Самый прочный пластик для 3d печати
Несмотря на то, что рынок филаментов регулярно пополняется новыми материалами, пластик и его различные сплавы до сих пор занимают лидирующие позиции. Дело не только в том, что львиную долю оборудования для трехмерной печати составляют FDM-принтеры.
Производство и последующее использование «полимерных» чернил обходится в разы дешевле, нежели использование металлоглины или фотополимеров. В данной статье мы расскажем о наиболее популярных полимерных филаментах современности.
Когда принтер внезапно меняет направление, эти быстрые движения создают дополнительную силу, которая может вызвать постоянные вибрации. Если вы чувствуете, что принтер может двигаться слишком быстро, потому что он вызывает эту проблему, попробуйте уменьшить скорость печати. Первый контролирует скорость движений, в которых экструдер активно испускает пластик, а второй контролирует скорость быстрых движений, в которых экструзия пластика не выдавливается.
Возможно, вам придется изменить обе настройки, чтобы увидеть эффект изменения. Если вам удобно работать с прошивкой принтера, вы также можете попытаться уменьшить настройки ускорения, чтобы скорость менялась более постепенно. Например, может быть свободный винт или кронштейн или ремень, который вызывает чрезмерную вибрацию. Внимательно посмотрите внимательно на принтер, пока он работает, и попытайтесь определить, откуда происходят вибрации.
ABS пластик для 3d принтер
ABS стал первым материалом, из которого начали изготавливать пластиковую нить для домашних настольных аддитивных принтеров. К его недостаткам принято причислять стойкий пластмассовый запах, выделяющийся во время печати.
С другой стороны, модели, напечатанные из ABS, отличаются прочностью и износостойкостью.
Например, если вы попытались напечатать стенку толщиной 1, 0 мм, ширину экструзии 4 мм, вам может потребоваться внести некоторые изменения, чтобы гарантировать, что принтер создает полностью сплошную стену и не оставляет пустот посередине. Чтобы просмотреть эти параметры, нажмите «Изменить параметры процесса» и выберите вкладку «Дополнительно». Программное обеспечение включает в себя очень полезные функции, известные как «заполнение пробелов». Это именно то, что требуется, и позволяет программному обеспечению заполнять эти небольшие промежутки между тонкими стенами.
Готовые детали часто получаются немного смазанными, из-за чего нуждаются в корректировочных и восстановительных работах. Шлифовка и обработка наждачной бумагой сводят данную проблему на нет.
Материал способен выдержать высокие температуры, поэтому рекомендуется для применения в процессе изготовления долговечных конструкций и комплектующих, регулярно подвергающихся физическому износу.
Чтобы включить эту опцию, выберите, если «Разрешить заполнение пробела при необходимости» не активировано. Перейдите на вкладку пэдов и увеличьте настройку «Очертание контура». Это позволит заполнить пространство между тонкими стенами. Например, если вы ранее использовали наложение 20% контура, попробуйте увеличить значение до 30%, чтобы увидеть, как тонкие стены становятся более прочными. Например, если вы напечатаете поверхность толщиной 1, 0 мм, вы можете получить быструю и прочную печать, если ваше сопло было установлено для создания экструзии 0, 5 мм.
PLA пластик для 3d принтера
PLA пластик сегодня рассматривается, как альтернатива ABS-сплавам. Полилактид изготавливается из натурального сырья, поэтому принадлежит к узкой группе биоразлагаемых полимеров. Во время печати сплав почти не выделяет неприятных токсичных испарений, что многими пользователями воспринимается исключительно положительно. Кроме того, состав сравнительно легко утилизируется.
Это лучше всего подходит для деталей с большой толщиной стенок. Вы можете отрегулировать ширину экструзии, которую создает программное обеспечение, нажав «Изменить параметры процесса» и выбрав «Плата экструдера». Выберите ручную ширину экструзии и введите значение по вашему выбору.
Принтер включает в себя сопло с фиксированным размером, которое позволяет воспроизводить точность иногда даже очень мелких деталей. Например, многие принтеры включают в себя наконечник с отверстием 0, 4 мм в наконечнике. Даже если это хорошо работает для большинства объектов, вы можете столкнуться с проблемами при попытке распечатать чрезвычайно тонкие функции, которые меньше диаметра сопла. Например, если вы попытались напечатать толстую стенку 0, 2 мм, с соплом 0, 4 мм. Причиной этого является то, что точность не может быть произведена с помощью 0, 2 мм экструзии с помощью сопла 0, 4 мм.
