Har du någonsin undrat varför 3D-utskriftstekniken blir starkare och ersätter äldre traditionella tillverkningstekniker?
Om du försöker lista ner orsaker till varför denna transformation sker, kommer listan med största säkerhet att börja med anpassning. Människor letar efter personalisering. De är mindre intresserade av standardisering.
Och det är på grund av denna förändring i människors beteende och förmågan hos 3D-utskriftstekniken att tillfredsställa människors behov av personalisering, genom anpassning, som den kan ersätta traditionellt standardiseringsbaserad tillverkningsteknik.
Flexibilitet är en dold faktor bakom människors sökande efter personalisering. Och det faktum att det finns flexibelt 3D-utskriftsmaterial tillgängligt på marknaden som gör det möjligt för användare att utveckla fler och mer flexibla delar och funktionella prototyper är en källa till ren lycka för vissa användare.
3D-printade mode och 3D-printade protesarmar är exempel på applikationer där 3D-utskrifts flexibilitet bör uppskattas.
Gummi 3D-utskrift är ett område som fortfarande är i forskning och som ännu inte utvecklas. Men för närvarande har vi ingen 3D-utskriftsteknik av gummi, tills gummi blir helt utskrivbart måste vi klara oss med alternativ.
Och enligt forskning kallas de närmaste alternativen till gummi som faller in i termoplastiska elastomerer. Det finns fyra olika typer av flexibla material som vi kommer att titta på ingående i den här artikeln.
Dessa flexibla 3D-utskriftsmaterial heter TPU, TPC, TPA och Soft PLA. Vi börjar med att ge dig ett kort om Flexibelt 3D-utskriftsmaterial i allmänhet.
Vad är det mest flexibla filamentet?
Att välja flexibla filament för ditt nästa 3D-utskriftsprojekt kommer att öppna upp en värld av olika möjligheter för dina utskrifter.
Inte bara kan du skriva ut en rad olika objekt med din flexfilament, utan även om du har en dubbel- eller flerhuvudsextruder som innehåller skrivare, kan du skriva ut ganska fantastiska saker med detta material.
Delar och funktionella prototyper som skräddarsydda flip flops, stresskulhuvuden eller helt enkelt vibrationsdämpare kan skrivas ut med din skrivare.
Om du är fast besluten att göra Flexi-filament till en del av utskriften av dina föremål, kommer du säkert att lyckas få din fantasi närmast verkligheten.
Med så många tillgängliga alternativ idag inom detta område, skulle det vara svårt att föreställa sig den tid som redan har gått inom området 3D-utskrift med frånvaron av detta utskriftsmaterial.
För användarna var det jobbigt att skriva ut med flexibla filament på den tiden. Smärtan berodde på många faktorer som rörde sig runt ett vanligt faktum att dessa material är väldigt mjuka.
Mjukheten hos det flexibla 3D-utskriftsmaterialet gjorde dem riskabla att skrivas ut med vilken skrivare som helst, istället behövde du något riktigt pålitligt.
De flesta av skrivarna på den tiden stod inför problemet med push-string-effekt, så när du tryckte något på den tiden utan styvhet genom ett munstycke, böjde det sig, vred sig och kämpade emot det.
Alla som är bekanta med att hälla tråd från en nål för att sy någon form av tyg kan relatera till detta fenomen.
Bortsett från problemet med den tryckande effekten, var tillverkning av mjukare filament som TPE en mycket svår uppgift, särskilt med goda toleranser.
Om du överväger dålig tolerans och börjar tillverka, finns det chanser att filamentet som du har tillverkat kan behöva genomgå dålig detaljering, fastklämning och extruderingsprocess.
Men saker och ting har förändrats, för närvarande finns det en rad mjuka filament, några av dem även med elastiska egenskaper och varierande nivåer av mjukhet. Soft PLA, TPU och TPE är några av exemplen.
Shore hårdhet
Detta är ett vanligt kriterium som du kan se när filamenttillverkare nämner tillsammans med namnet på deras 3D-utskriftsmaterial.
Shore Hardness definieras som måttet på motståndet varje material har mot intryck.
Denna skala uppfanns förr när folk inte hade någon referens när de pratade om hårdheten hos något material.
Så innan Shore-hårdheten uppfanns, var människor tvungna att använda sina erfarenheter för andra för att förklara hårdheten hos något material som de hade experimenterat med, snarare än att nämna ett nummer.
Denna skala blir en viktig faktor när man överväger vilket formmaterial man ska välja för tillverkning av en del av en funktionell prototyp.
Så när du till exempel vill välja mellan två gummin för att göra en form av gipsstående ballerina, skulle Shore-hårdheten säga att du har ett gummi med kort hårdhet 70 A är mindre användbart än gummi med en shore-hårdhet på 30 A.
Vanligtvis när du arbetar med filament kommer du att veta att den rekommenderade shore-hårdheten för ett flexibelt material sträcker sig från 100A till 75A.
Där, uppenbarligen, det flexibla 3D-utskriftsmaterialet som har en shore-hårdhet på 100A skulle vara hårdare än det som har 75A.
Vad ska man tänka på när man köper en flexibel filament?
Det finns olika faktorer att tänka på när du köper filament, inte bara flexibla sådana.
Du bör utgå från en mittpunkt som är den viktigaste för dig att ha, något som kvaliteten på material som kommer att resultera i en snygg del av en funktionell prototyp.
Då bör du tänka på tillförlitligheten i försörjningskedjan, dvs materialet som du använder en gång för 3D-utskrift bör vara kontinuerligt tillgängligt, annars skulle du sluta använda vilken begränsad del av 3D-utskriftsmaterial som helst.
