- Úvod
- Odborné články
- Jaké materiály se používají při 3D tisku?
Jaké materiály se používají při 3D tisku?
V první řadě je třeba si uvědomit a rozlišit, že pro 3D tisk v současnosti existuje až 11 technologií, z nichž 7 je standardizovaných podle normy ISO/ASTM 52900. Pro každou technologii jsou specifické jiné materiály.
Jedná sa o tieto technológie:
1. Tavenie plastovej struny (FFF/FDM),
2. Stereolitografia (SLA/DLP),
3. Spekanie polymérových práškov (SLS) a spekanie kovových práškov (DMLS/SLM/EBM),
4. Vstrekovanie a vytvrdzovanie materiálu (MJ),
5. Vstrekovanie a vytvrdzovanie pojiva (Binder Jetting),
6. Tavenie kovovej elektródy (DOD),
7. Laminovanie pásov materiálu (UAM, LOM).
Podľa najnovších prieskumov o využívaní aditívnych technológií, jednoznačne dominujú 3, a to FDM, SLS a SLA.
Preto v tomto blogu si prejdeme najpoužívanejšie materiály pre tieto 3 technológie.
Materiály pre FDM/FFF
PLA – (Polylaktid) ekologický polymér – najľahšie vyrobiteľný s vysokou pevnosťou. Je však krehký a má nízku tepelnú odolnosť.
ABS – (Akrylonitrilbutandienstyren) – má vysokú tepelnú a nárazovú odolnosť. Základná varianta ABS má však vysokú zmrštivosť a preto majú výrobky tendenciu krútenia a vytrhávania z podložky. Vylepšené vlastnosti majú materiály ABS-X a ABS-T so zníženou zmrštivosťou.
PETG – (Polyethylentereftalát + Glykol) – kombinuje vlastnosti PLA a ABS. Je teda ľahko tlačiteľný a má vyššiu nárazovú a tepelnú odolnosť ako PLA.
NYLON – náročný materiál na tlačenie, má vysokú nárazovú odolnosť.
TPU – jedná sa o flexibilný materiál, je náročný na tlačenie.
PC – najpevnejší materiál pre FDM technológiu s vysokou tepelnou odolnosťou.
Vzájomné porovnanie vlastností týchto materiálov nájdete na obrázku nižšie:
Porovnanie vlastností materiálov |
Materiály pre SLS
Nylon 12 (Polyamid PA12) – najrozšírenejší a najdostupnejší materiál pre SLS technológiu. Má vysokú pevnosť a vynikajúcu chemickú odolnosť.
Nylon 11 (Polyamid PA11) – má vyššiu nárazovú odolnosť a je pružnejší ako Nylon 12. Má však nižšiu pevnosť.
Nylon s prímesou uhlíkových vlákien – uhlíkové vlákna zvyšujú tuhosť a tepelnú odolnosť materiálu.
Nylon s prímesou sklenných vlákien – sklenné vlákna zvyšujú tuhosť, tepelnú odolnosť a odolnosť voči abrazívnemu opotrebeniu materiálu.
Nylon s prímesou minerálnych častíc – minerálne častice zvyšujú tuhosť, tepelnú stabilitu a hustotu materiálu.
Nylon s prímesou hliníkových častíc – hliníkové častice dodajú materiálu metalický vzhľad a zvyšujú jeho tuhosť a strojovú opracovateľnosť.
Nehorľavý nylon – jedná sa o certifikovaný materiál pre spotrebné výrobky a letecký priemysel s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami.
Materiály pre SLA/DLP
Pre tieto technológie je náročné presne popísať samotné materiály, pretože väčšina výrobcov má vlastné chemické patenty a dodáva vlastné materiály pre ich výrobné stroje.
Preto je podstatne jednoduchšie rozdeliť materiály pre SLA/DLP do 4 materiálových skupín:
1. Štandardné živice – určené pre prototypovanie, majú hladký povrch. Môžu byť aj transparentné. Jedná sa o najdostupnejší typ živíc.
2. Technické živice – majú špecifické chemické a mechanické vlastnosti. Aby materiály dosiahli požadovaných vlastností, je potrebné ich dodatočne vytvrdiť v komore s UV svetlom.
Najrozšírenejšie technické živice majú obvykle tieto vlastnosti:
• s vysokú pevnosť,
• s vysokú odolnosť voči abrazívnemu opotrebeniu,
• s vysokú teplotnú odolnosťou,
• obsahujú prímesami sklených alebo keramických častíc (pre zvýšenie pevnosti, tepelnej odolnosti a pod.),
• flexibilné.
3. Živice určené pre dentálny priemysel a medicínu – po sterilizácií sú kompatibilné s ľudským tkanivom.
4. Živice určené pre odlievanie – majú nízky až nulový zostatok popola po vypálení vo forme. Používajú sa ako “master model” vo formách na odlievanie s vysokou kvalitou detailov a povrchu.
Ako vyplýva z tohto príspevku, existuje pomerne veľké množstvo rôznych materiálov pre každú aditívnu technológiu. Aby sme si vedeli správne vybrať požadovaný materiál, je vhodné mať prehľad o dostupných technológiách a daných materiáloch. Pre objektívne porovnanie doporučujeme porovnávať technické listy jednotlivých materiálov.
Počet technológií a materiálov stále výrazne narastá a aj v najbližších rokoch sa môžeme pravdepodobne tešiť na ďalšie novinky.
- autor:
- 3D Hubs, zdroj titulnej fotografie: windform.com