Olennainen opas 3D -tulostimen filamenttityyppeihin

3D-tulostuksessa filamentin valinta vaikuttaa olennaisesti tulostuksen onnistumiseen, aivan kuten muste perinteisissä tulostimissa. Tässä oppaassa tarkastellaan nykyään saatavilla olevien filamenttivaihtoehtojen kirjoa ja sitä, miten kukin materiaali vaikuttaa tuloksiin erilaisissa sovelluksissa.

Alun perin rajoitettu, jatkuva 3D-tulostuksen edistysaskeleet käynnisti laajan filamenttien kehityksen, joka palvelee erikoistuneita needs.Comprehending Nykyaikaiset ominaisuudet avaavat nyt maksimaalisen potentiaalin, olipa visionne sitten lujuus, joustavuus, hienostuneisuus tai kestävyys. Seuraa mukana, kun selvitämme, miten valita ihanteelliset filamentit paljastamalla niiden ainutlaatuiset ominaisuudet ja räätälöimällä malleja käyttötarkoituksiisi.

Pikakatsaus:

Mitä ovat 3D-tulostusfilamentit?

3D-tulostimien filamentit ovat kuin muovista "mustetta", jota käytetään esineiden valmistukseen. Laadukkaat filamentit pitää 3D-tulostimet toiminnassa sujuvasti, aivan kuten veri pitää kehon terveenä. Filamentit syötetään pöytätietokoneisiin tarkoitettuihin FDM-tulostimiin, jotka rakentavat esineitä kerros kerrokselta sulasta muovista.

Useimmat kotitulostimien filamentit toimitetaan 1,75 mm:n halkaisijaltaan olevina rullina, joissa on muovisäikeet. Joissakin tulostimissa käytetään myös paksumpia 2,85 mm:n filamentteja. Tulostuspää sulaa ja asettaa muovin tarkasti kiinteäksi kappaleeksi.

Suosittuja filamentteja valmistetaan polymaitohaposta (PLA) tai akryylinitriilistyreenistä (ABS) valmistetuista muovimuoveista. Mutta on olemassa myös monia erikoistyyppejä - puuta, metallia, hiilikuitua, pimeässä hohtavia ja paljon muuta! Erilaiset täyteaineet antavat ainutlaatuisia ominaisuuksia tulostettaessa. Tämä valikoima antaa luoville tekijöille mahdollisuuden valita tarpeisiinsa täydellisesti sopivia filamentteja - supervahvoista drone-osista hauskoihin koristeellisiin maljakoihin.

Joten filamentit tuovat 3D-tulostus unelmista todellisuudeksi monilla aloilla, aivan kuten veri mahdollistaa ihmisen toiminnan. Oikean "musteen" löytäminen avaa kaiken, mitä voit luoda!

Standardifilamenttimateriaalit

Aloittaen perusasioista, standardifilamentit pitää PLA (Polymaitohappo), ABS-jarrut (Akryylinitriilibutadieenistyreeni) ja PETG (Polyetyleenitereftalaattiglykoli) ovat 3D-tulostusmateriaalien selkäranka.

PLA:ta rakastetaan sen helppokäyttöisyyden vuoksi. Se tulostaa alhaisemmissa lämpötiloissa eikä tuota haitallisia höyryjä, mikä tekee siitä suosikin luokkahuone- ja kotikäyttöön. Sen lopputuotteessa on kiiltävä pinta, joka on saatavana useissa eri väreissä, joten se sopii täydellisesti koriste-esineisiin.

ABS vie pelin uudelle tasolle lujuuden suhteen. Perusolemuksena sellaisten esineiden valmistuksessa kuin LEGO-palikatse vaatii korkeampia lämpötiloja oikeanlaisen tulostuksen aikaansaamiseksi ja lämmitetyn alustan vääntymisen estämiseksi. Myös ilmanvaihto on ratkaisevan tärkeää tulostuksen aikana syntyvien höyryjen vuoksi.

PETG on PLA:n ja ABS:n välimuoto, ja se tarjoaa kestävyyttä ja selkeyttä samalla, kun sitä on helpompi tulostaa kuin ABS:ää. Se tarjoaa kestävyyttä kemikaaleille ja kosteudelle, joten se sopii käytännöllisiin säiliöihin tai mekaanisiin osiin.

