Интернет-магазин
ООО «3ДТУЛ»
$$
Россия, г. Москва, ул. Дорогобужская, д. 14, стр. 4, офис 302
Интернет-магазин
ООО «3ДТУЛ»
$$
Россия, г. Москва, ул. Дорогобужская, д. 14, стр. 4, офис 302
Пункт выдачи товаров расположен по адресу:
443045, Россия, Самара, улица Авроры, 150/1, БЦ ЦентрБанк
с 09:00 до 19:00
()
Всем привет. С Вами компания 3Dtool!
Для решения технических задач доступно множество различных пластиков, и сегодня мы поделимся кратким справочником по самым распространенным вариантам — от недорогих инженерных полимеров до наиболее продвинутых тугоплавких конструкционных термопластов.
Содержание:
ABS — буквально первый материал, использованный в FDM 3D-печати, по крайней мере массово. Этот доступный инженерный пластик и по сей день остается одним из самых популярных расходных материалов наряду с полилактидом (PLA) и полиэтилентерефталатгликолем (PETG). Причина успеха кроется в удачном сочетании ценовой доступности, прочности и термостойкости. ABS широко используется в литье под давлением, так что гранулы этого полимера выпускаются огромными объемами, а это облегчает жизнь производителям филаментов.
ABS обладает высокой прочностью и хорошей ударной вязкостью, а потому хорошо подходит для технической 3D-печати, в том числе изготовления нагруженных компонентов — защитных корпусов, кронштейнов, деталей механизмов. Еще одно достоинство — высокие диэлектрические свойства, благодаря которым ABS часто используется в производстве компонентов электрической и электронной техники.
ABS может похвастаться и широким диапазоном эксплуатационных температур, обычно от -40°С до 90°С. В то же время стоит помнить, что ABS довольно чувствителен к ультрафиолетовому излучению, так что при эксплуатации на открытом воздухе детали из этого полимера необходимо защищать от солнечного света лакокрасочными покрытиями, либо использовать ABS для производства внутренних, скрытых компонентов. Если все же необходимы неокрашенные детали с эксплуатацией под солнечным светом, лучше использовать альтернативный материал, к которому мы еще вернемся — акрилонитрилстиролакрилат (ASA).
ABS демонстрирует хорошую стойкость к слабым растворам кислот и щелочей, смазочным маслам и жирам, растворам неорганических солей и бензину, однако уязвим ко многим органическим растворителям, например ацетону и дихлорметану. Эти растворители можно использовать для химической сварки деталей из ABS вместо клеев, а также для сглаживания поверхностей вплоть до глянца. Для сглаживания особенно хорошо подходят так называемые ацетоновые бани, где 3D-печатные модели обрабатываются парами растворителя.
Помимо этого ABS отлично поддается механической обработке — шлифованию, сверлению и так далее. Для склеивания можно использовать эпоксидные смолы и цианоакрилатный клей (суперклей), либо раствор ABS в ацетоне.
Главный недостаток ABS — высокая усадка, значительно затрудняющая 3D-печать. Без надлежащих мер большие детали может буквально оторвать от столика, хотя чаще усадка выражается в расслоении деталей и закручивании углов на нижних слоях, иногда прямо вместе с гибкими столиками. Для работы с этим полимером крайне рекомендуется использовать 3D-принтеры с термокамерами, хотя бы пассивными. При 3D-печати крупных деталей термокамеры просто необходимы. Столики необходимо прогревать, а также использовать клеи для повышения адгезии. Может потребоваться замена гибкого столика на стекло или другой жесткий материал, либо фиксация краев столика зажимами. Дополнительно для борьбы с усадкой можно выстраивать вспомогательные структуры — бримы и рафты, повышающие площадь соприкосновения со столиком и поглощающие первичные деформации. Бримы и рафты можно добавить в слайсере.
