Особенности различных материалов, используемых для 3D-печати

Для послойного создания трехмерных объектов на 3D-принтерах используются разнообразные филаменты. Все они имеют различные характеристики, свои достоинства и недостатки, а также применяются для печати изделий различного назначения. Рассмотрим наиболее популярные и необычные материалы, применяемые для 3D-печати.

Чем печатает 3D-принтер?

АБС-пластик

 АBC-пластик  — это один из наиболее часто используемых филаментов для 3D-печати. Изделия из него нетоксичны, не имеют запаха и обладают высокой ударопрочностью.

Из АBC-пластика изготавливают игрушки, корпусы электроники, автомобильные детали и различные движущиеся части приборов.

Плюсы:

  • высокая прочность и устойчивость к ударам;
  • хорошая растворимость в ацетоне;
  • можно применять в различных отраслях.

Минусы:

  • для печати обязательно необходима подогреваемая платформа для предотвращения деформации изделия и высокая температура сопла для равномерной подачи филамента;
  • интенсивные испарения во время печати.

ABS пластик 1,75 SolidFilament черный 1 кг
ABS пластик 1,75 SolidFilament черный 1 кг
  • Температура печати от 220 °C до 240 °C
  • Температура стола от 80 °C до 100 °C
  • Цвет Черный
  • Тип пластика для 3D принтера ABS
  • Диаметр нити, мм 1,75
  • Цена 1 300 руб.

Акрил

Акрил — это органическое стекло, которое используется для печати объектов путем многоструйного моделирования (MJM).

Из акрила на 3D-принтере можно создавать прозрачные модели высокой прочности.

Плюсы:

  • высокая прочность и влагоустойчивость;
  • хорошая пластичность;
  • устойчивость к воздействию прямого солнечного света.

Минусы:

  • необходима высокая температура плавления;
  • в готовом изделии содержатся мелкие воздушные пузырьки, которые портят его внешний вид.

Бетон

фото печати стены бетоном

Для 3D-печати можно использовать различные виды бетонных смесей.  Строительный 3D-принтер  во время создания объекта пропечатывает слой за слоем и склеивает их между собой.

Бетон в качестве филамента используется для создания строительных деталей и конструкций различного размера.

Плюсы:

  • высокая скорость печати;
  • можно использовать бетон любого состава;
  • снижение себестоимости изделия по сравнению с ручным производством.

Минусы:

  • недостаточное количество информации о применении технологии.

Гидрогель

Гидрогель — это мягкий биосовместимый материал, состоящий из эластичных полимерных конструкций, которые удерживают молекулы воды. Из такого материала можно печатать прочные объекты с высоким разрешением.

Гидрогель применяют в медицинской промышленности для печати искусственных человеческих хрящей, суставов и биороботов. Последние используются для обнаружения опухолей и транспортировки лекарственных препаратов в организме.

Плюсы:

  • материал подходит для создания искусственных суставов и хрящей;
  • высокая прочность;
  • можно создавать высокодетализированные объекты.

Минусы:

  • малоизученный материал и технология печати.

3D принтер Rokit Invivo
3D принтер Rokit Invivo
  • Базовая платформа Подогреваемая;Охлаждаемая
  • Диспенсер 0,08-0,2 мм
  • Длина волны УФ 365 нм
  • Источник света УФ LED
  • Стерилизация УФ лампа
  • Температура печатного стола До 80 С
  • Фильтр HEPA Filter H14
  • Область рабочей камеры 100х100х80 мм
  • Скорость 3-20 мм/сек
  • Используемые материалы PGLA;PCL;PLLA;полимерные порошки
  • Диаметр сопла, мм 0,2;0,4
  • Дисплей LCD сенсорный
  • Область применения Медицина

Бумага

Трехмерные изделия из бумаги печатаются послойно путем наслоения бумажного филамента. 3D-принтеры печатают такие модели очень быстро. Однако они имеют недолгий срок службы.

Стандартная бумага формата А4 имеет невысокую цену. Поэтому в 3D-печати она используется для создания бумажных прототипов.

Плюсы:

  • низкая стоимость расходного материала;
  • очень быстрая печать;
  • материал идеален для печати прототипов.

Минусы:

  • низкая прочность.

Гипс

Гипсовые филаменты позволяют создавать модели, которые отлично передают форму, структуру и размер изделия. Модели, изготовленные из гипса, имеют очень низкую себестоимость.

Высокая термостойкость гипса позволила использовать отпечатанные 3D-модели в качестве образцов для литья.

Плюсы:

  • низкая цена материала;
  • высокая термостойкость;
  • материал хорошо отображает форму, структуру и размер изделия.

Минусы:

  • недолговечность материала.

Деревянное волокно

катушка пластика

 Деревянное волокно для 3D-печати  состоит из древесного порошка и полимера. Такой материал позволяет печатать твердые модели. Внешне они имеют вид натуральной древесины и обеспечивают такое же тактильное ощущение.

Деревянное волокно в основном используется для создания трехмерного декора и сувенирной продукции.

Плюсы:

  • внешний вид напечатанного изделия;
  • высокая гибкость материала;
  • для печати не требуется подогрев.

