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全面解析3D打印塑料種類、特性和應(yīng)用

 

3D打印概述





3D打印,又稱增材制造,是一種快速成型技術(shù), 它的核心原理是“分層制造,逐層疊加”。3D打印是近十年才頻繁出現(xiàn)在國(guó)人視野中的技術(shù),事實(shí)上,早在30多年前,工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備已經(jīng)推向市場(chǎng)了。




1983年,3D Systems創(chuàng)始人Chuck Hull先生制造了有史以來** 3D 打印部件,成功發(fā)明立體光固化成型技術(shù)。1986年,3D Systems 由 Chuck Hull 共同創(chuàng)建,成為世界** 3D 打印公司。1987年,3D Systems 將全球首款 3D 打印機(jī) SLA-1 立體光固化成型 (SLA) 打印機(jī)成功推向市場(chǎng)。3D Systems至今已譜寫 30 余年的開拓歷程,成為一家全球化的 3D 解決方案提供商。

3D打印特別適合小批量、定制化、具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件的生產(chǎn)。

現(xiàn)階段,3D打印在設(shè)備和材料兩個(gè)核心環(huán)節(jié)都有進(jìn)一步的突破。對(duì)于用戶來說,要真正實(shí)現(xiàn)和發(fā)揮增材制造的好處,必須了解多種多樣可利用的材料以及每種材料如何發(fā)揮各自的具體特性來提升原型或生產(chǎn)用部件的品質(zhì)。下文中,我們會(huì)詳細(xì)介紹3D打印塑料材料的*新發(fā)展。





 

3D打印材料前沿資訊




到目前為止,3D打印材料中發(fā)展*為成熟的材料是塑料材料。塑料3D打印材料種類多樣,用途廣泛。使用塑料材料進(jìn)行3D打印,可實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)娜嵝?、耐用性、剛度、韌性、穩(wěn)定性、透明度、外觀和質(zhì)感、生物兼容性、耐熱性、防潮性等。


下文中,我們以特性分類,分別給大家介紹通用型、堅(jiān)固耐用型、透明型和可鑄造材料4大類材料。


01

通用


這些材料非常適合:小批量生產(chǎn);用于建模的母模;消費(fèi)性電子組件。


(1)類聚丙烯:柔性塑料

特性:** ;耐用、高柔性 ;卓越的形狀穩(wěn)定性。

適用于:原型制造;功能測(cè)試;小批量生產(chǎn);RTV/硅膠模具的母模;卡扣裝配件。


*上圖(右)為Figure 4? FLEX-BLK 10,是一種耐用的黑色柔性材料,與 Figure 4 技術(shù)搭配使用。


與其它多款3D打印材料一樣,Figure 4? FLEX-BLK 10同樣具有極佳的斷裂伸長(zhǎng)率和耐沖擊強(qiáng)度,可用于原型,功能測(cè)試和小批量生產(chǎn)應(yīng)用。觀看視頻,了解Figure 4 FLEX-BLK 10材料在抗沖擊強(qiáng)度測(cè)試中的表現(xiàn):


視頻資料,建議WiFi觀看 



(2)原型制造彈性體:設(shè)計(jì)和原型制造用彈性體

特性:類橡膠;優(yōu)異的壓縮特性;高伸長(zhǎng)率。

適用于:設(shè)計(jì)驗(yàn)證和測(cè)試,如包覆成型模型、擋風(fēng)雨條、密封件、橡膠密封圈、墊片;適用于工業(yè)和消費(fèi)品應(yīng)用的類橡膠和彈性產(chǎn)品。


(3)超高韌性塑料:帶來耐用模制塑料的外觀和觸感


特性:**;耐用;抗沖擊性;耐熱性;防潮性。

適用于:快速原型制造;功能裝配件;卡扣組件;消費(fèi)性電子組件;鉆孔/攻絲應(yīng)用;用于真空鑄造的母模。


(4)剛性塑料:帶來注塑模具塑料的外觀和觸感


特性:剛性;耐用;光滑表面。

適用于:快速原型制造;快速模具制造;某些醫(yī)療應(yīng)用。




02

堅(jiān)固耐用堅(jiān)固的尼龍、復(fù)合材料、類 ABS 材料和類聚丙烯材料部件

這些材料非常適合:?jiǎn)误w式組件;液體處理部件;外殼和外罩。


(1)尼龍


尼龍 11:抗沖擊性和耐疲勞性

特性:堅(jiān)固耐用;高伸長(zhǎng)率;高抗沖擊強(qiáng)度。

適用于:卡扣連接;活動(dòng)鉸鏈;接頭;管道;夾具、固定裝置和模具。

*足夠堅(jiān)硬,可替代注塑成型 ABS 和聚丙烯。提供黑色和自然色選擇。


鋁填充尼龍 12:出眾的表面光潔度和一致的機(jī)械屬性


特性:金屬表面光潔度;高剛度。

適用于:汽車、航天、消費(fèi)品領(lǐng)域的功能性原型制造和小批量生產(chǎn)部件;外殼和外罩;卡扣連接和復(fù)雜裝配件;接頭。


阻燃 Nylon 12:非常適用于航天應(yīng)用中的直接生產(chǎn)