Используя PLA можно допиться более высокой скорости и точности печати. С другой стороны, даже широкий ассортимент цветовых исполнений не скрашивает тот факт, что изделия, изготовленные из данного материала отнюдь недолговечны, не отличаются высокой прочностью и хорошей термоустойчивостью.
Ширина экструзии всегда должна быть равна или больше диаметра сопла. Вот как программное обеспечение сообщает вам, что вы не можете распечатать эти крошечные детали, используя текущее сопло на трехмерном принтере. Если вы хотите печатать очень маленькие предметы, это может быть проблемой.
Однако есть несколько вариантов, которые позволят для успешной печати этих мелких деталей. Первым и наиболее очевидным вариантом является перерисовать деталь так, чтобы она включала только большие размеры, чем диаметр вашего сопла. Если функции видны в режиме предварительного просмотра, принтер сможет воспроизводить ожидаемые функции. Например, многие пользователи покупают сопло 0, 3 мм и сопло 5 мм, чтобы иметь два варианта.
Усовершенствованные материалы на основе классических сплавов
Помимо PLA и ABS, представленных в чистом виде, на рынке трехмерной печати можно купить их усовершенствованные сплавы. Пионером и флагманом в данном направлении является компания Formfutura.
На сегодняшний день ассортимент компании насчитывает несколько вариантов катушек с пластиковой нитью.
Обратитесь к производителю принтера за точными инструкциями по установке сопла меньшего размера. Вы можете заставить программное обеспечение напечатать эти небольшие функции. Однако это, вероятно, будет иметь последствия для общего качества печати. Например, если у вас есть сопло 4 мм, вы можете выбрать ширину рулона экструзии 3 мм и заставить программное обеспечение печатать более мелкие детали размером 0, 3 мм. Однако, как мы уже говорили, большинство сопел не способны производить точно экструдер, который меньше размера наконечника.
Поэтому необходимо следить за принтером, чтобы удостовериться, что качество печати приемлемо. В противном случае вы должны отказаться от возможности печатать такие мелкие детали, как слова или миниатюры. Поскольку принтер способен создавать точные детали, он должен иметь возможность выдавливать большое количество пластика. Если эта экструзия, к сожалению, различается по разным причинам, она повлияет на окончательное качество печати. для некогерентной экструзии, пытаясь объяснить возможные решения.
EasyFil HIPS – это филамент, разработанный на основе PLA-пластика. Его структура усилена высокопрочным полистиролом, что позволило приблизиться к показателям прочности и термоустойчивости классической ABS пластмассы, сохранив при этом преимущества базового состава.
Первое, что вы должны проверить, это то, что пластиковая катушка, которая питает принтер, никак не заклинивает его движение. Необходимо убедиться, что катушка может свободно вращаться и что пластик легко разматывает катушку. Если нить накатывается, или катушка имеет слишком большое сопротивление вращению свободно, это приведет к этой равномерности продвижения в сопло, даже если провод по-прежнему вытягивается съемником. Если в принтер входит трубка Боудена, она также должна убедитесь, что нить хорошо скользит внутри него и что она может легко перемещаться по этой трубке без чрезмерного сопротивления.
EasyFil ABS предназначен для создания деталей и комплектующих для сложных механизмов. Состав может похвастаться завидной ударопрочностью и высокой крепостью.
Его сложно сломать или надломить. Такой пластик для 3d печати определенно понравится изобретателям и инженерам-любителям, которые задействованы в прототипировании инновационной продукции.
Если в трубе слишком много сопротивления, рекомендуется пробовать очистить трубку или нанести каплю смазочного масла на внутреннюю часть самой трубки. Если нить не запутана и ее можно легко извлечь в экструдер, то следующая вещь, которую нужно проверить, это сама форсунка. Небольшой обломки или отвержденный пластик могут быть сформированы внутри, предотвращая надлежащую экструзию. Удостоверьтесь, что пластик экструдируется однородным и последовательным образом. Если вы заметили проблемы, вам может потребоваться очистить сопло.
