Odpowiedni dobór technologii, optymalne rozmieszczenie obiektów na platformie roboczej, oszacowanie dokładności, przygotowanie modelu… przemysłowe wykorzystanie drukowania 3D daje ogromne możliwości. Ale od czego zacząć? Jak przygotować linię produkcyjną opartą na technologiach szybkiego wytwarzania? Proponuje rozpocząć od wyboru materiału. Od niego zależy jakie własności fizyczne będzie miał wydruk i czy będzie spełniał swoje zadanie, a także zdefiniuje nam dalszy ciąg pracy. W takim razie jakie tworzywo wybrać?
W tym artykule postaram się pokazać 5 najczęściej wykorzystywanych materiałów w komercyjnym druku 3D!
Poliamid
To syntetyczny polimer, znany również jako nylon. Charakteryzuje go, wysoka wytrzymałość, niska absorpcja wilgoci i odporność, zarówno termiczna jak i chemiczna. Przez swoją niską gęstość jest lekki i elastyczny. Najlepiej sprawdza się do produkcji elementów konstrukcyjnych, zwłaszcza tych narażonych na duży nacisk sił zewnętrznych, w związku z czym jest najczęściej spotykanym tworzywem sztucznym wykorzystywanym w komercyjnym druku 3D.
Na rynku powszechnie używane są dwa rodzaje poliamidów, PA6 oraz PA12. Są one kompatybilne z technologiami SLS (ang. Selective Laser Sintering) oraz Multi Jet Fusion.
Metal
Pomimo, że technologie przyrostowe kojarzą się najczęściej z tworzywami sztucznymi w przemysłowym druku 3D bardzo popularny jest także metal. Najczęstszymi stopami jakie można spotkać są:
Stal nierdzewna (316L), wykorzystywana do produkcji przyrządów codziennego użytku, ale również w branży motoryzacyjnej czy gastronomicznej.
Tytan (Ti6Al4V), najbardziej biokompatybilny z metali. Stosowany w produkcji implantów medycznych lub elementów podporowych.
Aluminium (AlSi10Mg) którego zastosowania obejmują obudowy, przewody, części silnikowe czy narzędzia produkcyjne.
Stal narzędziowa jak sama nazwa wskazuje służy to produkcji różnego rodzaju narzędzi, np. wierteł, nożyc, młotków, siekier czy urządzeń pomiarowych.
Owe metale w formie proszku, spiekane są laserem podczas procesu selektywnej mikrometalurgii lub innowacyjnej technologii ADAM.
Takie rozwiązanie stanowią konkurencje dla obrabiarek CNC. Na korzyść technologii przyrostowych jest na pewno oszczędność materiału, duża dokładność oraz możliwość szybkiej i detalicznej produkcji skomplikowanych złożeń.
Żywica
Tworzenie w tym przypadku odbywa się przy zastosowaniu stereolitografi (SLA) oraz DLP, poprzez naświetlanie płynnych żywic fotopolimerowych światłem UV i tworzenie tworzone są kolejne warstwy elementu. Większość z nich to żywice epoksydowe lub akrylowe a elementy, które możemy z nich uzyskać pomimo iż charakteryzują się dużą dokładnością są zbyt mało wytrzymałe, aby używać ich w przemyśle. Żywice jednak swoją niszę znalazły w wyrobie detalicznym małych elementów o dużej dokładności. Często figurek znanych postaci, medalików lub różnego rodzaju dedykowanych upominków.
ABS
Jeden z najpopularniejszych materiałów wykorzystywanych do druku 3D w technologii FDM w, której przy wysokiej temperaturze za pomocą mobilnej dyszy topimy i rozprowadzamy filament na rozgrzany stół roboczy budując modele z kolejnych warstw. Filament ABS cieszy się duża popularnością głównie ze względu na łatwą dostępność oraz relatywnie dobrą cenę. Cechuje go wysoka twardość, jest odporny na uszkodzenia mechaniczne i wysokie temperatury. Pomimo, że brzmi to pięknie to jednak do końca takie nie jest. W momencie, kiedy zestawimy go z nylonem ukażą nam się duże braki, które powodują, że ABS jest coraz rzadziej wykorzystywany w przemysłowym procesie wytwórczym. Głównie ze względu na dokładność wydruków oraz po prostu na coraz szybszy postęp nauki.
PLA
Polilaktyd czyli kolega ABS, który jest jego naturalnym (dosłownie i w przenośni) konkurentem podczas wyboru filamentu przy korzystaniu z technologii FDM. Podobnie jak wyżej omawiany materiał jest szeroko dostępny i przystępny cenowo. PLA jest jednak mniej wytrzymały, ma mniejszą elastyczność niż ABS oraz charakteryzuje go nieduży skurcz materiału oraz możliwość odkształceń w przypadku wysokich temperatur. Jak w takim razie może być jego naturalnym konkurentem? Otóż przewagą PLA jest jego biodegradowalność, wywodzi się z takich składników jak skrobia kukurydziana czy trzcina cukrowa. W związku z tym podczas wydruku nie zostawia nieprzyjemnego zapachu. Nie jest materiałem wykorzystywanym przemysłowo.
Każdy z materiałów do drukowania 3D ma swoje charakterystyczne właściwości, jak i wymaga doboru odpowiednich metod wytwórczych. Pomimo, iż najbardziej dostępnymi i powszechnymi materiałami są ABS oraz PLA, nie są one wykorzystywane do komercyjnego drukowania 3D. Podobnie jak żywice światłoczułe, które przez swoją kruchość, nie nadają się do wytwarzania przemysłowego. Podsumowując, wśród tworzyw produkcyjnych rynku wytwarzania przyrostowego królami zostały poliamidy i metale. Dzięki trwałości oraz możliwości łatwej obróbki są najlepszym wyborem do produkcji wysokiej jakości finalnych części z zastosowaniem technologii addytywnych.
Jakie możliwości dają takie materiały jak, PA12 w zastosowaniu technologii Multi Jet Fusion, można zobaczyć na naszej stronie producenta CUBIC INCH!
