إن نطاق تطبيق التقنيات المضافة واسع: في أحد الأقطاب توجد طابعات سطح المكتب "PLA فقط" ، أما التطبيقات الزخرفية ، فمن جهة أخرى هي مصانع الطباعة المعدنية المباشرة ، فيما بينها معدات ومواد متوفرة. لفهم المواد الضرورية للحصول على جزء متين وخفيف الوزن ، ننتقل من الطباعة الشخصية إلى الطباعة الصناعية. PLA ، ABS ، SBS - المواد الاستهلاكية المألوفة لجميع الطابعات. PETG والنايلون والبولي كربونات - غريبة نوعًا ما. لكن هذه بعيدة عن أخطر المواد.
أين هناك حاجة إلى اللدائن الفائقة؟البلاستيك ذو الخصائص المميزة مفيد للغاية في الفضاء. لا ، ليس من الممكن طباعة محرك صاروخ من البلاستيك حتى الآن ، فالثبات الحراري ليس قريبًا ، ولكنه سيكون مثاليًا للأجزاء المختلفة. ومن الأمثلة على ذلك ستراتاسيس و "التحكم في المناخ" في صواريخ أطلس V. 16 قطعة مطبوعة بدلاً من 140 قطعة معدنية أسرع وأسهل وأرخص. وهذا ليس مشروعًا نظريًا ، فقد انتقل بالفعل إلى الفضاء.
مثال آخر هو الطيران. الارتفاع أقل ، لكن التطبيق أكثر ضخامة. هنا أيضًا ، هناك سبب لتقليل كتلة الأجزاء ، والانتقال إلى البلاستيك حيثما أمكن. كما أنها تستخدم في صناعة الطائرات والطباعة المباشرة بالمعادن ، عندما يتعلق الأمر بمكونات المحرك أو تفاصيل إطار جسم الطائرة ، ولكن العناصر الهيكلية الأقل تحميلًا ، مثل تهوية المقصورة والعناصر الداخلية ، هي الأفضل من البلاستيك. يتم تطوير هذا الاتجاه ، على سبيل المثال ، من قبل ايرباص.
ننزل من السماء إلى الأرض: هنا لم تعد الكتلة حرجة للغاية ، وخصائص أخرى من اللدائن الهندسية مثيرة للاهتمام. مقاومة الكيمياء العدوانية وارتفاع درجة الحرارة ، وإمكانية إنشاء هياكل لا يمكن الوصول إليها بالطرق الكلاسيكية. في نفس الوقت - سعر أقل مقارنة بالطباعة المعدنية. تستخدم المنتجات المطبوعة في الطب وصناعة النفط والغاز والصناعة الكيميائية. على سبيل المثال ، كتلة خلط مع بنية قناة معقدة ، مصنوعة للتوضيح في القسم.
على عكس اللدائن التقليديةلماذا لا تطلق PLA في الفضاء وتقوم بفتحات تهوية ABS؟ يتم تطبيق عدد من المتطلبات على اللدائن الهندسية المتعلقة بمقاومة درجات الحرارة العالية والمنخفضة ، ومقاومة الحريق ، والقوة الميكانيكية. كقاعدة ، كل مرة واحدة. لذا ، فإن "الطفو" عند التفاعل مع البيئة ، أو PLA أو حرق ABS بشكل مثالي في السماء غير مرغوب فيه لإطلاقه.
الآن - إلى ما ، في الواقع ، يتم استخدام البلاستيك في الطباعة الصناعية باستخدام تقنية FDM / FFF.
خيوط البولي كربوناتالبولي كربونات هو بلاستيك يستخدم على نطاق واسع في الصناعة مع مقاومة عالية للتأثير والشفافية ، والذي يتم إنتاجه أيضًا لتلبية احتياجات طباعة FDM. تحمل المادة درجة الحرارة بشكل أفضل من ABS ، وهي مقاومة للأحماض ، ولكنها حساسة للأشعة فوق البنفسجية ويتم تدميرها من خلال التعرض للمنتجات البترولية.
البولي النقي ، الكمبيوتردرجة حرارة التشغيل القصوى لمنتجات البولي هي 130 درجة مئوية. البولي كربوني خامل بيولوجيًا ، والمنتجات منه تتحمل التعقيم ، وهذا يسمح لك بطباعة العبوات والملحقات للأدوية.
عبس / بيسيتجمع سبيكة البولي كربونات و ABS بين قدرات الكشط والطلاء لـ ABS مع مقاومة عالية للتأثير ودرجة حرارة التشغيل. يحافظ على القوة عند درجات حرارة منخفضة - حتى -50 درجة مئوية. على عكس الكمبيوتر النقي ، يمكن تطبيقه بشكل أفضل في الحالات التي يكون فيها من الضروري إزالة الهيكل الطبقي للجزء عن طريق الطحن أو السفع الرملي. التطبيق: إنتاج العلب وعناصر التحكم للإنتاج بالقطعة والصغيرة ، واستبدال الأجزاء البلاستيكية التسلسلية في المعدات التي لم تعد تُصنع قطعها.
