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.
- 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
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
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.
- 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
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.
- Цвет Натуральный
- Тип пластика для 3D принтера BFWood
- Диаметр нити, мм 1.75
- Вес, кг 0,5
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
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
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.
- Страна производитель Россия
- Цвет Белый
- Тип пластика для 3D принтера PLA
- Диаметр нити, мм 1,75
- Вес, кг 1
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
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
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:
- 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.
- 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.
- 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.
- Растения. Семена растений в сочетании с увлажненной почвой могут использоваться для печати горшков для высадки различных культур, предметов декора и сложных растительных композиций.
- 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.
Оставить комментарий