Минусы:

  • во время охлаждения материал подвергается усадка.

Пластик BfWood Bestfilament 1,75 мм 0,5 кг
Пластик BfWood Bestfilament 1,75 мм 0,5 кг
  • Цвет Натуральный
  • Тип пластика для 3D принтера BFWood
  • Диаметр нити, мм 1.75
  • Вес, кг 0,5
  • Цена 2 000 руб.

Металлический порошок

Чистый  металлический порошок  для 3D-печати не используют. В основном его перемешивают с PLA и добавляют стекловолоконные и керамические вкрапления. Изделия из такого материала прочны. А при использовании порошка из меди, алюминия, золота или серебра напечатанные изделия будут выглядеть как металлические и иметь отполированную поверхность.

Филамент с металлическим порошком используют для печати ювелирных изделий, статуй и различных декоративных элементов.

Плюсы:

  • практически не сжимается при остывании;
  • высокая прочность;
  • уникальный внешний вид напечатанных изделий.

Минусы:

  • необходима точная настройка температуры сопла.

Лед

Для печати ледяных фигур в качестве филаментов используется вода и метиловый эфир, подогретый до температуры 20 °С. Обязательным условием создания объектов является поддержание внутри камеры и на поверхности платформы температуры −22 °С.

Печать льдом используется только в декоративных целях для создания необычных скульптур.

Плюсы:

  • четкие и высокодетализированные изделия;
  • невысокая стоимость расходных материалов;
  • хорошо изученная технология.

Минусы:

  • требуется постоянное поддержание низких температур во время печати.

Нейлон

пример изделия

 Нейлон  (полиамид) — это популярный синтетический полимер, который отличается высокой прочностью, гибкостью и устойчивостью к износу. Для печати изделий из нейлона экструдер должен разогреваться до очень высокой температуры, так как материал плавится при 320 °С. Также экструдер должен быть оснащен шипами из-за высоких показателей скольжения расплавленного нейлона.

Полиамид используют в 3D-печати для изготовления частей механизмов, конструктивных деталей, инструментов, потребительских товаров и игрушек.

Плюсы:

  • высокая прочность и гибкость материала;
  • изделия из нейлона хорошо выдерживают динамические нагрузки;
  • в меру жесткий материал.

Минусы:

  • долгий период застывания;
  • необходима откачка воздуха из экструдера из-за токсичности компонентов нейлона.

Поликарбонат

Трехмерные объекты, напечатанные из поликарбоната (PC), обладают высокой прочностью, устойчивостью к ударам, а также воздействию высокой и низкой температуры.

Важно! 3D-печать поликарбонатом в качестве филамента довольно вредна. Так как материал содержит опасное соединение бисфенол А (3-й класс опасности), которое испаряется при нагревании и раздражает слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Поэтому печать рекомендуется осуществлять в хорошо вентилируемых помещениях с соблюдением техники безопасности.

Поликарбонат используется для печати сверхпрочных моделей для прототипирования и деталей для различных отраслей промышленности.

Плюсы:

  • устойчивость к воздействию высоких и низких температур;
  • высокая светонепроницаемость изделий;
  • материал удобен для экструзионной обработки.

Минусы:

  • материал легко поглощает влагу;
  • необходимо использовать подогреваемую платформу;
  • обязательно наличие вентиляции при печати.

Поликапролактон

Поликапролактон (PCL) — это биоразлагаемый полиэфир, который имеет крайне низкую температуру плавления (60 °С). Этот материал отличается высокой пластичностью, благодаря которой его можно использовать для печати повторно.

Отсутствие токсических свойств позволило использовать PCL в медицинской отрасли и для производства пищевых контейнеров.

Плюсы:

  • материал нетоксичен для организма;
  • изделия быстро затвердевают;
  • высокая пластичность материала.

Минусы:

  • низкая температура плавления, с которой справится не каждый принтер.

Полилактид

фото

Полилактид ( PLA ) — это экологически чистый пластик, который производится из возобновляемых источников (силоса сахарной свеклы, кукурузы, остатков биомассы). Он безопасно утилизируется путем компостирования и может несколько раз плавиться и отвердевать без потери свойств. Стоимость полилактида довольно высока.

Материал широко используется в биомедицине и при производстве упаковочного материала для товаров.

Плюсы:

  • экологически чистый материал;
  • прочность, гибкость и долговечность материала при нормальных условиях;
  • биосовместим с пищевой продукцией.

Минусы:

  • изделия из PLA разлагаются под действием тепла и света;
  • высокая стоимость материала.

PLA пластик Bestfilament 1,75 мм Белый 1 кг
PLA пластик Bestfilament 1,75 мм Белый 1 кг
  • Страна производитель Россия
  • Цвет Белый
  • Тип пластика для 3D принтера PLA
  • Диаметр нити, мм 1,75
  • Вес, кг 1
  • Цена 1 790 руб.

Полипропилен

Полипропилен (PP) считается одной из самых легких пластических масс. Он нетоксичен, устойчив к воздействию химических веществ и влаги, а также довольно износостоек.

