Přemýšleli jste někdy nad tím, proč technologie 3D tisku nabývá na síle a nahrazuje starší tradiční výrobní technologie?
Pokud se pokusíte uvést důvody, proč k této transformaci dochází, seznam zcela jistě začne přizpůsobením. Lidé hledají personalizaci. Méně se zajímají o standardizaci.
A právě díky tomuto posunu v chování lidí a schopnosti technologie 3D tisku uspokojit lidskou potřebu personalizace, přizpůsobením, je schopna nahradit tradiční výrobní technologie založené na standardizaci.
Flexibilita je skrytým faktorem za tím, jak lidé hledají personalizaci. A skutečnost, že na trhu je k dispozici flexibilní 3D tiskový materiál, který umožňuje uživatelům vyvíjet stále flexibilnější díly a funkční prototypy, je pro některé uživatele zdrojem čisté blaženosti.
3D tištěná móda a 3D tištěné protetické paže jsou příkladem aplikací, kde je třeba ocenit flexibilitu 3D tisku.
Gumový 3D tisk je oblast, která je stále ve výzkumu a teprve bude vyvinuta. Zatím ale nemáme technologii gumového 3D tisku, dokud nebude guma úplně potisknutelná, museli bychom si vystačit s alternativami.
A podle výzkumu jsou nejbližší alternativy ke gumě, které spadají, nazývány termoplastické elastomery. Existují čtyři různé typy flexibilních materiálů, na které se v tomto článku podíváme do hloubky.
Tyto flexibilní 3D tiskové materiály se nazývají TPU, TPC, TPA a Soft PLA. Začneme tím, že vás stručně seznámíme s flexibilním 3D tiskovým materiálem obecně.
Jaké je nejpružnější vlákno?
Výběr flexibilních filamentů pro váš příští projekt 3D tisku vám otevře svět různých možností pro vaše tisky.
Nejen, že můžete svým flex filamentem tisknout řadu různých předmětů, ale také pokud máte dvouhlavý nebo vícehlavý extrudér obsahující tiskárnu, můžete s tímto materiálem tisknout úžasné věci.
Díly a funkční prototypy, jako jsou žabky na míru, zátěžové kulové hlavy nebo jednoduše tlumiče vibrací, lze vytisknout pomocí vaší tiskárny.
Pokud jste odhodláni učinit Flexi filament součástí tisku vašich objektů, určitě se vám podaří přiblížit vaše představy realitě.
S tolika možnostmi, které jsou dnes v tomto oboru k dispozici, by bylo těžké si představit dobu, která již uplynula v oblasti 3D tisku s absencí tohoto tiskového materiálu.
Pro uživatele byl tehdy tisk s pružnými vlákny oříšek. Bolest byla způsobena mnoha faktory, které se točily kolem jedné společné skutečnosti, že tyto materiály jsou velmi měkké.
Díky měkkosti flexibilního materiálu pro 3D tisk byly riskantní při tisku na jakékoli tiskárně, místo toho jste potřebovali něco opravdu spolehlivého.
Většina tiskáren se tehdy potýkala s problémem strunového efektu, takže kdykoli jste v té době něco protlačili bez jakékoli tuhosti tryskou, ohnulo se to, zkroutilo se a bojovalo proti tomu.
Každý, kdo je obeznámen s naléváním nitě z jehly pro šití jakéhokoli druhu látky, se s tímto jevem ztotožní.
Kromě problému tlačného efektu byla výroba měkčích vláken, jako je TPE, velmi herkulovský úkol, zejména s dobrými tolerancemi.
Pokud zvážíte špatnou toleranci a začnete s výrobou, existuje šance, že vlákno, které jste vyrobili, bude muset projít špatným procesem detailování, zasekávání a vytlačování.
Ale věci se změnily, v současné době existuje řada měkkých filamentů, některá z nich dokonce s elastickými vlastnostmi a různou úrovní měkkosti. Soft PLA, TPU a TPE jsou některé z příkladů.