Edistyneet ja erikoisfilamentit

Kun astumme edistyneiden ja erikoisfilamenttien maailmaan, peli muuttuu. Kohtaamme materiaaleja, kuten TPU (termoplastinen polyuretaani), joka tuo joustavuutta painettuihin esineisiin, täydellinen puhelinkuoriin tai puettaviin laitteisiin.

Hiilikuituinfusoidut filamentit vievät lujuuden ja jäykkyyden uudelle tasolle, vaikka ne voivatkin olla hankaavia tavallisille suuttimille. Tulostusnopeuden säätö voi olla tarpeen optimaalisten tulosten saavuttamiseksi tällä materiaalilla.

Nailonfilamentit loistavat iskunkestävyydellään ja kestävyydellään. Näihin ominaisuuksiin liittyy haasteita, kuten kosteuden imeytymisen käsittely ja vääntymisen estäminen jäähdytyksen aikana.

Visuaalista eleganssia etsiville eksoottiset komposiittifilamentit tarjoavat puuta, metallia tai muita materiaaleja muistuttavia viimeistelyjä. Nämä filamentit vaativat huolellista painotekniikkaa, mutta avaavat ovia uskomattoman luoviin sovelluksiin.

Teknisen luokan filamenttivaihtoehdot

Insinööritason vaihtoehtojen joukossa on aarreaitta filamentteja, jotka on suunniteltu tiettyihin toiminnallisiin sovelluksiin. Tässä nailonvariantit ovat olennaisia, sillä alifaattiset nailonit tarjoavat vahvan kemikaalien- ja kulutuskestävyyden, kun taas aromaattiset nailonit kestävät korkeita lämpötiloja.

Hiilikuituvahvisteiset filamentit Liity keskusteluun uudelleen ja korosta nyt niiden roolia rakenneosien luomisessa, joissa jäykkyys on ensiarvoisen tärkeää. Niiden komposiittiluonne tekee niistä ihanteellisia ilmailu-, auto- ja teollisuuskomponentteihin.

Korkean lämpötilan filamentit, kuten PEEK ja PEI ovat tunnettuja lämpöstabiilisuuden ja mekaanisten ominaisuuksien säilyttämisestä äärimmäisissä olosuhteissa, mikä tekee niistä erinomaisia ehdokkaita vaativimpiinkin suunnittelutehtäviin.

Ympäristöystävälliset filamenttivalinnat

Maailmanlaajuisten ympäristöhuolien kasvaessa, samoin kuin kiinnostus ympäristöystävällisiä filamentteja kohtaan. PLA ja PHA erottuvat joukosta biohajoavina vaihtoehtoina, jotka on saatu uusiutuvista luonnonvaroista, kuten maissitärkkelyksestä. 3D-tulostusteollisuus jatkaa innovointia ja pyrkii minimoimaan hiilijalanjälkensä kehittämällä uusia, kestäviä materiaaleja ja kierrätysohjelmia.

Kuinka valita oikea filamentti

Kanssa perustiedot tärkeimmistä filamenttityypeistä ja niiden ominaisuudet katettuina, tutustutaanpa tärkeimpiin valintakriteereihin materiaalien optimoimiseksi sovellukseesi:

