Isso torna a impressão 3D industrial mais barata

A maioria das pessoas já se deparou com a impressão 3D de uma maneira ou de outra, mas ainda existe o mito de que qualquer coisa pode ser impressa em uma impressora 3D. Mas isso está longe de ser o caso. E, como resultado, a impressão 3D não encontra ampla aplicação nas cadeias de produção de grandes empresas. O principal problema tecnológico da impressão 3D usando o método FDM é o uso de polímeros não preenchidos (polilactita, acrilonitrila butadieno estireno) como material reciclável, o que limita significativamente o escopo dos produtos obtidos com a impressão FDM.

Esse problema se deve em grande parte ao fato de que, para os materiais das hastes de polímero (filamentos), requisitos bastante "estritos" são impostos a propriedades físico-mecânicas, viscosidade do fundido - processabilidade, propriedades termofísicas, adesão a várias superfícies, etc. Assim, o filamento para 3D -Impressão é um produto de polímero completo. No entanto, a fabricação de protótipos tridimensionais com base nesses filamentos com propriedades funcionais é extremamente difícil devido à necessidade de alcançar altos parâmetros em termos de propriedades mecânicas, térmicas, elétricas e outras dos produtos finais obtidos por impressão tridimensional pelo método FDM e, ao mesmo tempo, observar os requisitos tecnológicos para o filamento, que é usado para fazer o produto final.

Em outras palavras, obter um "filamento" de materiais altamente cheios (condutores de calor, alta resistência, quimicamente resistentes etc.) é uma tarefa extremamente difícil e, em alguns casos, completamente impossível. Se o "filamento" for recebido, não será possível imprimi-lo em impressoras 3D comuns.

Em geral, o uso de materiais compostos de polímeros na impressão 3D FDM está associado a uma série de limitações e problemas:

• o desenvolvimento de composições de composições de polímeros para impressão de acordo com o método FDM, levando em conta as peculiaridades de moldar os produtos funcionais pelo método aditivo, é uma tarefa complexa de pesquisa que exige levar em consideração as propriedades dos produtos obtidos e as propriedades dos consumíveis;
• alta fragilidade e filamentos de baixo desempenho de compósitos altamente cheios;
• baixa aderência do material de enchimento na matriz polimérica sob certas condições de carga;
• falta de recursos tecnológicos para impressão com filamentos reforçados;
• Uma gama limitada de tecnologias de impressão 3D que processam materiais poliméricos cheios e altamente cheios apresentados na forma de granulado.

A solução para esse problema é a rejeição de barras de polímero e o uso de grânulos e pós, amplamente utilizados na moldagem por injeção industrial, como consumível para impressão 3D.



Para esses fins, foi desenvolvida uma impressora 3D exclusiva com uma extrusora de pistão, que permite processar materiais compostos de polímeros de baixo fluxo nas seguintes janelas tecnológicas:

1. A viscosidade das fundidas: 5 - 100 KPa × s;
2. Temperaturas de operação: 25 - 450 ° C;
3. Temperatura de uma câmara de calor: 120 ° C
3. O volume de impressão é 350 × 350 × 350 mm;
4. Velocidade de impressão de até 30 cm3 / min;
5. Precisão de posicionamento de 0,05 mm.


Materiais recicláveis:

• Elastômeros termoplásticos e termoplásticos: copolímero ABS, LDPE, PP, PVA, PETF, PMMA, PSt, 1,2-SPB, SBS, elastômeros de poliolefina termoplástica, elastômeros termoplásticos;
• Plásticos de engenharia de alta resistência: sulfeto de polifenil, poliéterétercetona, policarbonato, fluoroplástico;
• Polímeros biodegradáveis: polilácidos, poli-hidroxialcanoatos.

Como agentes de reforço curtos, para protótipos tridimensionais, uma variedade de polímeros e fibras inorgânicas pode atuar:

• Monofilamento: fibra de vidro, carbono, viscose, poliéster; fibra de poliamida, cobre, níquel, alumínio e prata;
• Fibras híbridas: fibras têxteis metálicas, de vidro e de polímeros metálicos;
• Fibras biodegradáveis: fibra de viscose, colágeno, hidrogel e polissacarídeo.

A tecnologia apresentada permitirá criar produtos a partir de materiais compósitos com uma ampla gama de aplicações, e não apenas protótipos, mas produtos funcionais já acabados, o que é relevante no contexto de tendências crescentes na introdução de materiais compósitos na indústria em larga escala e nas expectativas do mercado de tecnologia aditiva.



Comparada às impressoras 3D de "filamentos", esta tecnologia tem várias vantagens:

• uma ampla gama de materiais recicláveis ​​- existem oportunidades para o uso desses materiais que antes estavam disponíveis apenas para os usuários da dispendiosa tecnologia SLS (Selective Laser Sintering), além de até então inadequados para impressão 3D em princípio;
• Redução de 5 a 10 vezes nos custos de material;
• aumento da produtividade da extrusora e, como resultado, alta velocidade de impressão;
• preservação das propriedades iniciais do material no produto final;
• a capacidade de experimentar preenchendo o material diretamente durante a impressão;
• a capacidade de testar novos materiais diretamente na forma do produto final.

Desenvolvimentos semelhantes não são apresentados no mercado russo. As startups com desenvolvimentos semelhantes estão aparecendo no mercado ocidental, mas também são inferiores em qualidade de impressão, preço e recursos.


Peão impresso em Poliamida-6

Por que usar esse dispositivo se você pode moldar qualquer material sob pressão em uma máquina de moldagem por injeção? A resposta é simples - uma impressora 3D não requer equipamento adicional (formas de lítio, etc.), e o preço de um produto é comparável apenas ao imprimir a partir de 300.000 peças. Em outras palavras, a produção em pequena escala é 90% mais barata e não há necessidade de custos adicionais para o reequipamento, apenas para consumíveis.

Consequentemente, os potenciais consumidores são representantes de indústrias de grande escala nas indústrias automotiva e de aviação, fabricantes de produtos domésticos e técnicos, incluindo eletrônicos, centros de P&D e medicina. Além disso, a tecnologia pode encontrar sua aplicação para produção em pequena escala personalizada no conceito da Indústria 4.0.