Что можно напечатать на 3d принтере: Что и как можно печатать на 3Д принтере / Статьи

1. Металл

Используется для: Готовых к установке деталей, готовых изделий, прототипов

металл. Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) — это метод, который, в отличие от печати на пластике, может быть использован для изготовления готового промышленного продукта или прототипа. Авиационная промышленность уже является одним из первых сторонников и потребителей печати DMLS для оптимизации операций и производства готовых к установке деталей. Уже есть массовые DMLS-принтеры для создания украшений с помощью 3D-печати.

Рост и популярность 3D-печати металлами открывает возможности для производства и создания более эффективных деталей машин, которые в настоящее время не могут производиться серийно на месте. Это может привести к лучшим проводникам, прочности на растяжение и другим характеристикам лабораторных металлов, чем металлы «добытые и очищенные», такие как сталь и медь.

В аэрокосмической отрасли вопросы материалов в значительной степени решены, а создание объема деталей является Святым Граалем. GE Aviation начала печатать топливные форсунки для своего реактивного двигателя LEAP в 2016 году, нарастив выпуск до 30 000 деталей менее чем за три года и напечатав 100 000-ю форсунку в 2021 году. Преемник LEAP, RISE, также будет включать детали, напечатанные на 3D-принтере.

Используется для: Электроника, освещение

Австралийский производитель графита и никеля Kibaran Resources заключил партнерское соглашение с компанией 3D-печати 3D Group, чтобы разделить затраты на разработку в рамках научно-исследовательского предприятия. под названием 3D Graphtech Industries.

Партнерство занимается получением патентов для исследования 3D-печати графитом и графеном, чистой формой углерода, впервые созданной в лаборатории в 2004 году. Графен лучше проводит электричество, он прочнее, легче изолируется и легче других проводников, представленных сегодня на рынке. Он превосходит даже лучших дирижеров в несколько раз. Поскольку он должен быть создан в лаборатории, это хороший пример того, какое массовое производство металлов может быть достигнуто с помощью аддитивного производства.

Материалы для исследований и разработок поступают из шахт Кибарана в Танзании, где был обнаружен графит с высокой степенью кристалличности и чистотой 99,9% углерода. Это невероятно хорошо подходит для производства графена.

Полупроводниковая промышленность также заинтересована в производстве большого количества графена. Например, IBM нашла способ использовать его для светодиодного освещения в 2014 году. Возможность 3D-печати листов материала для использования в светодиодах может серьезно сократить затраты на производство освещения.

Используется для: Подшипников, деталей, прокладки электрических кабелей пластик для создания композита, который может быть таким же прочным, как сталь, но менее интенсивным в использовании, чем алюминий, говорит Markforged. Широкоформатные 3D-принтеры компании предназначены для более быстрой печати прочных деталей при значительно меньших затратах.

Тем временем стартап Impossible Objects также занимается изучением углеродного волокна, а также стекла, кевлара и стекловолокна. Принтер компании также может работать с термопластичными полимерами PEEK (полиэфирэфиркетон), которые обычно используются для подшипников, деталей поршня и прокладки электрических кабелей.

Новые материалы для 3D-печати

Индустрия 3D-печати экспериментирует с широким спектром инновационных подходов, таких как смолы на биологической основе, изготовленные из кукурузного и соевого масла, порошки, нитинол и даже бумага.

По мере роста списка материалов, что это означает для фактического оборудования? Прямо сейчас, на потребительском уровне, пластик настолько хорош, насколько это возможно. Например, Dremel 3D40 Flex за 1399 долларов ограничен PLA.

Сегодня несколько принтеров полностью ориентированы на DMLS, в том числе 3DSystems DMP Flex 350 и несколько моделей от Stratasys, но в настоящее время они стоят более 100 000 долларов США каждый, потому что принтеры DMLS горят намного сильнее, чем их пластиковые аналоги, поскольку порошки и металлы, которые они создают, имеют более высокие температуры плавления. Более прочные корпуса и более мощные промышленные плавильные инструменты значительно увеличивают их стоимость.