Проконсультируйтесь с изготовителем о том, как правильно очистить внутреннюю поверхность сопла. Например, если вы пытаетесь печатать на очень низкой высоте, например, на 01 мм, для пластика нет места для выхода из сопла. Это пространство под соплом имеет только 0, 01 мм, что означает, что пластик может испытывать трудности с созданием аномальных давлений на выходе из экструдера. Затем выполните тщательную проверку, чтобы убедиться, что вы используете разумный уровень высоты для принтера. Вы можете просмотреть этот параметр, нажав «Изменить параметры процесса» и выбрав «вкладка уровня».
Производитель KeyTech решил не оставаться в стороне и разработал собственный вариант усиленного PLA. Филамент получил название PLA LAYER . Настоящую популярность новинка получила после того, как стало известно о присвоении ей сертификата безопасности для изготовления пищевой утвари.
Отмечается, что биоразлагаемый пластик способен продержаться под воздействием погодных факторов до 60 дней, без потери базовых характеристик прочности и термоустойчивости.
Если вы печатаете на небольшой высоте слоя, попробуйте увеличить значение, чтобы увидеть, исчезла ли проблема. Этот параметр можно найти, нажав «Изменить параметры процесса» и перейти на плату экструдера. его уникальную ширину экструзии, поэтому не забудьте выбрать соответствующий экструдер из левого списка, чтобы отобразить настройки для конкретного экструдера. Если ширина экструзии значительно меньше диаметра сопла, это может вызвать проблемы с экструзией.
Если ширина экструзии намного меньше диаметра сопла, то экструдер не сможет вытолкнуть постоянный поток нить. Одной из наиболее распространенных причин неразрывной экструзии является проблема плохого качества нити накаливания. Нити низкого качества могут содержать дополнительные добавки, которые влияют на консистенцию пластика. Другие могут иметь несогласованный диаметр нити, что также вызывает несогласованную экструзию. Наконец, многие пластмассы также имеют тенденцию к деградации с течением времени.
Другие материалы для 3d печати
Если пластик для 3d принтера можно смело назвать обкатанным и проверенным материалом, то керамический порошок, металлическая глина и фотополимеры только начинают свой путь на стези домашней печати.
В промышленности все вышеперечисленные материалы используются сравнительно давно. В быту же можно встретить только картриджи с фотополимерной смолой для стереолитографических аппаратов.
Если вы считаете, что ваша нить, возможно, была затухающей, попробуйте поменять катушку на новую, никогда не открывать или не купить более надежную высококачественную катушку нити, чтобы увидеть, исчезла ли проблема. Если все вышеизложенное произошло, и непоследовательные проблемы экструзии сохраняются, рекомендуется проверить механические проблемы на экструдере. Например, многие экструдеры используют острые зубы для укуса нити, что позволяет экструдеру непрерывно волочить нить. Эти экструдеры также обычно включают регулировочный винт, который может точно регулировать количество давления, которое это зубчатое зубчатое колесо выполняет на филаменте.
Базовой наукой поставляющей производителям 3D-принтеров большую часть сырья для прототипирования по-прежнему остается углеводородная химия. На данный момент, очень сложно представить себе более практичный и дешевый «расходник» для создания прототипов, чем производные высокомолекулярный химической технологии. Однако, современные требования к экологической безопасности создаваемых изделий, заставляют исследователей искать все более совершенные биосовместимые вещества.
Если эта установка слишком медленная, зубцы зубчатого колеса не могут правильно подключить резьбу, которая имеет тенденцию скользить, что влияет на способность экструдера тщательно проверять положение нити. Проверьте, соответствует ли принтер такой тип регулировки, потому что, наоборот, не удастся внести какие-либо корректировки, а только разобрать вытягивающую группу, а затем проверить, не загрязнен или не загрязнен зубчатый механизм. В этом последнем случае продолжите сразу после его замены. Для этого свяжитесь с производителем машины.
