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.
| Υλικό | Χαρακτηριστικά |
|---|---|
| ABS | Υψηλή αντοχή υλικού Καλή αντοχή στη θερμοκρασία Πιο ευαίσθητο στη στρέβλωση |
| PLA | Εξαιρετική 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 |
| PETG | Ασφαλές για χρήση σε τρόφιμα * Υψηλή αντοχή υλικού Εύκολο σε χρήση για εκτυπώσεις |
| TPU | Πολύ εύκαμπτο Δύσκολο να εκτυπωθεί με ακρίβεια |
| PEI | Εξαιρετική 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.
| Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα |
|---|---|
| Μπορεί να υποστεί μεταποίηση με ατμούς ακετόνης για γυαλιστερό φινίρισμα | Ευαίσθητο στο υπεριώδες |
| Μπορεί να υποστεί μεταποίηση με χαρτί λείανσης και βαμμένο με ακρυλικά | Οσμή κατά την εκτύπωση |
| Η ακετόνη μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ισχυρή κόλλα | Πιθανές 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.
| Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα |
|---|---|
| Βιοδιασπώμενο, Βιοαποτελούμενο | Αντοχή σε χαμηλή υγρασία |
| Αοσμο | Δεν 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.
| Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα |
|---|---|
| Καλή χημική αντοχή | Πολύ 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.
| Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα |
|---|---|
| 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.
| Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα |
|---|---|
| Καλή αντοχή στην τριβή | Δύσκολο να δημοσιεύσετε διαδικασία |
| Καλή αντοχή στο λάδι και το λίπος | Δεν 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.
| Πλεονεκτήματα | Μειονεκτήματα |
|---|---|
| Μπορεί να αποστειρωθεί | Ευαίσθητο 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