Хотя многие производители 3D-принтеров предлагают услуги 3D-печати металлом, пройдет некоторое время, прежде чем эффект масштаба, который помог снизить стоимость 3D-печати пластиком, повлияет на рынок DMLS. И системы 3D-печати с графитом/углеродным волокном только сейчас начинают набирать обороты на рынке.

Разнообразие приложений, которые исследуют отрасли для 3D-печати, делает время захватывающим, но бурным. Новые (и «старые») материалы для 3D-печати, от деталей самолетов до освещения и быстрого прототипирования, предоставят еще больше возможностей для того, как и в каких отраслях печатать.

Эта статья была обновлена. Первоначально он был опубликован в ноябре 2014 года.

Об авторе

Джефф Йодерс писал об ИТ, САПР и BIM для журналов Building Design + Construction, Structural Engineer и CE News. Он получил шесть наград Американского общества редакторов деловых публикаций и входил в состав группы репортеров премии Джесси Х. Нила 2012 года за лучшую серию рассказов по теме.

Следите за новостями в Твиттере Контент Джеффа Йодерса

Какие материалы можно печатать на 3D-принтере?

Использование подходящего материала для вашего проекта 3D-печати может создать или сломать продукт. В этой статье рассказывается, какие материалы можно печатать на 3D-принтере.

С годами 3D-печать становится все более распространенной. Эта технология (также известная как аддитивное производство) теперь легкодоступна — многие публичные библиотеки и школы предлагают услуги 3D-печати бесплатно, а материалы для 3D-печати можно легко найти. От автомобильной и аэрокосмической промышленности до медицины и безопасности пищевых продуктов вспомогательные материалы бывают растворимыми и нерастворимыми, и процессы 3D-печати используются повсюду. Но какие материалы можно напечатать в 3D? Давайте рассмотрим различные доступные варианты.

Многие 3D-принтеры полагаются на моделирование методом наплавления (FDM). Это помогает создавать прототипы продуктов путем наслоения снизу вверх с помощью термопластичных нитей. В этих машинах используются самые разные материалы, как дорогие, так и доступные.

Стереолитография (SLA) — это еще один метод 3D-печати, основанный на УФ-лазере, который отверждает слои фотореактивной эпоксидной смолы. Он более точен, чем FDM, и является отличным выбором для инженеров, которым нужны небольшие функции или другая детальная работа.

В 3D-печати методом селективного лазерного спекания (SLS) мощный лазер сплавляет мельчайшие частицы полимерного порошка. Хотя мы не будем обсуждать этот метод 3D-печати, важно подчеркнуть, что для всех типов аддитивного производства существуют различные материалы.

Назад к основам работы с термопластами

Существует множество вариантов 3D-печати из пластика, который, вероятно, является наиболее распространенным материалом. Пластик используется из-за его универсальности и может применяться в различных проектах, предлагая все, от блестящих и матовых текстур до проектов с уникальными цветами. Этап постобработки пластика, напечатанного на 3D-принтере, может быть более надежным. Тем не менее, доступность и потенциальная сила часто перевешивают незначительные недостатки. Изделия, напечатанные на 3D-принтере из пластика, создаются слой за слоем из термопластичных нитей, в том числе из пластика, изготовленного из: 

• Полимолочная кислота, или PLA: Биоразлагаемый PLA, производимый из кукурузного крахмала и сахарного тростника, является предпочтительным материалом для 3D-печати, поскольку он более устойчив, чем большинство других материалов. Это также приводит к более прочным продуктам в целом. PLA — самый дешевый материал для 3D-печати, который используется как дома, так и в крупных промышленных проектах.
• Полиамид. Полиамид — широко распространенный выбор для 3D-печати как дома, так и в промышленности, потому что он очень разнообразен. Он дешевый, включает в себя взаимосвязанные и запирающие детали, его можно красить и красить.
• Поливиниловый спирт Пластик или ПВА: ПВА используется довольно часто, поскольку он недорог и является предпочтительным материалом для многих домашних принтеров, используемых больше для игр. В целом, ему не хватает прочности, но это достойный выбор для предметов, которые не часто используются, и для тех, кто плохо знаком с 3D-печатью.
• Акрилонитрил-бутадиен-стирол или АБС: Производители отдают предпочтение АБС-пластику, поскольку он обеспечивает прочность благодаря волокнам в форме макаронных изделий. Его иногда называют пластиком Lego, он бывает разных цветов и идеально подходит для 3D-печати в домашних условиях.

