Jeste li se ikada zapitali zašto tehnologija 3D štampanja dobija na snazi i zamjenjuje starije tradicionalne proizvodne tehnologije?
Ako pokušate da navedete razloge zašto se ova transformacija dešava, lista će sigurno početi prilagođavanjem. Ljudi traže personalizaciju. Manje su zainteresovani za standardizaciju.
I upravo zbog ove promjene u ponašanju ljudi i sposobnosti tehnologije 3D printanja da zadovolji potrebe ljudi za personalizacijom, prilagođavanjem, ona je u stanju zamijeniti tradicionalno standardizirane proizvodne tehnologije.
Fleksibilnost je skriveni faktor iza ljudske potrage za personalizacijom. A činjenica da je na tržištu dostupan fleksibilan materijal za 3D štampanje koji korisnicima omogućava da razvijaju sve fleksibilnije dijelove i funkcionalne prototipove izvor je čistog blaženstva za neke korisnike.
3D štampana moda i 3D štampane protetske ruke primer su aplikacija u kojima treba ceniti fleksibilnost 3D štampanja.
Gumeno 3D štampanje je oblast koja se još uvek istražuje i tek treba da se razvije. Ali za sada nemamo tehnologiju 3D štampe gume, dok guma ne postane u potpunosti za štampanje, morali bismo da se nosimo sa alternativama.
A prema istraživanju, najbliža alternativa gumi u koju spadaju nazivaju se termoplastični elastomeri. Postoje četiri različite vrste fleksibilnih materijala koje ćemo detaljno razmotriti u ovom članku.
Ovi fleksibilni materijali za 3D štampanje nazivaju se TPU, TPC, TPA i Soft PLA. Počećemo tako što ćemo vam dati ukratko o fleksibilnom materijalu za 3D štampanje uopšte.
Koji je najfleksibilniji filament?
Odabir fleksibilnih filamenata za vaš sljedeći projekat 3D štampanja otvorit će vam svijet različitih mogućnosti za vaše otiske.
Ne samo da možete odštampati niz različitih objekata sa svojim flex filamentom, već i ako imate štampač sa ekstruderom sa dva ili više glava, pomoću ovog materijala možete štampati prilično nevjerovatne stvari.
Dijelovi i funkcionalni prototipovi kao što su japanke po narudžbi, stresne kuglice ili jednostavno prigušivači vibracija mogu se odštampati pomoću vašeg štampača.
Ako ste odlučni da Flexi filament učinite dijelom štampe vaših objekata, sigurno ćete uspjeti u tome da svoju maštu učinite što bliže stvarnosti.
Sa toliko mogućnosti koje su danas dostupne u ovoj oblasti, bilo bi teško zamisliti koliko je vremena već prošlo u oblasti 3D štampe bez ovog materijala za štampu.
Za korisnike je štampanje sa fleksibilnim filamentima tada predstavljalo muku. Bol je nastao zbog mnogih faktora koji su se vrtjeli oko jedne uobičajene činjenice da su ovi materijali vrlo mekani.
Mekoća fleksibilnog materijala za 3D štampanje učinila ih je rizičnim za štampanje na bilo kom štampaču, umesto toga, trebalo vam je nešto zaista pouzdano.
Većina tadašnjih štampača susrela se s problemom efekta guranja strune, tako da kad god u to vrijeme gurnete nešto bez ikakve krutosti kroz mlaznicu, ono bi se savijalo, uvijalo i borilo se protiv toga.
Svi koji su upoznati sa ulivanjem konca u iglu za šivenje bilo koje vrste tkanine mogu se povezati sa ovim fenomenom.
Osim problema s efektom guranja, proizvodnja mekših filamenata kao što je TPE bila je vrlo herkulovski zadatak, posebno s dobrim tolerancijama.
Ako uzmete u obzir lošu toleranciju i započnete proizvodnju, postoje šanse da će filament koji ste proizveli možda morati proći kroz loše detalje, zaglavljivanje i proces ekstruzije.