АБС-пластик (ABS)
У специалистов химиков известен, как акрилонитрилбутадиенстирол. Это вещество входит в широкую группу стирольных сополимеров. Аморфная структура материала, в купе с его высокой размерной стабильностью, наделят АБС-пластик ударопрочностью и хорошей эластичностью. В 3D-прототипировании порошок из этого вещества активно используется в технологиях печати методом экструзии (FDM). Модели, полученные из АБС-пластика крайне долговечны, но плохо переносят солнечные лучи. Получить объект высокой степени прозрачности из АБС так же не получится.
Эта проблема идентифицируется тем фактом, что она начинает замечать, что первые слои объекта, которые печатаются после первоначальной адгезии к печатающему слою, ухудшаются и скручиваются безвозвратно. Этот «завиток» может быть настолько серьезным, что он фактически вызывает моделировать его отрыв от печатного слоя и, следовательно, отказ от самой печати. Основной причиной этой проблемы является тот факт, что пластик имеет тенденцию к сжатию, когда он охлаждается. Для многих крупных кусков это может составлять несколько миллиметров отступления Это может быть трудной проблемой для решения, но у нас есть несколько полезных советов, чтобы попытаться ее решить.
Поликапролактон (PCL)
Этот «близкий родственник» биоразлагаемых полиэфиров, является одним из самых популярных материалов для прототипирования. Главной «изюминкой» этого материала стала низкая температура плавления, которая в сочетании с быстрым затвердеванием и прекрасными механическими свойствами позволила поликапролактону стать серьезным конкурентом признанных лидеров рынка сырья для 3D-принтеров. Такой материал идеально подходит сразу нескольким технологиям 3D-печати (FDM, SLS, ZCorp). Кроме того, поликапролактон легко разлагается в человеческом организме и абсолютно безвреден для здоровья.
Многие машины оснащены подогреваемым слоем, который может помочь поддерживать базовый уровень теплого предмета во время печати. Чтобы отрегулировать температуру нагретого слоя, нажмите «Изменить параметры процесса», выберите вкладку температуры, а затем выберите обогреваемый солярий из списка с левой стороны. Вы можете дважды щелкнуть номинальное значение температуры, чтобы изменить его значение.
Таким образом, все первые уровни будут оставаться достаточно теплыми на протяжении всего периода печати, увеличивая шансы на успех. Для тех, кто нуждается в высоких температурах печати, почти обязательно иметь внешнюю структуру, которая может поддерживать другие структурные уровни, а также основные основные. В этой ситуации может оказаться полезным разместить принтер внутри корпуса, который может помочь регулировать температуру всего объема конструкции. Некоторые из машин могут уже иметь наружную оболочку специально по этой причине.
Полилактид (PLA)
Самый экологичный и биологически совместимый материал для 3D-печати. Этот поистине чудесный термопластичный полиэфир производится из отходов биомассы (силос кукурузы или сахарной свеклы). Он наделен всеми положительными свойствами своих собратьев, но имеет два очень существенных недостатка. Модели, изготовленные из этого вещества недолговечны, и при естественных условиях постепенно разлагаются. И стоимость производства этого сырья, а значит и его цена в магазине очень высока. Полилактид может быть заправлен в принтеры, использующие FDM и SLS технологии.
Полиэтилен низкого давления (HDPE)
Вещество, формулу которого каждый выпускник старших классов видел в учебнике по химии. Являясь самым распространенным видом пластмассы в мире, этот материал просто не мог не попасть в руки к разработчикам 3D-принтеров. Рассказывать много о свойствах полиэтилена нет смысла. Подавляющее большинство пользователей видели или держали в руках полиэтиленовую пленку, бутылку, канистру, трубу и т.д. В прототипировании этот материал является признанным лидером. Благодаря обширным физическим свойствам полиэтилена, которые зависят от способа его производства, ему «по плечу» любая технология 3D-печати.
Полипропилен (PP)
По своим свойствам полимер пропилена очень похож на полиэтилен низкого давления. Этот материал самый легкий из всех видов выпускаемых пластмасс. В сравнении с HDPE полипропилен лучше противостоит истиранию и хуже плавится. К недостаткам материала можно отнести, «уязвимость» к активному кислороду, содержащемуся в воздухе и пониженную морозостойкость. Объект «напечатанный» из такого материала может начать деформироваться уже при небольших отрицательных температурах.