特性:非鹵化;阻燃;極好的表面光潔度;FAR 25.853 兼容;符合 AITM 的煙霧密度和毒性指南要求;堅(jiān)固耐用。

適用于:飛機(jī)內(nèi)飾部件;消費(fèi)品和電子元件;需要阻燃性的部件。


填充 Nylon 12 復(fù)合材料:高剛度工程塑料

特性:耐熱性;耐燃油和耐油性;極佳的硬度和剛度。

適用于:小到中等批量的生產(chǎn)用部件;飛機(jī)、賽車和體育用品部件。


耐高溫 Nylon 12:堅(jiān)硬的纖維增強(qiáng)工程塑料

特性:剛性;不導(dǎo)電;射頻透明;耐熱性強(qiáng)。

適用于:*終用途部件的小批量到中批量直接制造;需要加強(qiáng)剛度的外罩和外殼;飛機(jī)和賽車零部件;體育用品。


(2)復(fù)合材料


陶瓷強(qiáng)化復(fù)合材料:耐高溫的堅(jiān)固部件

特性:耐熱性;防潮性;耐磨性;類陶瓷。

適用于:陶瓷類部件;夾具、固定裝置和模具;風(fēng)洞模型;母模;水和液體處理組件。

*適用于類復(fù)合材料原型和裝配件。


高性能復(fù)合材料:穩(wěn)定、高剛度部件


特性:耐熱性;出眾的硬度/剛度;耐磨性。

適用于:風(fēng)洞模型;發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)的汽車零部件;電氣連接器、適配器裝置、底座和插座;夾具、固定裝置和工具。


(3)類ABS:堅(jiān)固、準(zhǔn)確的功能性部件

特性:剛性;堅(jiān)硬。

適用于:設(shè)計(jì)驗(yàn)證;功能原型開發(fā);耐用組件和卡扣;短期生產(chǎn);RTV 模具的母模。

*模擬和替代數(shù)控加工和注塑成型的 ABS 制品。


(4)類聚丙烯:剛性,可在一定程度上彎曲

特性:堅(jiān)硬;彈性;耐磨性。

適用于:原型制造;快速模具制造;卡扣裝配件;活動(dòng)鉸鏈;用于真空鑄造的母模。




03

透明:堅(jiān)硬、耐熱的高度透明部件


這些材料非常適合:類聚碳酸酯組件;照明組件;某些醫(yī)療模型和設(shè)備。


(1)透明多用途樹脂:具有模制聚碳酸酯的美觀外觀的穩(wěn)定精密部件



特性:清晰、透明;剛性、堅(jiān)固。

適用于:堅(jiān)固的功能原型;透明裝配件;熔模鑄造模型;透明的展示和可視化模型,比如照明組件(透鏡等)、頭燈、瓶子。

*具有聚碳酸酯美觀外觀的**通用型材料;適用于熔模鑄造應(yīng)用。


(2)透明耐熱樹脂:耐高溫、防潮部件


特性:耐熱性;清晰、透明。

適用于:發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)部組件測(cè)試;熱流體流動(dòng);透明裝配件。

*材料透明度能夠?qū)崿F(xiàn)裝配件中內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可視化。

04

可鑄造材料


(1)鑄造蠟:100% 蠟質(zhì),適用于可重復(fù)性鑄模,無縫適應(yīng)現(xiàn)有鑄造工作流程

特性:高分辨率;高對(duì)比度顏色;100% 蠟。

適用于:金屬鑄件。


(2)透明可鑄型樹脂:穩(wěn)定的中等到超大型輕質(zhì)QuickCast 鑄模

特性:優(yōu)異的防濕/防潮性;透明;穩(wěn)定。

適用于:用于原型和生產(chǎn)部件的 QuickCast 模型;各種鑄件,包括鈦、鋁、鎂、鋅、石膏和鐵金屬鑄件。


(3)通用型可鑄造塑料:高分辨率,可呈現(xiàn)微小的精細(xì)細(xì)節(jié)特征



特性:高對(duì)比度紫色;剛性。

適用于:精美的珠寶首飾;醫(yī)療儀器和器械;定制金屬應(yīng)用。


(4)苯乙烯基鑄造材料:消耗性材料,與標(biāo)準(zhǔn)鑄造工藝兼容

無需模型制造原型和生產(chǎn)用鑄件。燒結(jié)周期短。

適用于:原型鑄造;中小批量生產(chǎn)運(yùn)行;各種鑄件,包括鈦、鋁、鎂、鋅、石膏和鐵金屬鑄件。



 

Figure 4,簡(jiǎn)化工作流程帶來競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)




Figure 4 解決方案代表了全新的數(shù)字化無模制造:3D打印直接生產(chǎn)。無論是功能原型或是*終使用件皆可無模具生產(chǎn),杰出的材料屬性性媲美注塑工藝。打開視頻了解簡(jiǎn)化的工作流程如何帶來綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì):


視頻資料,建議WiFi觀看


3D打印相關(guān)知識(shí)就先介紹到這里了。您可以看出,目前材料、設(shè)備的發(fā)展已經(jīng)到了成熟階段。另外,3D打印避免了開模環(huán)節(jié)、適應(yīng)小批量生產(chǎn)與復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件定制,即使對(duì)小工廠也能有大助益!


具有各類機(jī)械性能的生產(chǎn)級(jí)塑性材料也為各行業(yè)的無模制造和批量生產(chǎn)帶來了新的速度,準(zhǔn)確性,強(qiáng)度和耐久性,而之前只能耗費(fèi)更多時(shí)間通過傳統(tǒng)注塑等手段獲得,3D打印技術(shù)匹配豐富的工業(yè)級(jí)材料,在數(shù)小時(shí)內(nèi)即可得到**的塑料零件。