Miksi oikea materiaali on niin tärkeää 3D-tulostuksessa?

Materiaalien valinta on yksi 3D-tulostuksen perusvaiheista.

Loppujen lopuksi tämä valinta voi määrittää muun muassa painotekniikan ja sen jälkeen työkappaleen suurimmat saavutettavat ominaisuudet. Nämä ominaisuudet ylittävät ilmeiset asiat, kuten lujuus, jäykkyys ja murtovenymä.

Yksi ensimmäisistä kysymyksistä, joka on todella kysyttävä, on, mihin osaa käytetään? Jos kyseessä on prototyyppi, sovelletaan hyvin erilaisia ​​vaatimuksia kuin koneen toiminnallinen osa, joka ei ole edes näkyvissä. Hartsit, nestemäiset, valoherkät materiaalit esimerkiksi tulostimiin Stratasys Origin One (DLP) tai RPS (SLA) on ominaista pienten piirteiden yksityiskohtainen esitys painetussa työkappaleessa, koska ne tulostavat paljon ohuemmilla kerroksilla kuin muut tekniikat. Erittäin hyvää viimeistelyä kompensoivat kuitenkin mekaaniset ominaisuudet, jotka ovat hieman heikommat standardimateriaaleille kuin tietyillä FDM-tulostimen filamenteilla. Tämä uusin teknologia tarjoaa paljon laajemman valikoiman muoveja. Mutta pinnan laatu ei voi vastata DLP-tulostimien laatua. Ja jauheiden, kuten Stratasysin SAF-tulostimien, kanssa on otettava huomioon muut asiat.

Muut ominaisuudet

FDM-tekniikka tarjoaa luultavasti suurimman valinnan materiaaleja . Filamenttien valikoima on erittäin laaja, vakiomuovista edistyneisiin korkealuokkaisiin materiaaleihin. Muista, että 3D-tulostettujen materiaalien ominaisuudet eroavat perinteisillä tekniikoilla käsitellyn muovin ominaisuuksista. Esimerkiksi nailonilla on pienempi vetolujuus 3D-tulostuksessa kuin ruiskuvalussa. Materiaalikehittäjät yrittävät lähentää näitä ominaisuuksia lisäaineilla. Mutta eroja on edelleen: Fortus 900 mc -tulostimella tulostetun nailonin 3D: n vetolujuus on 49 MPa (X-Y-tasossa); Perinteisillä tekniikoilla käsitellyn nailonin vetolujuus on 70 MPa. Filamentilla painetun työkappaleen lujuus määräytyy osittain geometrian ja painosuunnan mukaan. Z-suunnassa, jossa kerrokset pinotaan päällekkäin, lujuus on hieman pienempi kuin X-Y-tasossa. Ota tämä siis huomioon suunnittelussa ja viipaloinnissa, niin vähän pienemmän lujuuden ei tarvitse olla ongelma. Ja muuten hyviä vaihtoehtoja on paljon.

Kuiduilla tai ilman

Esimerkiksi koneenrakennuksessa monet alumiiniosat voidaan parhaiten korvata 3D-painetuilla muoviosilla. Usein näkee, että käytetään muovia, joka on osittain täytetty lyhyillä (lasi)kuiduilla, kuten esim. nailonia (PA12) hiilikuiduilla . Tämä materiaali voidaan tulostaa 3D-tulosta yhtä luotettavasti ja toistettavasti kuin PLA tai PETG Stratasysin Fortus-sarjan erityisesti suunnitelluilla 3D-tulostimilla. Lyhyet kuidut tarjoavat lisälujuutta ja jäykkyyttä. Huono puoli on, että 3D-tulostimen suuttimen on kyettävä käsittelemään näitä aggressiivisempia materiaaleja. Materiaalivalinta määrää siis tulostimen valinnan. Tämä pätee myös, jos haluat tulostaa aidoilla teknisillä materiaaleilla, kuten PEEK ja PEKK. Nämä lämpötilat vaativat paljon enemmän lämpökuormitusta kuin 3D-tulostin kuin vakiomateriaalit. Stratasysin 3D-tulostimet, kuten Fortus-linja, pystyvät käsittelemään näitä lämpötiloja (jopa 350 astetta suulakepuristimessa ja 230 astetta C rakennuskammiossa). Nämä materiaalit ovat vahvempia kuin metalli ja painavat paljon vähemmän. Näitä ominaisuuksia arvostavat muun muassa ilmailu- ja lääketeollisuus. Painetuilla osilla on erittäin hyvät mekaaniset ominaisuudet. Mutta 3D-tulostus näillä materiaaleilla vaatii kokemusta ja oikeaa laitteistoa.

Sertifiointi vai ei?

3D-tulostimien materiaalivalikoima on nykyään laaja. On kuitenkin yksi näkökohta, joka voi nopeasti ja rajusti rajoittaa valintaa. Täällä puhutaan sertifioinnista. Stratrasys toimittaa useita sertifioituja materiaaleja erilaisiin tulostimiin, esimerkiksi hyväksyttyjä tiettyihin lääketieteellisiin sovelluksiin. Näitä ovat esimerkiksi FDM- tai Objet-tulostimet lääketieteellisesti hyväksyttyjä materiaaleja jotka voivat olla suorassa ihokosketuksessa pidemmän aikaa. Boeingin kaltaiselle lentokonevalmistajalle Stratasys toimittaa muovia FDM-tulostimiin, jotka on validoitu lentokoneiden MRO-osien tuotantoon.

Henkilökohtaista neuvontaa

3D-tulostus on konsepti. Oikealla materiaalin ja 3D-tulostimen yhdistelmällä voidaan saavuttaa paljon, mutta sama pätee päinvastoin. Väärä materiaalivalinta voi johtaa pettymykseen. Siksi älä epäröi kääntyä Seido Systemsin 3D-tulostuksen asiantuntijoiden puoleen. He auttavat mielellään oikean 3D-tulostustekniikan ja -materiaalin valinnassa sovelluksesi mukaan.