačenia efektu reťazca, takže vždy, keď ste v tom čase niečo tlačili bez akejkoľvek tuhosti cez trysku, ohýbalo by sa, otočili sa a bojovali proti nemu.

Každý, kto je oboznámený s nalievaním vlákna z ihly na šitie akéhokoľvek druhu látky, sa môže týkať tohto javu.

Okrem problému tlakového efektu bola výrobné mäkšie vlákna, ako je TPE, veľmi herkulovská úloha, najmä s dobrými toleranciami.

Ak uvažujete o zlej tolerancii a začnete s výrobou, existuje šanca, že vlákno, ktoré ste vyrobili, bude musieť podstúpiť zlé detaily, rušenie a proces vytláčania.

V súčasnosti sa však veci zmenili, existuje celý rad mäkkých vlákien, z ktorých niektoré sú dokonca s elastickými vlastnosťami a rôznymi úrovňami mäkkosti. Mäkké PLA, TPU a TPE sú niektoré z príkladov.

Tvrdosť pobrežia

Toto je bežné kritérium, ktoré by ste mohli vidieť s výrobcami vlákna, ktorí spomínajú spolu s názvom ich 3D tlačiarenského materiálu.

Tvrdosť pobrežia je definovaná ako miera odporu, ktorý musí každý materiál odsadiť.

Táto stupnica bola vynájdená v minulosti, keď ľudia nemali žiadny odkaz, keď hovorili o tvrdosti akéhokoľvek materiálu.

Predtým, ako bola vynájdená tvrdosť pobrežia, ľudia museli využívať svoje skúsenosti na ostatných na vysvetlenie tvrdosti akéhokoľvek materiálu, na ktorom experimentovali, namiesto toho, aby sa zmienili o čísle.

Táto stupnica sa stáva dôležitým faktorom a zároveň zvažuje, ktorý materiál z foriem si vybrať pre výrobu časti funkčného prototypu.

Napríklad, keď si chcete vybrať medzi dvoma kaučukmi na výrobu formy sadrovej baleríny, tvrdosť pobrežia by vám povedala, aby ste mali gumu krátkej tvrdosti 70 A je menej užitočná ako guma s pobrežnou tvrdosťou 30 A.

Zvyčajne pri riešení vlákien budete vedieť, že odporúčaná tvrdosť flexibilného materiálu sa pohybuje od 100 do 75A.

V prípade, že flexibilný 3D tlačový materiál, ktorý má tvrdosť 100A na pobreží, by bol ťažší ako hrot 75A.

Čo treba brať do úvahy pri nákupe flexibilného vlákna?

Pri nákupe akéhokoľvek vlákna, nielen flexibilných, je potrebné zvážiť rôzne faktory.

Mali by ste začať od stredového bodu, ktorý je pre vás najdôležitejší, niečo ako kvalita materiálu, čo bude mať za následok dobre vyzerajúcu časť funkčného prototypu.

Potom by ste mali premýšľať o spoľahlivosti v dodávateľskom reťazci, tj materiál, ktorý používate raz na 3D tlač, by mal byť neustále k dispozícii, inak by ste skončili s použitím akéhokoľvek obmedzeného konca 3D tlačového materiálu.

Po premýšľaní o týchto faktoroch by ste mali premýšľať o vysokej elasticite, širokej škále farieb. Pretože nie každý flexibilný 3D tlačový materiál by bol k dispozícii vo farbe, v ktorej si ho chcete kúpiť.

Po zvážení všetkých týchto faktorov môžete zvážiť zákaznícky servis a cenu spoločnosti v porovnaní s ostatnými spoločnosťami na trhu.

Teraz uvádzame niektoré materiály, ktoré si môžete vybrať na tlač flexibilnej časti alebo funkčného prototypu.

Zoznam flexibilných 3D tlačiarenských materiálov

Všetky nižšie uvedené materiály majú niektoré základné vlastnosti, ako sú všetky flexibilné a mäkké. Materiály majú vynikajúci odpor únavy a dobré elektrické vlastnosti.

Majú mimoriadne tlmenie vibrácií a nárazovú pevnosť. Tieto materiály ukazujú odolnosť voči chemikáliám a počasiu, majú dobrú odolnosť proti slzám a oderu.

Všetky sú recyklovateľné a majú dobrú kapacitu absorbujúcu nárazy.

Predpoklady tlačiarne na tlač s flexibilnými 3D tlačiarenskými materiálmi

Pred tlačou s týmito materiálmi existujú určité presvedčenia o štandardoch, ktoré by ste mali nastaviť tlačiareň.

Teplotný rozsah extrudéra vašej tlačiarne by mal byť medzi 210 a 260 stupňami Celzia, zatiaľ čo teplotný rozsah lôžka by mal od teploty okolia po 110 stupňov Celzia v závislosti od teploty skleneného prechodu materiálu, ktorý ste ochotní tlačiť.