• Tulostuslämpötila-alue: Varmista, että tulostin ja suutin saavuttavat turvallisesti ekstruuderin ja alustan vähimmäislämpötilat, joita filamentin virtaus sujuu tasaisesti ennen nopeaa kovettumista. Viileämmät tulosteet voivat tukkeutua.
• Kohdevoima ja joustavuus: Ota huomioon vähimmäissitkeys-, kestävyys-, puristus- tai elastisuusvaatimukset toiminnallisten kuormien perusteella. PLA sopii hyvin koristeellisiin tulosteisiin, mutta teolliset nailonsekoitteet kestävät paremmin todellisia rasituksia.
• Tartuntaominaisuudet: Alustan tarttuvuus vaihtelee merkittävästi materiaalien välillä, mikä määrää ensimmäisen kerroksen onnistuneen tarttumisen. PA ja PETG tarttuvat aggressiivisesti, kun taas PLA ja TPU tarvitsevat apua liimoilta/teipeiltä. Tämä estää pohjapintojen vääntymisen tai irtoamisen.
• Tarkkuusvaatimukset: Filamenteilla on selkeät lämpökutistumis- ja jäähtymisominaisuudet, jotka vaikuttavat suoraan mittatarkkuuteen, joka on välttämätöntä painettujen osien täydelliselle yhteenliittymiselle. Kun toleranssiherkkyys kasvaa, materiaalit, joilla on minimaalinen lämpölaajenemiskerroin, kuten ABS PLA:han verrattuna, saavat merkitystä.
• Jälkikäsittelyn tarpeet: Jos sileiden pintojen visuaalinen vetovoima on sinulle tärkeää, valitse filamentteja, kuten ABS, jotka mahdollistavat höyrysilityskykyisen liuotinkiillotuksen. Muut materiaalit, kuten tietokoneet, jotka eivät vaadi myrkyllisten kemikaalien käsittelyä, saattavat sopia paremmin koteihin/luokkahuoneisiin.
• Kestävyystekijät: Koska ekologiset vaikutukset vaikuttavat yhä useammin päätöksentekoon, luonnosta peräisin olevat muovit, kuten maissitärkkelyksestä, sokeriruokoetanolista tai kasviselluloosasta valmistettu PLA, ovat entistä houkuttelevampia perinteisiin öljypohjaisiin vaihtoehtoihin verrattuna.

Arvioimalla teknisiä ominaisuuksia sovelluksen vaatimuksiin nähden, saat valintakertoimet eduksesi. Testaa ensin pienet tulosteet ennen kuin sitoudut suurempiin versioihin varmistaaksesi, että valitut materiaalit toimivat käyttöolosuhteissa. Liukuvärjäysiteraatiot parantavat sitten asteittain tuloksia.

Filamenttien säilytys ja hoito

Filamentin asianmukainen säilytys ja käsittely ehkäisevät monia tulostusongelmia myöhemmin:

• Kosteuden hallinta: Säilytä filamentteja ilmatiiviissä astioissa kuivausainepussien kanssa. Ympäristön kosteus heikentää laatua ajan myötä, aiheuttaen haurautta ja huonoa pursotusta.
• Ihanteelliset säilytysolosuhteet: Säilytä huoneenlämmössä 18–25 °C:ssa, poissa äärimmäisistä lämpötiloista. Läpinäkymättömät säilytyslaatikot estävät valolle altistumisen ja pölyn kertymisen.
• Materiaalin taipumisen estäminen: Vältä jyrkkiä taivutuksia tai toistuvaa edestakaista taivuttelua kelauksen aikana. Tämä heikentää filamentteja. Käytä vapaasti pyöriviä pidikkeitä.
• Kierrätä vanhempi varasto ensin: Noudata "first in, first out" -periaatetta kelojen käytössä. Käytä ensin vanhat erät ennen uusien avaamista pilaantumisen minimoimiseksi.

Säilytyksen, käsittelyn ja kierrätyksen parhaiden käytäntöjen noudattaminen säilyttää filamentin eheyden. Tämä suojaa tulosteen yhdenmukaisuutta ja estää heikentyneiden materiaalien aiheuttaman hukkatulostuksen. Suojaa 3D-tulostusinvestointejasi asianmukaisella hoidolla!

Noutoruoka

Etsitpä sitten kestävyyttä, joustavuutta tai ympäristöystävällisyyttä, löydät varmasti sopivan filamenttimateriaalin. Asianmukaisella säilytyksellä ja hoidolla nämä monipuoliset materiaalit jatkavat 3D-tulostuksen jatkuvasti kasvavien mahdollisuuksien ruokkimista, yksi pursotettu kerros kerrallaan.

Lue lisää

• 3D-tulostetut uudenvuoden mallit vuodelle 2024 valmistautumiseen
• Ilmaisia mallinnusohjelmistosuosituksia
• QIDI-uudet filamentit