Ali stvari su se promijenile, trenutno postoji niz mekih filamenata, neki od njih čak i sa elastičnim svojstvima i različitim nivoima mekoće. Soft PLA, TPU i TPE su neki od primjera.
Tvrdoća po Šoru
Ovo je uobičajeni kriterij koji možete vidjeti kod proizvođača filamenta koji spominju uz naziv svog materijala za 3D ispis.
Tvrdoća po Šoru se definira kao mjera otpornosti koju svaki materijal ima na udubljenje.
Ova skala je izmišljena u prošlosti kada ljudi nisu imali referencu kada su govorili o tvrdoći bilo kojeg materijala.
Dakle, prije nego što je izumljena Shoreova tvrdoća, ljudi su morali koristiti svoja iskustva drugima za objašnjenje tvrdoće 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.
Tako, na primjer, kada želite da birate između dvije gume za izradu kalupa od gipsane stojeće balerine, Shore tvrdoća bi vam rekla da imate gumu kratke tvrdoće 70 A manje je korisna od gume s Shore tvrdoćom od 30 A.
Obično dok se bavite filamentima znat ćete da se preporučena tvrdoća po Shoreu fleksibilnog materijala kreće od 100A do 75A.
Pri čemu bi, očigledno, fleksibilni materijal za 3D štampanje koji ima tvrdoću po shoru od 100A bio tvrđi od materijala koji ima 75A.
Na šta treba obratiti pažnju prilikom kupovine fleksibilnog filamenta?
Postoje različiti faktori koje treba uzeti u obzir prilikom kupovine bilo kojeg filamenta, ne samo fleksibilnog.
Trebali biste krenuti od središnje točke koja vam je najvažnija, nešto poput kvaliteta materijala koji će rezultirati dobrim dijelom funkcionalnog prototipa.
Tada biste trebali razmišljati o pouzdanosti u lancu nabavke, tj. materijal koji jednom koristite za 3D štampanje, treba da bude stalno dostupan, u suprotnom biste na kraju koristili bilo koji ograničeni kraj materijala za 3D štampanje.
Nakon što ste razmislili o ovim faktorima, trebali biste razmisliti o visokoj elastičnosti, širokoj paleti boja. Jer, ne bi svaki fleksibilni materijal za 3D štampanje bio dostupan u boji u kojoj želite da ga kupite.
Nakon što ste razmotrili sve ove faktore, možete uzeti u obzir korisničku uslugu i cijenu kompanije u odnosu na druge kompanije na tržištu.
Sada ćemo navesti neke od materijala koje možete odabrati za štampanje fleksibilnog dijela ili funkcionalnog prototipa.
Lista fleksibilnih materijala za 3D štampanje
Svi dole navedeni materijali imaju neke osnovne karakteristike kao što su svi fleksibilni i mekani po prirodi. Materijali imaju odličnu otpornost na zamor i dobra električna svojstva.
Imaju izvanredno prigušivanje vibracija i otpornost na udar. Ovi materijali pokazuju otpornost na hemikalije i vremenske uslove, imaju dobru otpornost na kidanje i habanje.
Svi se mogu reciklirati i imaju dobar kapacitet amortizacije.
Preduslovi za štampač za štampanje sa fleksibilnim materijalima za 3D štampanje
Postoje neka standardna uvjerenja na koja treba postaviti svoj pisač prije štampanja sa ovim materijalima.
Opseg temperature ekstrudera vašeg štampača treba da bude između 210 i 260 stepeni Celzijusa, dok raspon temperature kreveta treba da bude od temperature okoline do 110 stepeni Celzijusa u zavisnosti od temperature staklastog prelaza materijala koji želite da štampate.
Preporučena brzina štampe pri štampanju sa fleksibilnim materijalima može biti od samo pet milimetara u sekundi do trideset milimetara u sekundi.
Ekstruderski sistem vašeg 3D štampača treba da bude direktni pogon i preporučuje se da imate ventilator za hlađenje za bržu naknadnu obradu delova i funkcionalnih prototipova koje proizvodite.