Tvrdost Shore
Toto je běžné kritérium, které můžete vidět u výrobců filamentů zmiňujících vedle názvu jejich 3D tiskového materiálu.
Tvrdost Shore je definována jako míra odolnosti každého materiálu vůči vtlačení.
Tato stupnice byla vynalezena v minulosti, když lidé neměli žádné reference, když mluvili o tvrdosti jakéhokoli materiálu.
Než byla tedy tvrdost Shore vynalezena, museli lidé využít své zkušenosti ostatním, aby vysvětlili tvrdost jakéhokoli materiálu, se kterým experimentovali, místo aby zmiňovali číslo.
Toto měřítko se stává důležitým faktorem při zvažování, jaký materiál formy zvolit pro výrobu dílu funkčního prototypu.
Takže například, když si chcete vybrat mezi dvěma pryžemi pro výrobu formy sádrové baleríny, tvrdost Shore vám řekne, že pryž s krátkou tvrdostí 70 A je méně užitečná než pryž s tvrdostí Shore 30 A.
Obvykle při práci s vlákny budete vědět, že doporučená tvrdost podle Shora u flexibilního materiálu se pohybuje kdekoli od 100A do 75A.
Je zřejmé, že flexibilní 3D tiskový materiál, který má tvrdost Shore 100A, by byl tvrdší než ten, který má 75A.
Co je třeba zvážit při nákupu flexibilního vlákna?
Při nákupu jakéhokoli vlákna, nejen flexibilního, je třeba zvážit různé faktory.
Měli byste začít od středu, který je pro vás nejdůležitější, něco jako kvalita materiálu, která povede k dobře vypadající části funkčního prototypu.
Pak byste se měli zamyslet nad spolehlivostí v dodavatelském řetězci, tj. materiál, který jednou použijete pro 3D tisk, by měl být nepřetržitě dostupný, jinak byste nakonec použili jakýkoli omezený konec materiálu pro 3D tisk.
Po přemýšlení o těchto faktorech byste měli myslet na vysokou elasticitu, širokou škálu barev. Neboť ne každý flexibilní 3D tiskový materiál bude dostupný v barvě, ve které si jej přejete koupit.
Po zvážení všech těchto faktorů můžete vzít v úvahu zákaznický servis a cenu společnosti ve srovnání s jinými společnostmi na trhu.
Nyní uvedeme některé materiály, které si můžete vybrat pro tisk flexibilního dílu nebo funkčního prototypu.
Seznam flexibilních materiálů pro 3D tisk
Všechny níže uvedené materiály mají některé základní vlastnosti, jako jsou pružné a měkké. Materiály mají vynikající odolnost proti únavě a dobré elektrické vlastnosti.
Mají mimořádné tlumení vibrací a rázovou pevnost. Tyto materiály vykazují odolnost vůči chemikáliím a povětrnostním vlivům, mají dobrou odolnost proti roztržení a oděru.
Všechny jsou recyklovatelné a mají dobrou schopnost tlumit nárazy.
Předpoklady tiskárny pro tisk s flexibilními 3D tiskovými materiály
Před tiskem s těmito materiály je třeba nastavit tiskárnu na určité standardy.
Rozsah teplot extrudéru vaší tiskárny by měl být mezi 210 a 260 stupni Celsia, zatímco rozsah teplot lože by měl být od okolní teploty do 110 stupňů Celsia v závislosti na teplotě skelného přechodu materiálu, který chcete tisknout.
Doporučená rychlost tisku při tisku na flexibilní materiály může být od pouhých pěti milimetrů za sekundu do třiceti milimetrů za sekundu.
Extrudérový systém vaší 3D tiskárny by měl mít přímý pohon a doporučuje se mít chladicí ventilátor pro rychlejší následné zpracování dílů a funkčních prototypů, které vyrábíte.