Заодно закрытые камеры помогают бороться с крайне неприятным запахом расплавленного ABS. Необходимо помнить, что в состав этого полимера входит ядовитый стирол, и хотя при соблюдении рекомендуемых температур экструзии содержание вредных паров не будет превышать допустимые концентрации, рабочее помещение все равно желательно проветривать, либо оборудовать вытяжку рядом с 3D-принтером.
Типичный диапазон температур экструзии — 240-270°С. Столик необходимо прогревать до 90-110°С. Если 3D-принтер оснащен активной, термостатированной камерой, фоновую температуру следует выставлять в пределах 60-90°С.
Филаменты из акрилонитрилбутадиенстирола (ABS) в нашем каталоге
ASA в целом очень похож на ABS, но обладает более высокой стойкостью к ультрафиолетовому излучению и потому лучше подходит для эксплуатации на открытом воздухе. Особенно этот термопласт полюбился в автомобилестроении и производстве уличной электротехники — бамперов и корпусов боковых зеркал, розеток, распределительных щитков, корпусов камер видеонаблюдения.
Помимо повышенной долговечности ASA отличается еще и пониженной усадкой в сравнении с ABS, хотя все равно требует довольно строгих режимов 3D-печати. Подогрев столика обязателен, термокамеры настоятельно рекомендуются, иначе возможны деформации и растрескивание по слоям.
В плане химической стойкости ASA хорошо держит разбавленные кислоты, солевые растворы, спирты, а также горюче-смазочные материалы, хотя длительного воздействия бензина и солярки лучше избегать. ASA уязвим к ароматическим углеводородам вроде бензола, толуола и ксилола. Для сглаживания поверхностей и химической сварки можно использовать ацетон или дихлорметан.
Диапазон эксплуатационных температур примерно такой же, как у ABS — от -40°С до 90°С. То же самое касается и настроек 3D-печати: рекомендуется подогрев хотэнда до 225-240°C и столика до 80-110°C. Крупные изделия необходимо выращивать в термокамерах, для улучшения адгезии со столиками обычно используются клеи на изопропиловой основе.
ASA довольно дорог, поэтому имеет смысл выстраивать опорные структуры вспомогательным материалом — ударопрочным полистиролом (HIPS). Кроме того, HIPS растворяется в D-лимонене, что значительно снижает трудозатраты на постобработку и позволяет получать более качественные поверхности, без следов от вручную отделенных поддержек.
Филаменты из акрилонитрилстиролакрилата (ASA) в нашем каталоге.
Полиамид-6 — самый дешевый и термостойкий вариант с высокой ударной прочностью и стойкостью к ультрафиолету, но в то же время самый гигроскопичный. Гигроскопичность — вообще общая черта всех полиамидов, поэтому их обязательно нужно просушивать перед 3D-печатью. Полиамид-6 используется при изготовлении ударопрочных корпусов, изоляции, нагруженных и износостойких механических деталей.
Полиамид-12 обладает более низкими прочностными свойствами, но более высокой химической стойкостью, отличным сопротивлением механической усталости и относительно низкой гигроскопичностью. Сушить все равно нужно, но этот вариант лучше подходит для эксплуатации во влажных средах. Полиамид-12 применяется в производстве конструкционных, электроизоляционных и антифрикционных изделий для автомобилей, компонентов электроприборов, а также используется в медицинских изделиях.
При 3D-печати требуется прогрев хотэнда до 250-270°С и столика до 100-110°С. Термокамеры помогают стабилизировать геометрию, задерживая усадку, а потому крайне желательны. В эксплуатации полиамиды выдерживают температуры свыше 190°С и воздействие большинства распространенных химикатов, за исключением концентрированных кислот.
Нейлоновые филаменты в нашем каталоге
Ударная прочность тоже на высоте. Собственно, именно поэтому поликарбонаты нередко применяются в производстве остекления авиационных кабин. Один такой вариант под названием «лексан» выпускается саудовской химической компанией SABIC и используется в производстве ламинированных фонарей (прозрачных колпаков над пилотами) боевых самолетов, способных выдерживать столкновения с крупными птицами на скоростях в несколько сотен километров в час. Наружный стеклянный слой разрушается, но поликарбонатная основа гасит ударную волну и спасает экипаж.