3D-печать металлом

Металл — второй по популярности материал для 3D-печати. Металл, обычно используемый в аддитивном производстве, увеличивает скорость процесса 3D-печати, сохраняя при этом эстетику, достаточную для высококачественных ювелирных изделий, и имеет достаточно прочную основу для промышленного применения. При использовании в качестве материала для 3D-печати металл находится в виде пыли. В 3D-печати можно использовать многие виды металлов (помимо перечисленных здесь), в том числе:

• 9Золото 0014: Золото , в основном используемое для ювелирных изделий, является интересным (но дорогим) выбором для 3D-печати.
• Титан : Титан является идеальным металлом для светильников, которые должны быть прочными и надежными, а также сохранять высокую термостойкость.
• Нержавеющая сталь : Нержавеющая сталь — более доступный вариант металла, который часто используется для 3D-печати кухонной посуды, посуды и предметов, которые должны быть водонепроницаемыми.

Широкий ассортимент материалов

Многие материалы используются для аддитивного производства. Хотя некоторые из них могут быть более распространенными, чем другие, все они заслуживают упоминания. Правильный материал может сделать или сломать ваш продукт. Вы обязаны исследовать многие из них. Вот некоторые из них, с которыми вы, возможно, не знакомы: 

• Графит или графен: Поскольку они прочны и хорошо проводят тепло, графит и графен являются отличными материалами для 3D-печати, особенно для устройств, требующих гибкости, поскольку это, возможно, один из самых гибких материалов для 3D-принтеров. Этот материал для 3D-принтера также очень легкий.
• Углеродное волокно : Углеродное волокно представляет собой композитный материал, который действует как верхний слой на пластиковых материалах, делая их более прочными. Если положить углеродное волокно на пластик, получится более быстрый и дешевый материал, чем металл, но такой же прочный.
• Нитинол : этот материал, напечатанный на 3D-принтере, широко используется в медицинской технике, поскольку он очень эластичный. Как следует из названия, это смесь титана и никеля, которую можно сложить пополам, сохраняя свою форму.
• Бумага: Хотя бумага бесполезна в приложениях, требующих прочности, она является идеальным материалом для 3D-печати, поскольку она дает больше жизни высококачественным прототипам, чем плоские иллюстрации. Бумага может использоваться для 3D-печати в мельчайших деталях, она дешева и легко доступна для всех видов проектов.

Полимеры для применения при высоких температурах

Для применения при высоких температурах можно использовать несколько полимеров. Эти полимеры долговечны и легко поддаются 3D-печати:

• PEEK или полиэфирэфиркетон. Являясь частью семейства PAEK, PEEK используется в ситуациях, когда требуется чрезвычайно прочный материал, способный выдерживать высокие температуры.
• ПЭИ или полиэфиримид. PEI — один из первых высокотемпературных материалов для 3D-принтеров. Это более доступный вариант, который часто используется в аэрокосмической отрасли, хотя он не такой прочный и имеет меньшее тепловое сопротивление.
• PPSU/PPSF или полифенилсульфон. Этот высокотемпературный, высокопрочный материал не имеет точки плавления благодаря аморфной внутренней структуре. Он также химически устойчив.

Процесс 3D-печати может существенно различаться в зависимости от желаемого результата. Тем не менее, есть вспомогательный материал для любого вообразимого проекта. Хотя все они требуют некоторой степени постобработки, она может варьироваться в зависимости от материала и может быть важным фактором. В то время как этот список касается многих, есть бесконечные возможности, которые заставят продукт взлететь. Мы надеемся, что эта запись в блоге дала вам более четкое представление о том, какие материалы можно напечатать в 3D.