Efter att ha funderat på dessa faktorer bör du tänka på hög elasticitet, en stor variation av färger. För, inte varje flexibelt 3D-utskriftsmaterial skulle vara tillgängligt i den färg som du vill köpa det i.
Efter att ha övervägt alla dessa faktorer kan du ta hänsyn till företagets kundservice och pris jämfört med andra företag på marknaden.
Vi kommer nu att lista några av de material som du kan välja för att trycka en flexibel del eller funktionell prototyp.
Lista över flexibla 3D-utskriftsmaterial
Alla de nedan nämnda materialen har några grundläggande egenskaper som att de alla är flexibla och mjuka till sin natur. Materialen har utmärkt utmattningsbeständighet och goda elektriska egenskaper.
De har extraordinär vibrationsdämpning och slaghållfasthet. Dessa material uppvisar motståndskraft mot kemikalier och väder, de har en god riv- och nötningsbeständighet.
Samtliga är återvinningsbara och har en bra stötdämpningsförmåga.
Skrivarförutsättningar för utskrift med flexibelt 3D-utskriftsmaterial
Det finns vissa standarder att ställa in din skrivare på innan du skriver ut med dessa material.
Extrudertemperaturintervallet för din skrivare bör vara mellan 210 och 260 grader Celsius, medan bäddtemperaturområdet bör från omgivningstemperatur till 110 grader Celsius beroende på glasövergångstemperaturen för materialet som du är villig att skriva ut.
Den rekommenderade utskriftshastigheten vid utskrift med flexibla material kan vara allt från så låg som fem millimeter per sekund till trettio millimeter per sekund.
Extrudersystemet på din 3D-skrivare ska vara en direktdrift och du rekommenderas att ha en kylfläkt för snabbare efterbearbetning av delar och funktionella prototyper som du tillverkar.
Utmaningar vid utskrift med dessa material
Naturligtvis finns det några punkter som du måste ta hand om innan du skriver ut med dessa material baserat på de svårigheter som tidigare har mötts av användare.
-Termoplastiska elastomerer är kända för att hanteras dåligt av extruders av skrivaren.
-De absorberar fukt, så förvänta dig att ditt tryck poppar upp i storlek om filamentet inte förvaras på rätt sätt.
-Termoplastiska elastomerer är känsliga för snabba rörelser så det kan spännas upp när det trycks genom extrudern.
TPU
TPU står för termoplastisk polyuretan. Det är mycket populärt på marknaden, så när du köper flexibla filament finns det stora chanser att detta material är vad du ofta stöter på jämfört med andra filament.
Det är känt på marknaden för att uppvisa en större styvhet och möjlighet att extrudera lättare än andra filament.
Detta material har anständig styrka och hög hållbarhet. Den har ett högt elastiskt område i storleksordningen 600 till 700 procent.
Shore-hårdheten för detta material varierar från 60 A till 55 D. Det har utmärkt tryckbarhet, är halvtransparent.
Dess kemiska motståndskraft mot fett i naturen och oljor gör den mer lämplig att använda med 3D-skrivare. Detta material har hög nötningsbeständighet.
Du rekommenderas att hålla skrivarens temperaturintervall mellan 210 och 230 grader Celsius och sängen mellan ouppvärmd temperatur till 60 grader Celsius när du skriver ut med TPU.
Utskriftshastigheten, som nämnts ovan, bör vara mellan fem och trettio millimeter per sekund, medan du för bäddvidhäftning rekommenderas att använda en Kapton eller målartejp.
Extrudern bör vara en direktdriven och kylfläkten rekommenderas inte åtminstone för de första lagren av denna skrivare.
TPC
De står för termoplastisk sampolyester. Kemiskt är de polyeterestrar som har en alternerande slumpmässig längdsekvens av antingen långa eller kortkedjiga glykoler.
De hårda segmenten i denna del är kortkedjiga esterenheter, medan de mjuka segmenten vanligtvis är alifatiska polyetrar och polyesterglykoler.
Eftersom detta flexibla 3D-utskriftsmaterial anses vara ett material av teknisk kvalitet, är det inte något du skulle se så ofta som TPU.
TPC har en låg densitet med ett elastiskt område på 300 till 350 procent. Dess Shore-hårdhet sträcker sig allt från 40 till 72 D.
TPC visar god motståndskraft mot kemikalier och hög hållfasthet med god termisk stabilitet och temperaturbeständighet.
När du skriver ut med TPC rekommenderas du att hålla temperaturen i intervallet 220 till 260 grader Celsius, bäddtemperaturen i intervallet 90 till 110 grader Celsius och utskriftshastighetsintervallet på samma sätt som TPU.
TPA
Den kemiska sampolymeren av TPE och nylon som heter Thermoplastic Polyamide är en kombination av slät och glänsande textur som kommer från nylon och flexibiliteten som är en välsignelse för TPE.
Den har hög flexibilitet och elasticitet i intervallet 370 och 497 procent, med en Shore-hårdhet i intervallet 75 och 63 A.
Den är exceptionellt hållbar och visar tryckbarhet på samma nivå som TPC. Den har bra värmebeständighet samt skiktvidhäftning.
Skrivarens extrudertemperatur vid utskrift av detta material bör ligga i intervallet 220 till 230 grader Celsius, medan bäddtemperaturen bör vara i intervallet 30 till 60 grader Celsius.
Utskriftshastigheten på din skrivare kan vara densamma som den rekommenderas vid utskrift av TPU och TPC.
Bäddvidhäftning av skrivaren bör vara PVA-baserad och extrudersystemet kan vara en direktdrivning såväl som Bowden.
Posttid: 2023-jul-10