Конечно, этим применение не ограничивается: поликарбонатное остекление широко применяется в гражданской продукции — архитектуре, транспорте, светотехнике, рекламных вывесках и других приложениях, где высок риск вандализма или случайных ударов. Еще одно развитое направление — поликарбонатные линзы, используемые в оптических системах и даже обычных очках. В сложной оптике полимерные линзы зачастую служат единственным практичным выбором. Высокая прочность также делает поликарбонат хорошим выбором для изготовления нагруженных механических деталей и защитных корпусов.
Здесь стоит пояснить, что поликарбонаты все же довольно уязвимы к ультрафиолетовому излучению, постепенно желтея и теряя прочность, что необходимо учитывать при эксплуатации на открытом воздухе. На то же поликарбонатное остекление обычно наносятся прозрачные фильтрующие пленки, а в случае с 3D-печатными изделиями могут потребоваться защитные лакокрасочные покрытия.
Поликарбонат устойчив ко многим кислотам, особенно неорганическим, водным растворам солей, бензину, керосину, парафину, маслам и спиртам, за исключением метанола. Из уязвимостей можно отметить аммиак, щелочи, бензол, толуол и хлорсодержащие растворители, например дихлорметан. В ацетоне поликарбонат растворяется плохо, но быстро набухает.
Главная сложность при 3D-печати поликарбонатом — довольно высокие температуры экструзии — от 260°С до 320°С. Здесь уже не обойтись без цельнометаллических хотэндов, так как тефлоновые вставки начинают деградировать при примерно 250°С. Из-за значительной усадки столик необходимо прогревать до 110-120°C, а заодно наносить на рабочую поверхность клеи для повышения адгезии. Термокамеры, даже пассивные, тоже помогут бороться с преждевременной усадкой.
При 3D-печати поликарбонатом обязательно проветривайте помещение, так как в производстве этого полимера используется токсичный бисфенол А, и всегда есть риск хоть и небольших, но испарений. По той же причине этот полимер не стоит использовать в 3D-печати пищевой тары, особенно для горячей пищи.
Поликарбонаты хорошо сверлятся и шлифуются. При необходимости можно получать идеально гладкие поверхности сначала шлифованием, а затем полированием неабразивными составами вроде воскового полироля.
Поликарбонатные филаменты в нашем каталоге
Полипропилен можно было бы назвать чудо-пластиком, если бы не его капризность при 3D-печати. Этот полимер — один из самых широко распространенных, в том числе в пищевой промышленности, будучи нетоксичным (в чистой форме), прочным, долговечным и крайне химически стойким.
Бутылки для газированных напитков обычно делают из полиэтилентерефталата (ПЭТ), а вот крышки — уже из полипропилена. Полипропилен также широко используется в производстве труб, гибких креплений, электроизоляции, медицинских инструментов, автомобильных компонентов, бытовых приборов и игрушек.
Полипропилен выдерживает эксплуатационные температуры до 80°С и начинает размягчаться при примерно 95°С, но не очень любит холод: в обычных условиях пластик отлично сопротивляется усталостным напряжениям, но начинает постепенно терять эластичность и стойкость к ударным нагрузкам при температурах ниже -15°С. Нижний эксплуатационный порог — примерно -60°С.
Полипропилен практически не впитывает воду, стоек к растворам кислот, щелочей и солей, минеральным и растительным маслам, спиртам, ацетону и бензину. Благодаря высокой химической стойкости и нетоксичности полипропилен нередко служит более надежной и безопасной заменой полиэтилену и поливинилхлориду.
Распространение полипропилена в 3D-печати тормозится двумя факторами. Первый — высокая усадка, хотя в некоторые филаменты добавляются специальные модификаторы для снижения этого эффекта. Тем не менее, подогрев столика обязателен, термокамеры крайне желательны. Сверхвысокие температуры хотэнда, к счастью, не требуются, хватит примерно 230°С.