خيوط بولي أميدتُستخدم البولي أميدات في تصنيع الألياف الاصطناعية ، وهي مادة شائعة لطباعة التلبد بالليزر الانتقائي (SLS). للطباعة باستخدام تقنية FDM / FFF ، يتم استخدام polyamide-6 (نايلون) و polyamide-66 (نايلون) و polyamide-12 بشكل أساسي. تشمل السمات الشائعة للخيوط القائمة على البولي أميد الخمول الكيميائي وخصائص مقاومة الاحتكاك. مادة البولي أميد 12 أكثر مرونة ومرونة من PA6 و PA66. درجة حرارة التشغيل - حوالي 100 درجة مئوية ، تعديلات فردية - حتى 120.
بادئ ذي بدء ، تتم طباعة التروس من مادة البولي أميد. أفضل مادة لهذا الغرض ، والتي يمكنك العمل بها على طابعة ثلاثية الأبعاد عادية بكاميرا مغلقة. تسمح لك مقاومة التآكل بعمل الجر والكاميرات والبطانات المنزلقة. في خط العديد من الشركات المصنعة ، هناك خيوط مركبة تعتمد على البولي أميد ، مع قوة ميكانيكية أكبر.
ننتقل إلى الأكثر إثارة للاهتماميمكنك العمل باستخدام البولي أو البولي أميد على طابعة ثلاثية الأبعاد عادية. الخيوط الموصوفة أدناه أكثر تعقيدًا ، فهي تتطلب بثقًا آخر وتحافظ على درجة الحرارة في غرفة العمل ، أي أن المعدات الخاصة مطلوبة للطباعة باستخدام مواد بلاستيكية ذات درجة حرارة عالية. هناك استثناءات - على سبيل المثال ، في وكالة ناسا ، من أجل التجربة ، قاموا بتحديث Lulzbot TAZ الشهير في الولايات المتحدة للعمل مع خيوط عالية الحرارة.
بولي إيثركيتوني ، نظرة خاطفةتصل درجة حرارة تشغيل منتجات PEEK إلى 250 درجة مئوية ، ويمكن تسخينها لمدة قصيرة تصل إلى 300 - مؤشرات للخيوط المدعمة. نظرة خاطفة على عيبين: سعر مرتفع ومقاومة تأثير معتدل. والباقي إيجابيات. بلاستيك ذاتي الإطفاء ، مقاوم للحرارة ، خامل كيميائيًا. المعدات الطبية والغرسات مصنوعة من نظرة خاطفة ؛ مقاومة التآكل تسمح بطباعة تفاصيل الآليات منها.
البولي إيثيميد ، PEIإنه Ultem. عائلة بلاستيك طورتها شركة سابك. خصائص جزيرة الأمير إدوارد أكثر تواضعا من مؤشرات خاطفة ، ولكن التكلفة أقل بكثير. Ultem 1010 و 9085 هي مواد أساسية Stratasys لطباعة الأجزاء الوظيفية. هناك طلب على جزيرة الأمير إدوارد في صناعة الطيران - الكتلة أقل بكثير بالمقارنة مع سبائك الألومنيوم. درجات حرارة العمل للمنتجات ، اعتمادًا على تعديل المواد ، تصل إلى 217 درجة مئوية وفقًا للشركة المصنعة و 213 وفقًا لنتائج اختبارات Stratasys.
تتمتع PEI بنفس مزايا PEEK - المقاومة للمواد الكيميائية ومقاومة درجات الحرارة ، القوة الميكانيكية. هذه المواد التي تروج لها Stratasys كبديل جزئي للمعادن في صناعة الطيران ، للطائرات بدون طيار ، وتصنيع أدوات التشكيل ، والطباعة السريعة للأجزاء الوظيفية في الإنتاج التجريبي.
إن مكونات نظام تبريد الصواريخ Atlas V والأجزاء البلاستيكية لطائرات إيرباص ، الموضحة كمثال في بداية المراجعة ، مصنوعة من Ultem 9085.
بولي فينيل سلفون ، PPSF / PPSUمادة أخرى تجمع في خصائصها مقاومة درجات الحرارة والقوة الميكانيكية ومقاومة التأثيرات الكيميائية. تم اعتماد Stratasys PPSF لتطبيقات الفضاء والطبية. تم وضعه كمواد خام لإنتاج الأجهزة الطبية المساعدة ، يمكن تعقيمه في أجهزة التعقيم بالبخار. يتم استخدامه في تصنيع أجزاء لمصانع المعامل في الصناعة الكيميائية.
بوليسلفون PSUأقل شيوعًا بالمقارنة مع PPSU ، وله خصائص مادية مماثلة ، خاملة كيميائيًا ، إطفاء ذاتي. درجة حرارة التشغيل - 175 درجة مئوية ، أرخص بنسبة 33 ٪ مقارنة مع PPSU.
مقارنة خصائص الفتيل* التكليس لمدة ساعتين عند 140 درجة مئوية.
