A 3D nyomtatáshoz használt műanyagok teljes körű elemzése: a belépő-szinttől az ipari-minőségű alkalmazásokig

A műanyagok, az ipari 3D nyomtatás leggyakrabban használt fogyóeszközei, szinte minden igényt kielégítenek, a mindennapi fogyasztási cikkektől az ipari alkatrészekig. Legyen szó diák kézművességről, tervezői koncepciómodellekről vagy gyári funkcionális alkatrészekről, a műanyagok változatos tulajdonságokat kínálnak, amelyek megfelelnek a különféle forgatókönyvek kihívásainak.

1. PLA (politejsav)

A PLA vagy a politejsav olyan hőre lágyuló anyag, amely növényi forrásokból, például kukoricakeményítőből, manióka gyökérből vagy cukornádból származik. A környezetvédők kedvence. Alacsony, 170-180 fokos olvadáspontja ideálissá teszi a belépő-szintű 3D nyomtatókhoz. 3A PLA-val nyomtatott anatómiai modellek gyakori látvány az oktatói laborokban, és a tervezők előnyben részesítik a 0,1 mm-es pontosságú modellprototípusok esetében. Fontos azonban megjegyezni, hogy a 60 fok feletti hőmérséklet a PLA termékek meglágyulását és deformálódását okozhatja, ezért ne használja őket magas hőmérsékletű környezetben.

2. ABS (akrilnitril-butadién-sztirol)

Az autóipar különösen kedveli az ABS-t, az anyag a műszerfali kapcsoktól a rácsokig mindenhol megjelenik. A titka a lenyűgöző, 40 MPa-ütőszilárdságban rejlik, amely 3 tonnás pillanatnyi nyomásnak felel meg. A feldolgozáshoz azonban 100 fokos állandó-hőmérsékletű platformra van szükség, különben az élek vetemedése elérheti a 2-3 mm-t. Az ABS a nyomtatás során mikrorészecskéket bocsát ki, amelyek károsak lehetnek az emberi egészségre, ezért a nyomtatást jól szellőző környezetben kell végezni.

3. PETG (módosított polietilén-tereftalát)

A PETG egy nem{0}}kristályos kopoliészter, amely egyesíti a PLA könnyű használhatóságát az ABS szilárdságával, miközben nagy átlátszóságot és vegyszerállóságot kínál. A PET alapján az etilénglikolt részben 1,4-ciklohexán-metanollal (CHDM) helyettesíti, hatékonyan megakadályozva a kristályosodást és javítva az anyag feldolgozási teljesítményét és átlátszóságát. Az élelmiszer-csomagoló cégek nagyra értékelik sav- és lúgállóságát; A PETG-vel nyomtatott fűszeres üvegek 3,5 pH-jú ecetes oldatokban akár 18 hónapig is érintetlenek maradhatnak.

4. TPU (termoplasztikus poliuretán)

A TPU (termoplasztikus poliuretán) egy elasztomer anyag, kiváló rugalmassággal és kopásállósággal. Keménysége jellemzően 85A és 95A között van. Erő hatására jelentősen deformálódhat, és az erő megszüntetése után gyorsan visszatér eredeti alakjába. Kopásállósága különösen nyilvánvaló az ipari szektorban. A szimulált tesztelés során az autógyárakban a TPU-val nyomtatott üzemanyagcső-csatlakozások több mint 500 000 hajlítást és hajlítást bírtak ki anélkül, hogy elvesztették volna tömítésüket. Ez az anyag azonban rendkívül nagy extruder-pontosságot igényel; a fúvóka 0,02 mm-es eltérése a rétegek közötti kötés meghibásodását okozhatja.

5. Műszaki műanyagok

Az olyan műszaki műanyagok, mint a nejlon, a PC és a PEEK, a nagy szilárdságuk, magas hőmérséklet- és korrózióállóságuk miatt a preferált választás az ipari 3D nyomtatáshoz. Az ipari 3D nyomtatóberendezések gyártói, mint például az UnionTech, saját sztereolitográfiai (SLA) és szelektív lézeres szinterezési (SLS) technológiáikat használják a műszaki műanyagok nagy pontosságú-öntéséhez. Ezek a technológiák megfelelnek a repülőgépiparnak a komplex PEEK szerkezeti alkatrészek integrált fröccsöntése iránti igényének.

A szénszállal erősített nylon (PA) kompozitok szakítószilárdsága akár 150 MPa is lehet, és erőátviteli alkatrészek, például sebességváltók közvetlen gyártására használják, így 30%-kal csökkentik a tömeget a fém alkatrészekhez képest. Az orvostudományban az üvegszál--erősítésű- nejlont ortopéd külső rögzítő merevítők nyomtatására használják, ami 60%-kal jobb légáteresztő képességet ér el a hagyományos gipszhez képest.

A 135 fokos hőeltérítési hőmérsékletű és 88%-os fényáteresztő képességű polikarbonátot (PC) az autóipari LED-es fényszórólencsék integrált öntésére használják, és 3000 órás xenonlámpás időjárási teszten esett át. A golyóálló PC-ből készült védőszemüveg ellenáll egy 6 mm-es acélgolyó ütésének 15 m/s sebességgel.

A poliéter-éterketont (PEEK), amelynek szakítószilárdsága 80 MPa 260 fokos szögben, a repülőgép-hajtómű-érzékelő kereteinek magas hőmérsékletű-nyomtatására használják. Az orvosi minőségű PEEK ISO 10993 biokompatibilitási tanúsítvánnyal rendelkezik, és hosszú távú beültethető koponyaprotézisek gyártására használható.

A sztereolitográfiai 3D nyomtatáshoz elsősorban használt anyagok közé tartoznak a fényérzékeny gyanták, mint például a műszaki műanyagok, a kerámiaszerű anyagok és a gumiszerű anyagok. Globális 3D-nyomtatási vállalatként az UnionTech elkötelezett amellett, hogy az ipari ügyfelek változatos igényeire szabott termékeket kínáljon, figyelembe véve a költségeket, a megjelenést, a részleteket, a mechanikai tulajdonságokat, a kémiai stabilitást és a speciális alkalmazási környezeteket.

Jelenleg a 3D-nyomtatáshoz használt műanyagok átfogó választékgá fejlődtek, az általános-célútól a speciálisig. Az anyagmódosítási technológia fejlődése intelligens nyomtatási anyagok, például öngyógyító és vezető anyagok megjelenéséhez vezethet, tovább tágítva az additív gyártás alkalmazási határait. Az iparnak folyamatosan az építőanyag-teljesítmény-adatbázisokra és a folyamatparaméterek optimalizálására kell összpontosítania, hogy nagyobb pontosságot és megbízhatóságot érjen el a gyártás során.