Вторая проблема — адгезия со столиком. Когезия, то есть схватывание слоев, у полипропилена высокая, но липнуть к чему-либо кроме самого себя он категорически отказывается. Самое надежное решение — нанесение на столик упаковочного полипропиленового скотча. Здесь необходимо быть внимательными, так как скотчи изготавливаются и из других полимеров, например полиэтилена, а нужен именно полипропилен. Другие варианты не подойдут, так что обязательно проверяйте состав.
Есть и еще один нюанс, связанный со структурой полимера. Полипропилен — полукристаллический термопласт с довольно четкой границей перехода из твердого состояния в расплав и обратно. Температуру экструзии необходимо подбирать аккуратно — так, чтобы расплав был текучим, но в то же время не слишком горячим. Это поможет пластику быстрее застывать и формировать прочную структуру. В идеале желательно обходиться без обдува укладываемых слоев.
Хотя полипропилен и гидрофобен, то есть не впитывает влагу, филаменты все равно желательно просушивать перед 3D-печатью, так как на поверхности прутка все равно может скопиться роса, а вскипание влаги в хотэнде приведет к нестабильной подаче расплава и различным дефектам вроде пропусков в слоях или пониженной когезии. В принципе, это касается абсолютно всех филаментов, так что крайне рекомендуем обзавестись сушилкой. Компания Creality производит недорогие и очень способные сушилки семейства Space Pi на одну, две или даже четыре катушки.
Полипропилен хорошо поддается механической обработке, но ввиду высокой химической стойкости не подходит для сглаживания поверхностей или склеивания. По возможности следует печатать изделия целиком, избегая необходимости в сборке. Если сборка все же необходима, лучше заранее закладывать в 3D-модель места для механических соединений, либо полагаться на горячую сварку — нагрев стыкующихся поверхностей до размягчения.
Покраска тоже затруднительна, но возможна при использовании акрилового грунта с предварительным грубым шлифованием для придания поверхностям шероховатости. Само собой, если деталь будет работать на сжатие, растяжение или изгиб, наносить лакокрасочные покрытия не имеет смысла, так что полипропилен лучше оставить сугубо для технической 3D-печати, где эстетика не играет важной роли.
Полипропиленовые филаменты в нашем каталоге
PEEK входит в группу полиарилэфиркетонов с множеством вариантов, отличающихся количеством эфирных и кетоновых групп. В 3D-печати из этого семейства используются в основном полиэфирэфиркетон (PEEK) и полиэфиркетонкетон (PEKK). PEEK обладает высокой прочностью, износостойкостью, морозо- и термостойкостью, выдерживая эксплуатацию при температурах до 275°С. Это отличный диэлектрик и при этом негорючий материал, за что его любят в особо ответственных приложениях вроде машиностроения и химической отрасли. В чистом виде PEEK нетоксичен и бисовместим, так что находит применение в эндопротезировании, в том числе челюстно-лицевой хирургии, заменяя имплантаты из титановых сплавов.
Полиэфирэфиркетон славится в первую очередь высокой прочностью, но имеет и другие преимущества: он стоек к износу и химическому воздействию, не горит, нетоксичен, служит отличным диэлектриком, а также демонстрирует высокие эксплуатационные температуры. Недостатки PEEK — уязвимость к ультрафиолетовому излучению и высокая гигроскопичность, требующая просушивания филаментов перед 3D-печатью.
Высокая термостойкость PEEK обуславливает необходимость в 3D-принтерах с мощными хотэндами, развивающими как минимум 375°С. Более того, это полукристаллический полимер, чьи прочностные свойства проявляются в полной мере только после правильной кристаллизации, а это требует строгого контроля фоновых температур во время 3D-печати и отжига с поэтапным остыванием. Другими совами, для оптимальных результатов требуются специальные 3D-принтеры с активными, термостатированными камерами. Такое оборудование выпускают, например, компании Creatbot и Intamsys.
