Kompletná analýza plastových materiálov pre 3D tlač: od základnej-úrovne po priemyselné-aplikácie

Plasty, najčastejšie používaný spotrebný materiál v priemyselnej 3D tlači, pokrývajú takmer všetky potreby, od každodenného spotrebného tovaru až po priemyselné diely. Či už ide o študentské ručné práce, dizajnérske koncepčné modely alebo funkčné komponenty v továrňach, plasty ponúkajú rozmanité vlastnosti, ktoré spĺňajú výzvy rôznych scenárov.

1. PLA (kyselina polymliečna)

PLA alebo kyselina polymliečna je termoplast získaný z rastlinných zdrojov, ako je kukuričný škrob, koreň manioku alebo cukrová trstina. Medzi ekológmi je obľúbený. Jeho nízky bod topenia 170-180 stupňov ho robí ideálnym pre základné-3D tlačiarne{5}}Danatomické modely vytlačené v PLA sú bežným javom vo výučbových laboratóriách a dizajnéri ho uprednostňujú pri prototypoch modelov s detailmi až 0,1 mm. Je však dôležité poznamenať, že teploty nad 60 stupňov môžu spôsobiť mäknutie a deformáciu produktov PLA, preto ich nepoužívajte v prostredí s vysokou teplotou.

2. ABS (akrylonitril-butadién-styrén)

Automobilový priemysel má obzvlášť v obľube ABS, pričom tento materiál sa objavuje všade od príchytiek na palubnú dosku až po mriežky. Jeho tajomstvo spočíva v pôsobivej rázovej sile 40 MPa-ekvivalentných k odolnosti voči okamžitému tlaku 3 ton. Spracovanie však vyžaduje 100 stupňovú konštantnú-teplotnú platformu, inak môže deformácia okraja dosiahnuť 2-}3 mm. ABS počas procesu tlače uvoľňuje mikročastice, ktoré môžu byť škodlivé pre ľudské zdravie, preto je potrebné tlač vykonávať v dobre vetranom prostredí.

3. PETG (modifikovaný polyetyléntereftalát)

PETG je -nekryštalický kopolyester, ktorý spája jednoduchosť použitia PLA so silou ABS a zároveň ponúka vysokú transparentnosť a chemickú odolnosť. Na báze PET čiastočne nahrádza etylénglykol 1,4-cyklohexándimetanolom (CHDM), čím účinne zabraňuje kryštalizácii a zlepšuje spracovateľský výkon a transparentnosť materiálu. Spoločnosti zaoberajúce sa balením potravín oceňujú jeho odolnosť voči kyselinám a zásadám; fľaštičky na koreniny s potlačou PETG môžu zostať neporušené v roztokoch octu s pH 3,5 až 18 mesiacov.

4. TPU (termoplastický polyuretán)

TPU (termoplastický polyuretán) je elastomérny materiál s vynikajúcou pružnosťou a odolnosťou proti opotrebovaniu. Jeho tvrdosť sa zvyčajne pohybuje od 85A do 95A. Pri pôsobení sily môže dôjsť k výraznej deformácii a po odstránení sily sa rýchlo vráti do pôvodného tvaru. Jeho odolnosť proti opotrebovaniu je zrejmá najmä v priemyselnom sektore. Pri simulovanom testovaní vydržali spoje palivových potrubí vytlačené pomocou TPU v automobilových továrňach viac ako 500 000 ohybov a ohybov bez straty tesnenia. Tento materiál však vyžaduje extrémne vysokú presnosť extrudéra; odchýlka dýzy 0,02 mm môže spôsobiť zlyhanie spojenia medzi vrstvami.

5. Technické plasty

Technické plasty, ako je nylon, PC a PEEK, sú preferovanou voľbou pre priemyselnú 3D tlač kvôli ich vysokej pevnosti, odolnosti voči vysokým-teplotám a korózii. Výrobcovia priemyselných zariadení na 3D tlač, ako napríklad UnionTech, využívajú svoje vlastné technológie stereolitografie (SLA) a selektívneho laserového spekania (SLS), aby poskytli základnú podporu pre vysoko presné{4}}lisovanie technických plastov. Tieto technológie spĺňajú požiadavky leteckého priemyslu na integrálne lisovanie zložitých konštrukčných dielov PEEK.

Nylonové (PA) kompozity vystužené uhlíkovými vláknami majú pevnosť v ťahu až 150 MPa a používajú sa na priamu výrobu komponentov prevodoviek, ako sú prevodovky, čím sa znižuje hmotnosť o 30 % v porovnaní s kovovými časťami. V lekárskej oblasti sa nylon vystužený sklenenými -vláknami- používa na tlač ortopedických ortopedických fixačných ortéz, čím sa dosahuje 60 % zlepšenie priedušnosti v porovnaní s tradičnou sadrou.

Polykarbonát (PC) s teplotou vychýlenia tepla 135 stupňov a priepustnosťou svetla 88% sa používa na integrované tvarovanie šošoviek automobilových LED svetlometov a prešiel 3 000 hodinami testovania xenónových výbojok proti poveternostným vplyvom. Ochranné okuliare vyrobené z nepriestrelného PC odolajú nárazu 6 mm oceľovej guľôčky pri rýchlosti 15 m/s.

Polyéteréterketón (PEEK), ktorý si zachováva pevnosť v ťahu 80 MPa pri 260 stupňoch, sa používa na vysokoteplotnú tlač držiakov snímačov leteckých motorov. PEEK lekárskej{4}}triedy je certifikovaný podľa normy ISO 10993 a možno ho použiť na výrobu-dlhodobých implantovateľných protéz lebky.

Medzi materiály, ktoré sa primárne používajú pri stereolitografickej 3D tlači, patria fotosenzitívne živice, ako sú technické plasty, materiály podobné keramike-a materiály podobné gume-. Ako globálna spoločnosť zaoberajúca sa 3D tlačou sa UnionTech zaviazala poskytovať produkty šité na mieru rôznym potrebám priemyselných klientov, pričom sa zameriava na náklady, vzhľad, detaily, mechanické vlastnosti, chemickú stabilitu a špecifické aplikačné prostredia.

V súčasnosti sa plastové materiály na 3D tlač vyvinuli do komplexného radu, od všeobecných-po špecializované. Pokroky v technológii úpravy materiálov môžu viesť k vzniku inteligentných tlačových materiálov, ako sú napríklad samočistiace a vodivé materiály, čím sa ďalej rozšíria hranice aplikácií aditívnej výroby. Priemysel sa musí neustále zameriavať na databázy výkonnosti stavebných materiálov a optimalizáciu parametrov procesu, aby sa dosiahla vyššia presnosť a spoľahlivosť vo výrobnom výstupe.