Поликарбонат (PC)
Полимерный материал, относящийся к группе термопластов. Синтез этого вещества сопряжен с рядом технологических трудностей и экологически не безвреден. Поликарбонат – очень твердый пластик, способный сохранять свои физические свойства в широком диапазоне температур, обладающий хорошей светопроницаемостью. Он имеет не высокую температуру плавления и очень удобен для экструзионной обработки. Используется в качестве исходного материала, для создания высокопрочных моделей по технологиям LOM, SLS и FDM.
Полифенилсульфон (PPSU)
Материал, пришедший в 3D-печать из авиационной промышленности, теплостоек и практически негорюч. Отличается повышенной твердостью и устойчивостью к приложенным нагрузкам. По внешнему виду похож на обычное стекло, но значительно превосходит его по прочности. Изначально применялся для создания теплостойких деталей военных самолетов, но постепенно стал доступным и обычным пользователям. Служит расходным материалом для принтеров, работающих по технологиям SLS и FDM.
Фотополимеры
Это общее название для большой группы материалов, имеющих одну общую характеристику. Все они меняют свое агрегатное состояние под действием источника света (чаще ультрафиолетового) или лазерного луча. Этот класс материалов был положен в основу разработки технологий 3D-печати SLA и PJET. Фотополимерные «расходники» могут быть как в жидком (SLA) так и в твердом (PJET) агрегатном состоянии. Модели из фотополимера выдерживают удары не большой кувалды, абсолютно не чувствительны к воде и солнечному свету, не горят.
Металлический порошок
Порошок и мелкая стружка из «легких» (медь, алюминий и их сплавы) и драгоценных (серебро, золото) металлов широко применяются в качестве исходных материалов для 3D-печати. Ведь ни один пластик не сможет сымитировать металлический блеск. Однако модели из металлов не отличаются хорошими термическими свойствами и химической стойкостью, поэтому в металлический порошок при печати добавляются керамические и стекловолоконные вкрапления.
Уже несколько лет назад компания Shapeways открыла он-лайн сервис, в котором каждый может заказать 3D-модели из нержавеющей стали. В обычном понимании нельзя назвать такие изделия стальными. Сначала частицы порошка из нержавеющей стали связываются между собой клеем по технологии ZCorp. Полученный промежуточный прототип достаточно хрупок и очень похож на фигуру из песка. Он помещается в специальную форму и обливается расплавленной бронзой. Жидкий расплав заполняет пустоты между песчинками стали и после застывания образует монолитный образец.
Композитные материалы
По сути, «нержавеющая сталь» от компании Shapeways уже является композитным материалом. Несущая матрица в нём создается из стали, и армируется расплавленной бронзой. В современных технологиях 3D-печати получило широкое распространение композитное сырье на основе гипса. Модели, изготовленные из гипсового композита, не долговечны, но очень дешевы. Такой материал прекрасно подходит для создания презентационных 3D-объектов. Кроме того, гипсовые изделия обладают высокой термостойкостью и используются в качестве мастер-моделей для процессов литья.
Прогресс не стоит на месте
Наука и инноватика регулярно предлагают новое сырье для 3D-печати. Одной из последних разработок в этой области стало деревянное волокно. Изобретатель Кай Парти (Kai Parthy) создал специальный композит из полимера и дерева. Материал имеет схожие с полиактидом (PLA) свойства, которые позволяют создавать из него твердые и долговечные модели. Изделия из композита внешне выглядят как настоящие и пахнут свежеспиленным деревом. Инновационный материал пока используется FDM технологиями, и совместим только с принтерами RepRap.
«Оригинальный» материал для 3D-печати используют принтеры MATRIX от компании Moor Technologies – это обычная бумага формата А4. Создатели чудо-принтера делают ставку на общедоступность исходного материала и скорость изготовления модели. Прочными и эстетически красивыми изделиями MATRIX вряд ли сможет порадовать своего владельца, но для быстрой трансформации компьютерного проекта в прототип подойдет идеально.
Существуют модели 3D-принтеров, которые способны печатать цементными растворами, глиняными смесями и известковым порошком. Такие технологии (например, Contour Crafting) и устройства обычно применяются в строительстве и при ремонте зданий и коммуникаций. Какое сырье предложит нам «завтрашний день» науки, остается только гадать…
- PVA-пластик
- Акрил
- Нейлон