Διαδικτυακό μάθημα 3D Lab

10. 3D εκτυπωτές διαφορετικά είδη νημάτων

Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα του FDM είναι το ευρύ φάσμα των διαθέσιμων υλικών. Αυτά μπορεί να κυμαίνονται από κοινά θερμοπλαστικά προϊόντα (όπως PLA και ABS) έως υλικά μηχανικής (όπως PA, TPU και PETG) και θερμοπλαστικά υψηλής απόδοσης (όπως PEEK και PEI).

Εικόνα 10.1.Πυραμίδα θερμοπλαστικών υλικών διαθέσιμη σε FDM. Κατά κανόνα, όσο υψηλότερα σε αυτήν είναι ένα υλικό τόσο καλύτερες είναι οι μηχανικές του ιδιότητες [πηγή]

 

Το υλικό που χρησιμοποιείται θα επηρεάσει τις μηχανικές ιδιότητες και την ακρίβεια του τυπωμένου τμήματος, αλλά και την τιμή του. Τα πιο κοινά υλικά FDM συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα.

ΥλικόΧαρακτηριστικά
ABSΥψηλή αντοχή υλικού
Καλή αντοχή στη θερμοκρασία
Πιο ευαίσθητο στη στρέβλωση
PLAΕξαιρετική οπτική ποιότητα
Εύκολο σε χρήση για εκτυπώσεις
Χαμηλή ισχύς κρούσης
Nylon (PA)Υψηλή αντοχή υλικού
Εξαιρετική αντοχή στη φθορά και χημική αντοχή
Αντοχή σε χαμηλή υγρασία
PETGΑσφαλές για χρήση σε τρόφιμα *
Υψηλή αντοχή υλικού
Εύκολο σε χρήση για εκτυπώσεις
TPUΠολύ εύκαμπτο
Δύσκολο να εκτυπωθεί με ακρίβεια
PEIΕξαιρετική αντοχή στο βάρος
Υψηλό κόστος

* οι εγκοπές στη διεπαφή στρώματος είναι κρίσιμα σημεία για την ανάπτυξη βακτηριδίων, οπότε χρειάζεται διεξοδικός καθαρισμός μετά από κάθε χρήση.

 

Εικόνα 10.2.PLA νήματα [πηγή]

 

Αυτό που ακολουθεί είναι μια λεπτομερέστερη έκθεση των βασικών υλικών FDM:

10.1 ABS

Το ABS συλλέγεται συνήθως πάνω από PLA όταν απαιτείται υψηλότερη αντίσταση στη θερμοκρασία και μεγαλύτερη ανθεκτικότητα.

ΠλεονεκτήματαΜειονεκτήματα
Μπορεί να υποστεί μεταποίηση με ατμούς ακετόνης για γυαλιστερό φινίρισμαΕυαίσθητο στο υπεριώδες
Μπορεί να υποστεί μεταποίηση με χαρτί λείανσης και βαμμένο με ακρυλικάΟσμή κατά την εκτύπωση
Η ακετόνη μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ισχυρή κόλλαΠιθανές υψηλές εκπομπές καπνού
Καλή αντοχή στην τριβή

 

10.2 PLA

PLA είναι το ευκολότερο πολυμερές για εκτύπωση και προσφέρει καλή οπτική ποιότητα.Είναι πολύ άκαμπτο και στην πραγματικότητα αρκετά ισχυρό, αλλά είναι πολύ εύθραυστο.

ΠλεονεκτήματαΜειονεκτήματα
Βιοδιασπώμενο, ΒιοαποτελούμενοΑντοχή σε χαμηλή υγρασία
ΑοσμοΔεν μπορεί να κολληθεί εύκολα
Μπορεί να υποστεί μεταποίηση με χαρτί λείανσης και βαμμένο με ακρυλικά
Καλή αντίσταση UV

 

10.3 Nylon

Το νάυλον διαθέτει μεγάλες μηχανικές ιδιότητες και ειδικότερα την καλύτερη αντοχή σε κρούση για ένα μη εύκαμπτο νήμα.Ωστόσο, η προσκόλληση σε στρώματα μπορεί να είναι ένα ζήτημα.

ΠλεονεκτήματαΜειονεκτήματα
Καλή χημική αντοχήΠολύ χαμηλή αντίσταση στην υγρασία
Πιθανές υψηλές εκπομπές καπνού

 

10.4 PET

Το ΡΕΤ είναι ένα ελαφρώς μαλακότερο πολυμερές που είναι καλά στρογγυλεμένο και διαθέτει ενδιαφέρουσες πρόσθετες ιδιότητες με μερικά σημαντικά μειονεκτήματα.

ΠλεονεκτήματαΜειονεκτήματα
Τρόφιμα ασφαλή (FDA εγκριθεί)
Υψηλή αντοχή στην υγρασία
Υψηλή χημική αντοχή
Ανακυκλώσιμο
Καλή αντίσταση τριβής
Μπορεί να είναι μετα-διαδικασίες με χαρτί λείανσης και βαμμένο με ακρυλικά
Μπορεί να κολληθεί

 

10.5 TPU

Η TPU χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον για ευέλικτες εφαρμογές, αλλά η πολύ υψηλή αντοχή στην κρούση μπορεί να ανοίξει για άλλες εφαρμογές.

ΠλεονεκτήματαΜειονεκτήματα
Καλή αντοχή στην τριβήΔύσκολο να δημοσιεύσετε διαδικασία
Καλή αντοχή στο λάδι και το λίποςΔεν μπορεί να κολληθεί εύκολα

 

10.6 PC

Το PC είναι το ισχυρότερο υλικό όλων και μπορεί να είναι μια ενδιαφέρουσα εναλλακτική λύση για το ABS, καθώς οι ιδιότητες είναι παρόμοιες.

ΠλεονεκτήματαΜειονεκτήματα
Μπορεί να αποστειρωθείΕυαίσθητο στο υπεριώδες
Εύκολη μετά την επεξεργασία (λείανση)

 

 

Η επιλογή του σωστού πολυμερούς είναι κρίσιμη για να αποκτήσετε τις σωστές ιδιότητες για ένα τρισδιάστατο κομμάτι, ειδικά εάν το τμήμα έχει λειτουργική χρήση.

Για ένα λεπτομερές άρθρο των “καλύτερων τρισδιάστατων νημάτων εκτύπωσης το 2017”, ακολουθήστε αυτόν τον σύνδεσμο: http://my3dmatter.com/what-are-the-best-3d-printing-filaments-in-2017/#more-1077


Άλλες πηγές:
[1] https://www.3dhubs.com/knowledge-base/introduction-fdm-3d-printing#materials
[2] https://www.3dhubs.com/knowledge-base/fdm-3d-printing-materials-compared