Филаменты из полиэфирэфиркетона (PEEK) в нашем каталоге
Полиэфиримиды выпускаются рядом компаний, но чаще всего встречаются под брендом Ultem саудовской компании SABIC, ставшим своего рода нарицательным именем для PEI. Главное же — не производитель, а состав, так как полиэфиримиды доступны во множестве вариантов, оптимизированных под разные задачи. Все они, однако, могут похвастаться высокой химической стойкостью, прочностью и термостойкостью, хотя по последней несколько уступают PEEK.
Самый популярный вариант в 3D-печати — PEI 9085, изначально предназначенный для транспортной отрасли, включая авиастроение. Этот полимер не только прочен и стоек к химикатам, но и огнестоек и нетоксичен, при этом под воздействием открытого пламени PEI 9085 не дымится, что немаловажно для авиационной безопасности. Как и PEEK, полиэфиримиды часто служат альтернативой легким сплавам, по прочности напоминая алюминиевый сплав 6061. В эксплуатации PEI 9085 может выдерживать температуры до 175°С с кратковременным нагреванием до 205°С.
Для 3D-печати опять-таки потребуется аддитивная система с мощным хотэндом, в идеале развивающим не менее 400°С, подогреваемым столиком и термостатированной камерой. Работать с PEI чуть проще, чем с PEEK, потому что это не полукристаллический, а аморфный полимер, а следовательно столь строгое соблюдение температурных режимов не требуется.
Готовые изделия не боятся гидролиза, горюче-смазочных материалов и большинства растворителей, а также обладают отличными диэлектрическими свойствами.
Филаменты из полиэфиримида (PEI) в нашем каталоге
Полисульфон тоже считается тугоплавким термопластом с высокими прочностными, химическими, диэлектрическими и механическими свойствами, выдерживающим эксплуатационные температуры порядка 180°С, иногда даже до 220°С, но уже кратковременно.
Чистый полисульфон полупрозрачен и биосовместим, так что применяется в самых разных отраслях — от электроники и строительства до автомобилестроения и медицины, где из полисульфона нередко делают различные инструменты и приспособления, подлежащие горячей стерилизации. Из полисульфона даже делают имплантаты, например компоненты искусственных сердец, не говоря уже о различных шестернях, роликах и других механических деталях для пекарного, теплового и охладительного оборудования, фасовочных и упаковочных линий.
Полисульфон устойчив к неорганическим кислотам, щелочам, солевым растворам, спиртам, алифатическим углеводородам и горюче-смазочным материалам, но уязвим к эфирам, ароматическим углеводородам и хлорсодержащим растворителям, например дихлорметану. Последний можно использовать для сглаживания поверхностей и химической сварки. Что еще лучше, полисульфон стоек к ультрафиолету, так что не боится эксплуатации на открытом воздухе.
При 3D-печати требуется прогрев хотэнда до 350-380°С и столика до 140-160°С. Активные термокамеры — большой плюс, особенно способные поддерживать температуры до 100-135°С.
Филаменты из полисульфона (PSU) в нашем каталоге
Главное, о чем необходимо помнить при работе с угле- и стеклонаполненными композитами — высокая абразивность таких материалов, требующая замены стандартных сопел на износостойкие. Наиболее часто используются сопла из закаленной стали, как наиболее доступные, но бывают и более дорогие и долговечные варианты из карбида вольфрама, а также со вставками из искусственных камней — рубинов, сапфиров и даже алмазов.
Композиционные материалы в нашем каталоге
Свяжитесь с нами любым удобным способом, и специалисты 3Dtool будут рады предоставить консультацию по выбору оптимальных расходных материалов под конкретные производственные задачи.
3Dtool — российский дистрибьютор и интегратор 3D-оборудования, станков с ЧПУ и промышленной робототехники.
Связаться с нами можно:
По телефону: 8 (800) 775-86-69
Электронной почте: Sales@3dtool.ru
На нашем сайте: 3dtool.ru
Наши материалы также доступны в Telegram канале, на Dzen и в группе Вконтакте
Подпишитесь на последние обновления и узнавайте о новинках и специальных предложениях первыми