Izazovi prilikom štampanja sa ovim materijalima
Naravno, postoje neke stvari o kojima morate voditi računa prije štampanja sa ovim materijalima s obzirom na poteškoće s kojima su se korisnici ranije suočavali.
- Poznato je da ekstruderi štampača slabo rukuju termoplastičnim elastomerima.
-Upijaju vlagu, pa očekujte da će vaš otisak iskočiti u veličini ako filament nije pravilno pohranjen.
-Termoplastični elastomeri su osjetljivi na brze pokrete pa se mogu zakopčati kada se proguraju kroz ekstruder.
TPU
TPU je skraćenica za termoplastični poliuretan. Vrlo je popularan na tržištu tako da, prilikom kupovine fleksibilnih filamenata, postoje velike šanse da je ovaj materijal ono što ćete često sresti u odnosu na druge filamente.
Poznat je na tržištu po tome što pokazuje veću krutost i mogućnost ekstrudiranja lakše od ostalih filamenata.
Ovaj materijal ima pristojnu čvrstoću i visoku izdržljivost. Ima visok raspon elastičnosti od 600 do 700 posto.
Tvrdoća po shoru ovog materijala kreće se od 60 A do 55 D. Ima odlične mogućnosti za štampanje, poluproziran je.
Njegova hemijska otpornost na masnoće u prirodi i ulja čini ga pogodnijim za upotrebu sa 3D štampačima. Ovaj materijal ima visoku otpornost na habanje.
Preporučuje se da držite temperaturni opseg vašeg štampača između 210 i 230 stepeni Celzijusa, a krevet između negrijane temperature do 60 stepeni Celzijusa dok štampate sa TPU.
Brzina štampe, kao što je već spomenuto, trebala bi biti između pet i trideset milimetara u sekundi, dok se za prianjanje na krevet savjetuje korištenje kaptona ili farbarske trake.
Ekstruder bi trebao biti direktni pogon, a ventilator za hlađenje se ne preporučuje barem za prve slojeve ovog štampača.
TPC
Oni označavaju termoplastični kopoliester. Hemijski, oni su polieterski estri koji imaju naizmjeničnu nasumične sekvence glikola dugog ili kratkog lanca.
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 štampanje smatra materijalom inženjerskog kvaliteta, to nije nešto što biste vidjeli tako često kao TPU.
TPC ima nisku gustinu s rasponom elastičnosti od 300 do 350 posto. Njegova tvrdoća po Shoreu kreće se od 40 do 72 D.
TPC pokazuje dobru otpornost na hemikalije i visoku čvrstoću uz dobru termičku stabilnost i temperaturnu otpornost.
Prilikom štampanja sa TPC, savetujemo vam da održavate temperaturu u rasponu od 220 do 260 stepeni Celzijusa, temperaturu kreveta u rasponu od 90 do 110 stepeni Celzijusa, a opseg brzine štampanja isti kao TPU.
TPA
Hemijski kopolimer TPE i najlona pod nazivom termoplastični poliamid je kombinacija glatke i sjajne teksture koja dolazi od najlona i fleksibilnosti koja je blagodat TPE.
Ima visoku fleksibilnost i elastičnost u rasponu od 370 i 497 posto, sa tvrdoćom po Shoreu u rasponu od 75 i 63 A.
Izuzetno je izdržljiv i pokazuje mogućnost štampanja na istom nivou kao TPC. Ima dobru otpornost na toplinu, kao i prianjanje na slojeve.
Temperatura ekstrudera štampača prilikom štampanja ovog materijala treba da bude u rasponu od 220 do 230 stepeni Celzijusa, dok temperatura ležišta treba da bude u rasponu od 30 do 60 stepeni Celzijusa.
Brzina štampanja vašeg štampača može biti ista kao što se preporučuje za štampanje TPU i TPC.
Adhezija štampača treba da bude zasnovana na PVA, a sistem ekstrudera može biti sa direktnim pogonom kao i Bowden.
Vrijeme objave: Jul-10-2023