Odporúčaná rýchlosť tlače pri tlači s flexibilnými materiálmi môže byť kdekoľvek od päť milimetrov za sekundu do tridsiatich milimetrov za sekundu.

Extrudérový systém vašej 3D tlačiarne by mal byť priamym pohonom a odporúčame vám mať chladiaci ventilátor pre rýchlejšie spracovanie dielov a funkčných prototypov, ktoré vyrábate.

Výzvy pri tlači s týmito materiálmi

Samozrejme, existujú určité body, o ktoré sa musíte pred tlakom s týmito materiálmi postarať na základe ťažkostí, ktorým predtým používatelia čelia.

-Je známe, že termoplastické elastoméry sú zle zvládnuté extrudérmi tlačiarne.
-Absorbujú vlhkosť, takže očakávajte, že sa vaša tlač vo veľkosti objaví, ak vlákno nie je správne uložené.
-Termoplastické elastoméry sú citlivé na rýchle pohyby, aby sa pri tlači cez extrudér mohla prikrývať.

Tpu

TPU znamená termoplastický polyuretán. Na trhu je veľmi populárny, takže pri nákupe flexibilných vlákien existuje vysoká šanca, že tento materiál je to, s čím sa často stretávajú v porovnaní s inými vláknami.

Na trhu je známa tým, že vykazuje väčšiu tuhosť a príspevok na ľahšie vytláčanie ako iné vlákna.

Tento materiál má slušnú silu a vysokú odolnosť. Má vysoký elastický rozsah v poradí 600 až 700 percent.

Tvrdosť pobrežia tohto materiálu sa pohybuje od 60 do 55 D. Má vynikajúcu tlač, je polotransparentná.

Vďaka svojej chemickej odolnosti voči mastnotiu v prírode a olejom je vhodný na použitie s 3D tlačiarňami. Tento materiál má vysoký odpor oderu.

Odporúča sa udržať teplotný rozsah tlačiarne medzi 210 až 230 stupňami Celzia a posteľ medzi nevyhrievanou teplotou na 60 stupňov Celzia pri tlači s TPU.

Rýchlosť tlače, ako je uvedené vyššie, by mala byť medzi piatimi a tridsiatimi milimetrami za sekundu, zatiaľ čo pri adhézii postele sa vám odporúča použiť kaptonovú alebo maliarsku pásku.

Extrudér by mal byť priamym pohonom a chladiaci ventilátor sa neodporúča aspoň pre prvé vrstvy tejto tlačiarne.

Tpc

Stojí za termoplastický kopolyester. Chemicky sú to polyéterové estery, ktoré majú striedajúcu sa náhodnú dĺžku glykolov s dlhým alebo krátkym reťazcom.

Tvrdými segmentmi tejto časti sú esterové jednotky s krátkym reťazcom, zatiaľ čo mäkké segmenty sú zvyčajne alifatické polyetre a polyesterové glykoly.

Pretože tento flexibilný 3D tlačový materiál sa považuje za materiál inžinierstva, nie je to niečo, čo by ste videli tak často ako TPU.

TPC má nízku hustotu s elastickým rozsahom 300 až 350 percent. Jeho tvrdosť na pobreží sa pohybuje kdekoľvek od 40 do 72 D.

TPC vykazuje dobrú odolnosť voči chemikáliám a vysokú pevnosť s dobrou tepelnou stabilitou a teplotou.

Pri tlači s TPC vám odporúčame udržať teplotu v rozmedzí 220 až 260 stupňov Celzia, teplota lôžka v rozsahu 90 až 110 stupňov Celzia a rýchlosť tlače sa pohybuje rovnako ako TPU.

TPA

Chemický kopolymér TPE a nylon s názvom termoplastický polyamid je kombináciou hladkej a žiarivej textúry, ktorá pochádza z nylonu a flexibility, ktorá je prínosom TPE.

Má vysokú flexibilitu a pružnosť v rozmedzí 370 a 497 percent, s tvrdosťou pobrežia v rozmedzí 75 a 63 A.

Je mimoriadne odolný a vykazuje tlačiteľnosť na rovnakej úrovni ako TPC. Má dobrý tepelný odpor, ako aj adhéziu vrstvy.

Teplota extrudéra tlačiarne pri tlači tohto materiálu by mala byť v rozmedzí 220 až 230 stupňov Celzia, zatiaľ čo teplota lôžka by mala byť v rozmedzí 30 až 60 stupňov Celzia.

Rýchlosť tlače vašej tlačiarne môže byť rovnaká, ako sa odporúča pri tlači TPU a TPC.

Adhézia postele tlačiarne by mala byť založená na PVA a extrudérový systém môže byť priamym pohonom a Bowdenom.