Полипропилен широко используется для изготовления упаковочных материалов, посуды, шприцов, труб и других объектов.

Плюсы:

  • безопасен для людей, можно использовать в сочетании с пищевыми продуктами;
  • устойчивость к влаге и износу;
  • небольшой вес.

Минусы:

  • уязвимость к низким температурам;
  • высокая усадка материала при охлаждении.

Полифенилсульфон

пример печати

Полифенилсульфон (PPSF) — это термопластик, который по внешним характеристикам похож на стекло, но имеет наиболее высокую прочность. Он отличается очень высокой температурой плавления (370 °С).

Благодаря устойчивости к воздействию температур (от −50 °С до +180 °С) и химических веществ материал широко применяется в авиапромышленности и для изготовления пищевых емкостей.

Плюсы:

  • высокая пожаро- и теплостойкость;
  • высокая твердость и прочность;
  • широкий диапазон эксплуатационных температур.

Минусы:

  • очень высокая температура плавления.

Полиэтилен низкого давления

Полиэтилен низкого давления (HDPE) имеет невысокую стоимость и большую общедоступность. Благодаря этому изделия из материала имеют невысокую себестоимость. При этом HDPE может повторно перерабатываться для создания филаментов для 3D-печати.

Из полиэтилена низкого давления печатают бутылки, плёнки, пакеты, канистры, трубы и т. д.

Плюсы:

  • высокая скорость печати изделий;
  • низкая стоимость материала;
  • быстрое застывание изделий.

Минусы:

  • для печати необходима подогреваемая платформа и рабочая камера с регулируемым температурным режимом.

Шоколад

фото печати шоколадом

Трехмерная печать шоколадом осуществляется послойно. Материал быстро застывает и твердеет. Благодаря этому процесс печати не занимает много времени.

На 3D-принтере из шоколада создают объемные съедобные фигурки с качественной проработкой деталей. В дальнейшем их используют для украшения кондитерских изделий.

Плюсы:

  • высокая скорость создания съедобных изделий;
  • быстрое застывание материала;
  • высокая детализация изделий.

Минусы:

  • для печати можно использовать только высококачественный шоколад с содержанием какао не менее 55 %.

Тесто

Для печати изделий из теста на 3D-принтере в основном используют полужидкое тесто. Оно имеет идеальную консистенцию для беспрепятственного прохождения через сопло экструдера.

Тесто позволит создать необычный трехмерный объект или 2D-изделие со сложным рисунком. При этом изделие после печати будет полностью готово к употреблению, благодаря антипригарной, хорошо разогретой рабочей поверхности.

Плюсы:

  • из теста можно напечатать любые по сложности картинки;
  • можно использовать любое по составу полужидкое тесто;
  • блюдо из теста, напечатанное на 3D-принтере, не требует дополнительной доработки — оно полностью готово к употреблению.

Минусы:

  • тесто должно быть идеально однородным без комочков, так как сопло может забиться.

Другие материалы

Наиболее часто используемые и известные материалы уже рассмотрены. Поэтому ознакомимся с пятью наиболее необычными и интересными филаментами для печати на 3D-принтере:

  1. TPE — это термопластический эластомер, при помощи которого распечатываются очень хорошо растягивающиеся изделия. Этот материал чаще всего используется для создания необычных сувениров, игрушек и других объектов. Однако при работе с TPE требуется точная настройка температуры и выставление высокой скорости подачи филамента на принтере.
  2. Светящийся в темноте PLA. Данный материал накапливает свет при попадании солнечных лучей и светится в темноте. Из него изготавливают тематические сувениры, игрушки, предметы декора. Изделия из светящегося PLA обладают хорошей прочностью, неплохой гибкостью и низкой усадкой при охлаждении.
  3. Пищевые продукты. В качестве сырья для создания трехмерных объектов могут использоваться сахар, сыр, однородные паштеты и пасты, мастика, мука, пищевые красители и вкусовые добавки. Основным достоинством 3D-печати из пищевых продуктов является то, что можно создавать высокодетализированные, необычные съедобные объекты. Однако для этого потребуется специальное устройство, которое способно поддерживать необходимый температурный режим для конкретного продукта.
  4. Растения. Семена растений в сочетании с увлажненной почвой могут использоваться для печати горшков для высадки различных культур, предметов декора и сложных растительных композиций.
  5. Биоматериалы. Они широко используются в медицинских целях для печати первых прототипов сосудов, тканей и органов. Биоматериалы — это инновация в сфере 3D-печати, поэтому испытаний и данных о них не так много.

Рассмотрев огромный перечень материалов, которые можно использовать на 3D-принтере для создания трехмерных объектов, можно предположить, что в дальнейшем будут создаваться новые принтеры и совершенствоваться старые. Это позволит еще больше расширить ассортимент филаментов для печати и увеличить разнообразие создаваемых объектов.

  • 28 марта 2021
  • 57
Получите консультацию специалиста

Комментарии

  • Ещё никто не оставил отзывов к записи.

Написать комментарий

Оцените статью

Товары в статье

Подпишитесь
на полезные статьи

Рекомендуемые товары