Výzvy při tisku s těmito materiály
Samozřejmě existuje několik bodů, o které se musíte před tiskem s těmito materiály postarat, a to na základě potíží, se kterými se uživatelé dříve potýkali.
- Je známo, že termoplastické elastomery se špatně manipulují s extrudéry tiskárny.
-Pohlcují vlhkost, takže očekávejte, že váš výtisk vyskočí, pokud není filament správně uložen.
-Termoplastické elastomery jsou citlivé na rychlé pohyby, takže se mohou při protlačení extruderem vyboulit.
TPU
TPU znamená termoplastický polyuretan. Na trhu je velmi populární, takže při nákupu flexibilních filamentů existuje vysoká šance, že tento materiál je tím, s čím se často setkáte ve srovnání s jinými filamenty.
Na trhu je známá tím, že vykazuje větší tuhost a umožňuje snadnější vytlačování než jiná vlákna.
Tento materiál má slušnou pevnost a vysokou odolnost. Má vysoký elastický rozsah v řádu 600 až 700 procent.
Tvrdost Shore se u tohoto materiálu pohybuje od 60 A do 55 D. Má výbornou potiskovatelnost, je poloprůhledný.
Díky své chemické odolnosti vůči mastnotě v přírodě a olejům je vhodnější pro použití s 3D tiskárnami. Tento materiál má vysokou odolnost proti oděru.
Při tisku s TPU se doporučuje udržovat teplotu tiskárny v rozmezí 210 až 230 stupňů Celsia a teplotu lůžka mezi nevyhřívanou teplotou až 60 stupňů Celsia.
Rychlost tisku, jak je uvedeno výše, by se měla pohybovat mezi pěti a třiceti milimetry za sekundu, zatímco pro přilnavost k lůžku se doporučuje použít kaptonovou nebo malířskou pásku.
Extrudér by měl být s přímým pohonem a chladicí ventilátor se nedoporučuje minimálně pro první vrstvy této tiskárny.
TPC
Označují termoplastický kopolyester. Chemicky jsou to polyetherestery, které mají střídající se náhodnou délkovou sekvenci glykolů s dlouhým nebo krátkým řetězcem.
Tvrdé segmenty této části jsou esterové jednotky s krátkým řetězcem, zatímco měkké segmenty jsou obvykle alifatické polyethery a polyesterglykoly.
Protože je tento flexibilní 3D tiskový materiál považován za materiál technické kvality, není to něco, co byste viděli tak často jako TPU.
TPC má nízkou hustotu s elastickým rozsahem 300 až 350 procent. Jeho tvrdost Shore se pohybuje kdekoli od 40 do 72 D.
TPC vykazuje dobrou odolnost vůči chemikáliím a vysokou pevnost s dobrou tepelnou stabilitou a teplotní odolností.
Při tisku s TPC se doporučuje udržovat teplotu v rozmezí 220 až 260 stupňů Celsia, teplotu podložky v rozmezí 90 až 110 stupňů Celsia a rozsah rychlosti tisku stejný jako u TPU.
TPA
Chemický kopolymer TPE a nylonu s názvem termoplastický polyamid je kombinací hladké a lesklé textury, která pochází z nylonu, a pružnosti, která je výhodou TPE.
Má vysokou pružnost a elasticitu v rozmezí 370 a 497 procent, s tvrdostí Shore v rozmezí 75 a 63 A.
Je výjimečně odolný a vykazuje potiskovatelnost na stejné úrovni jako TPC. Má dobrou tepelnou odolnost a také přilnavost vrstvy.
Teplota extrudéru tiskárny při tisku tohoto materiálu by měla být v rozmezí 220 až 230 stupňů Celsia, zatímco teplota lože by měla být v rozmezí 30 až 60 stupňů Celsia.
Rychlost tisku vaší tiskárny může být stejná, jak se doporučuje při tisku TPU a TPC.
Přilnavost tiskárny k lůžku by měla být na bázi PVA a systém extruderu může být s přímým pohonem i Bowden.
Čas odeslání: 10. července 2023