** Apium PEEK 450 طبيعية ، نتائج اختبار التأثير بطرق مشابهة غير متاحة. أشارت مقاومة الحرارة لطلقات خاطئة.
البيانات تخص خيوط Stratasys ، باستثناء PEEK. إذا تم تحديد مجموعة من القيم ، فقد تم إجراء الاختبارات على طول طبقات الجزء وعبرها.
حول خيوط مركبةمعظم المواد لطباعة FDM لها إصدارات مركبة. إذا تحدثنا عن PLA ، يتم إضافة مساحيق المعادن أو الخشب إليه ، لتغيير الخصائص الجمالية. يتم تعزيز الخيوط الهندسية بألياف الكربون لزيادة صلابة الجزء. لا يعتمد تأثير هذه الإضافات على خصائص البلاستيك على كميتها فحسب ، بل يعتمد أيضًا على حجم الألياف. إذا كان يمكن اعتبار المسحوق الناعم مادة مضافة زخرفية ، فإن الألياف تغير بالفعل بشكل كبير خصائص البلاستيك. لا تعني كلمة الكربون باسم المادة نفسها خصائص بارزة ، تحتاج إلى إلقاء نظرة على نتائج الاختبار. على سبيل المثال: تمتلك Stratasys Nylon12CF ضعف قوة الشد تقريبًا عند اختبارها على طول الطبقات من Nylon12.
خيار غريب هو تنفيذ التعزيز المستمر من Markforged. تقدم الشركة
خيوط تقوية لطباعة FDM المشتركة مع مواد بلاستيكية أخرى.
خصائص محددة أخرىاللدائن الهندسية ليست مقاومة فقط لدرجات الحرارة العالية والقوة الميكانيكية. بالنسبة للحالات أو الصناديق لتخزين الأجهزة الإلكترونية ، وكذلك في ظروف العمل بالسوائل المتطايرة القابلة للاشتعال ، يلزم وجود مواد ذات خصائص مقاومة للكهرباء الإستاتيكية. في خط Stratasys ، هذا ، على سبيل المثال ، ABS-ESD7.
ABS التقليدي لا يقاوم الأشعة فوق البنفسجية ، مما يحد من استخدامه بدون طلاء واق في الهواء الطلق. كبديل ، يتم اقتراح ASA ، الذي تكون خصائصه قريبة من ABS ، باستثناء وجود مقاومة للأشعة فوق البنفسجية.
البديل الأصلييمكن أن يحل البلاستيك محل المعادن في العديد من المجالات ، حيث يتفوق عليه في الخفة والحرارة والعزل الكهربائي ومقاومة الكواشف. لكن المطبوعات من أفضل خيوط FDM لا تصل إلى المؤشرات المادية للمنتجات المعدنية.
تقدم شركة BASF الكيميائية العملاقة خيوط Ultrafuse 316LX FDM ، مع جزء كبير من الفولاذ المقاوم للصدأ بنسبة 80 ٪. يتم طباعة الجزء على طابعة FDM ثم يتم وضعه في فرن ، حيث يتم حرق البلاستيك الموثق ويتم تلبيد المعدن. الجزء الذي تم الحصول عليه بهذه الطريقة أرخص بكثير من الطباعة المباشرة المصنوعة من المعدن. مع طابعة FDM وفرن مناسب ، لن تكون هناك حاجة إلى معدات جديدة على الإطلاق.
لاحظ أنه يتم تقديم حل مماثل بواسطة
Virtual Foundry - يتم خبز Filamet الخاص به ، مع مسحوق البرونز أو النحاس ، بنفس الطريقة. اختيار تلميحات معدنية في الديكور وليس تطبيق هندسي.
AIM3D لديها تنفيذ هذا المبدأ - الطابعة
ExAM 255 لا تعمل مع خيوط ، ولكن مع حبيبات. هذا يسمح لك باستخدام المواد الخام لطباعة FDM ، والتي تستخدم عادة في MIM ، صب حقن المعادن. لقطع التلبيد ، تقدم الشركة فرن
ExSO 90 . يمكنك الطباعة باستخدام حبيبات بلاستيكية ، والتي عادة ما تكون أرخص من استخدام خيوط تقليدية.
هندسة البلاستيك الخاصةلتلخيص. إذا كانت باختصار: تختلف المواد المستهلكة عن المواد التقليدية ذات درجة حرارة الطباعة العالية ، والتي تتطلب استخدام معدات خاصة ، ومقاومة شديدة للحرارة وقوة ميكانيكية للأجزاء المصنعة. للعمل مع هذه الخيوط ، هناك حاجة إلى طابعات ثلاثية الأبعاد بدرجة حرارة تشغيل الطارد 350 درجة مئوية وغرفة عمل مثبتة بالحرارة. سيساعدك
كبار المتخصصين في
متجر 3D في اختيار طابعة 3D الصناعية والبلاستيك لحل المشاكل الأكثر إثارة للاهتمام.
هل تريد أخبارًا أكثر إثارة للاهتمام من عالم التكنولوجيا ثلاثية الأبعاد؟
اشترك معنا في مواقع التواصل الاجتماعي. الشبكات:
