En fullstendig analyse av 3D-utskrift av plastmaterialer: Fra inngangs-nivå til industrielle-applikasjoner

Plast, de mest brukte forbruksvarer i industriell 3D-utskrift, dekker nesten alle behov, fra daglige forbruksvarer til industrielle deler. Enten det er studenthåndverk, designerkonseptmodeller eller funksjonelle komponenter i fabrikker, tilbyr plast ulike egenskaper som møter utfordringene i ulike scenarier.

1. PLA (polylaktsyre)

PLA, eller polymelkesyre, er en termoplast avledet fra plantekilder som maisstivelse, kassavarot eller sukkerrør. Det er en favoritt blant miljøvernere. Det lave smeltepunktet på 170-180 grader gjør den til en ideell match for -3D-skrivere på nybegynnernivå. 3D anatomiske modeller trykt i PLA er et vanlig syn i undervisningslaboratorier, og designere foretrekker det for modellprototyper med detaljer så nøyaktige som 0,1 mm. Det er imidlertid viktig å merke seg at temperaturer over 60 grader kan føre til at PLA-produkter mykner og deformeres, så unngå å bruke dem i miljøer med høy temperatur.

2. ABS (akrylnitrilbutadienstyren)

Bilindustrien har en spesiell forkjærlighet for ABS, med materialet som dukker opp overalt fra dashbordklips til griller. Hemmeligheten ligger i dens imponerende slagstyrke på 40 MPa-tilsvarer å tåle et øyeblikkelig trykk på 3 tonn. Imidlertid krever behandling en 100 graders konstant-temperaturplattform, ellers kan kantvridning nå 2-3 mm. ABS frigjør mikropartikler under utskriftsprosessen, som kan være skadelig for menneskers helse, så utskrift må utføres i et godt ventilert miljø.

3. PETG (modifisert polyetylentereftalat)

PETG er en ikke-krystallinsk kopolyester som kombinerer brukervennligheten til PLA med styrken til ABS, samtidig som den tilbyr høy gjennomsiktighet og kjemisk motstandsdyktighet. Basert på PET, erstatter den delvis etylenglykol med 1,4-cykloheksandimetanol (CHDM), og forhindrer effektivt krystallisering og forbedrer materialets prosessytelse og gjennomsiktighet. Matemballasjeselskaper verdsetter dens syre- og alkaliresistens; krydderflasker trykket med PETG kan forbli intakte i eddikløsninger med en pH på 3,5 i opptil 18 måneder.

4. TPU (termoplastisk polyuretan)

TPU (termoplastisk polyuretan) er et elastomert materiale med utmerket fleksibilitet og slitestyrke. Hardheten varierer vanligvis fra 85A til 95A. Den kan gjennomgå betydelig deformasjon når den utsettes for kraft og raskt gå tilbake til sin opprinnelige form etter at kraften er fjernet. Dens slitestyrke er spesielt tydelig i industrisektoren. I simulert testing har drivstoffrørskjøter trykket med TPU i bilfabrikker tålt over 500 000 bøyninger og bøyninger uten å miste tetningen. Imidlertid krever dette materialet ekstremt høy ekstruderpresisjon; et dyseavvik på 0,02 mm kan forårsake svikt i bindingen mellom lag.

5. Engineering Plastics

Teknisk plast som nylon, PC og PEEK er det foretrukne valget for industriell 3D-utskrift på grunn av deres høye styrke, høye-temperaturbestandighet og korrosjonsbestandighet. Industrielt 3D-utskriftsutstyrsprodusenter, som UnionTech, bruker deres proprietære stereolitografi (SLA) og selektiv lasersintring (SLS) teknologier for å gi kjernestøtte for høy-presisjonsstøping av teknisk plast. Disse teknologiene møter romfartsindustriens behov for integrert støping av komplekse PEEK-konstruksjonsdeler.

Nylon (PA) kompositter forsterket med karbonfiber har en strekkstyrke på opptil 150 MPa og brukes til direkte produksjon av transmisjonskomponenter som girkasser, noe som reduserer vekten med 30 % sammenlignet med metalldeler. Innen det medisinske feltet brukes glass-fiber-forsterket nylon til å skrive ut ortopediske eksterne fikseringsbøyler, og oppnår en 60 % forbedring i pusteevnen sammenlignet med tradisjonell gips.

Polykarbonat (PC), med en varmeavbøyningstemperatur på 135 grader og en lystransmittans på 88 %, brukes til integrert støping av LED-frontlysglass til biler og har bestått 3000 timers forvitringstesting av xenonlamper. Vernebriller laget av skuddsikker PC tåler støtet fra en 6 mm stålkule med en hastighet på 15 m/s.

Polyetereterketon (PEEK), som opprettholder en strekkstyrke på 80 MPa ved 260 grader , brukes til høy-temperaturutskrift av flymotorsensorbraketter. Medisinsk-klasse PEEK er ISO 10993 biokompatibilitetssertifisert og kan brukes til å produsere langsiktige-implanterbare hodeskalleproteser.

Materialer som primært brukes i stereolitografi 3D-utskrift inkluderer lysfølsomme harpikser, for eksempel ingeniørplast, keramikklignende materialer og gummi-lignende materialer. Som et globalt 3D-utskriftsselskap er UnionTech forpliktet til å tilby produkter skreddersydd for de ulike behovene til industrikunder, og adresserer kostnader, utseende, detaljer, mekaniske egenskaper, kjemisk stabilitet og spesifikke applikasjonsmiljøer.

For øyeblikket har 3D-utskrift av plastmaterialer utviklet seg til et omfattende utvalg, fra generelle-formål til spesialiserte. Fremskritt innen materialmodifikasjonsteknologi kan føre til fremveksten av intelligente utskriftsmaterialer, for eksempel selv-helbredende og ledende materialer, og utvide bruksgrensene for additiv produksjon ytterligere. Bransjen må kontinuerlig fokusere på byggematerialeytelsesdatabaser og optimalisering av prosessparametere for å oppnå høyere presisjon og pålitelighet i produksjonen.