Точность
С помощью всех этих материалов можно создавать точные пространственные элементы. Есть, тем не менее, определенные нюансы, которые следует иметь в виду в отношении рассматриваемых видов пластика.
ABS При использовании ABS единственной существенной проблемой является заворачивание пластика при контакте с поверхностью печати. Эту проблему легко устранить, если подогревать саму поверхность печати, которая при этом должна быть гладкой, плоской и чистой. Кроме того, некоторые прибегают к дополнительным хитростям, например, наносят на поверхность смесь ABS и ацетона или сбрызгивают ее лаком для волос. Хорошие результаты дает специальное покрытие fixpad и пленка для стола.
Нагрев стола нужен для обеспечения фазового состояния контакта пластика со столом — он должен быть в состоянии упругой деформируемости — для ABS это диапазон 105-230 градусов. При температуре ниже он кристаллизуется и отслоится, а выше — перейдет в состояние вязкой текучести и тоже отслоится. Но обычно стол нагревают всего до 70 градусов. Подогрев стола обеспечивает задачу поддержания всего объема изделия при температуре упругой деформируемости с минимальным гредиентом по слоям. Но если изделие достаточно большое — более 5 см, обеспечить это условие в полной мере можно только в закрытой камере печати, что практически никогда не соблюдается в RepRap.
PLA По сравнению с ABS, слои PLA скручиваются гораздо меньше. Это дает возможность печати без подогрева стола и использовать в качестве нее любимый многими синий скотч 3М, но который недавно был снят с производства, но на замену ему пришло универсальное покрытие fixpad. Полный отказ от подогретой подложки все же может привести к небольшому скручиванию крупных слоев – хотя и не всегда. При нагревании PLA подвергается более значительным фазовым изменениям и становится более текучим. При активном охлаждении при печати можно добиться более заостренных элементов и углов – без риска получить хрупкий объект. Повышенная текучесть обеспечивает также лучшее сцепление между слоями, и результат получается более прочным. Как избежать засорения сопла в 3D-принтере.
SBS Не боится открытого воздуха и сквозняков. Хорошо липнет к столу. Имеется возможность печати и на холодном столе. SBS Watson хорошо подходит для печати крупно-габаритных макетов. Великолепная межслойная адгезия (слипание между слоями) добавляет распечатанным изделиям плюсы к прочности. Пластик допущен для изготовления медицинских изделий и детских игрушек.
PETG Аналогично, не боится открытого воздуха и сквозняков. Хорошо липнет к столу. Подогрев стола не обязателен, но может оказаться полезен, особенно в случае, если обнаруживается искажение крупных деталей. Вполне возможно печатать без подогрева, однако придется немного повозиться с настройками. Очень прочный и долговечный материал.
Polylactic Acid (PLA) 3D printing filament
PLA is naturally derived from cornstarch. This feature sets it aside from most materials, which are mostly oil-based, and it is, therefore, the most eco-friendly.
The first benefit of using PLA as a 3D printing material is that it is biodegradable. On the contrary, other oil-based plastics take a more extended time of up to 400 years to biodegrade and, at the same time, leave toxins in the environment. PLA takes about 60 years in the right conditions and does not leave toxic residues to the surrounding.
Based on the environmental factor, PLA filament is considerably the best material to print with. PLA is also commonly used as a 3D printing material because it is easy to use and can be printed faster than other materials. When printing plastics like ABS, the material warps considerably at the time of cooling. However, when PLA is used, such effects are reduced. Additionally, PLA can be used to print without a heated bed.
Виды принтеров¶
По технологии 3D печати принтеры можно разделить на 7 видов. Ниже
перечислим и кратко опишем каждый из видов.
FDM (fused deposition modeling) – метод послойного наплавления
Данный класс принтеров выдавливают материал слой за слоем через
сопло-дозатор. Являются самыми популярными принтерами на данный момент.
Печатающая головка состоит из нагревателя (хот-энд), в котором пластик
расплавляется, а затем выдавливается через сопло с отверстием малого
диаметра, а также из подающего механизма (экструдера – колд-энд),
обеспечивающего дозированную подачу материала в нагреватель.
В качестве материала таких принтеров может использоваться не только
пластик, но и разные кулинарные ингредиенты, а в случае медицинских
принтеров даже гель с набором живых клеток.
Рисунок * – FDM печать
Технология Polyjet
Суть данной технологии лежит в выстреливании маленьких доз фотополимера
из тонких сопел, как при струйной печати, но в случае это технологии
материал полимеризуется на поверхности изготавливаемого девайса под
воздействием ультрафиолетового излучения. В отличии от стереолитографии,
о которой речь пойдет чуть позже, в Polyjet печатать можно различными
материалами.
Плюсы данной технологии: быстрая печать, т.к. жидкость можно наносить
очень быстро, толщина слоя до 16 микрон (Для сравнения клетка крови
составляет 10 микрон)
Минус данной технологии: печать возможна только с использованием
фотополимера, что достаточно узкоспециализировано из-за дороговизны и
хрупкости материала.
Применяются данные принтеры в промышленном прототипировании и медицине.
Рисунок 2 – технология Polyjet
LENS (LASER ENGINEERED NET SHAPING)
Материал в форме порошка выдувается из сопла и попадает на
сфокусированный луч лазера. Часть порошка, которая попадает под лазер
спекается и послойно формирует трехмерную делать. Применяется данная
технология для печати стальных и титановых объектов в промышленности.
Особенностью также является возможность смешивать разных материалов,
получая сплавы.
Рисунок 3 – LENS технология
LOM (laminated object manufacturing)
Здесь с помощью ножа или лазера сначала нарезаются тонкие ламинированные
листы материала, а затем листы прессуются и спекаются или склеиваются в
трехмерный объект. Таким образом можно делать модели из бумаги, пластика
или алюминия. В случае алюминиевых моделей используется тонкая
алюминиевая фольга, которая вырезается по контуру слой за слоем, а затем
спекается с помощью ультразвуковой вибрации.
Рисунок – LOM технология
SL (Stereolithography) Стереолитография
Данный вид печать достаточно специфичен из-за токсичности фотополимера,
для которого нужны специальные средства защиты и респираторы.
Как происходит печать:
Есть небольшая ванна с жидким полимером. Луч лазера путём воздействия УФ
лучей полимеризует поверхность материала. После того как один слой
готов, платформа с деталью опускается, жидкий полимер заполняет пустоты,
далее запекается следующий слой и процесс повторяется. После печати
производиться постобработка объекта путём удаления материалов поддержки
и шлифовки. Иногда для придания необходимых свойств модель может
запекаться в ультрафиолетовых духовках.
Преимущество данной технологии в быстроте и точности (до 10 микрон)
выполнения работы. Однако содержание такого принтера дома достаточно
сложное и дорогое.
Рисунок 5 – SL технология
LS (laser sintering) Лазерное спекание
Похоже на SL, но вместо жидкого полимера используется порошок, который
спекается лазером.
Плюсы:
- Более надёжная печать, т.к. порошок выступает надёжной поддержкой
- Порошковые материалы являются более доступными в покупке
- Минусы:
- Пористая поверхность
- Некоторый порошки взрывоопасны и требуют камеры хранения, заполненной
азотом - Долгое остывание деталей из-за высоких температур печати (ожидание до
1 дня)
Рисунок 6 – Технология лазерного спекания
Наиболее подходящие типы проектов для ABS пластика
Рабочие, прочные детали
ABS часто используется для проектов, включающих в себя рабочие детали, такие как шестерни, монтажные кронштейны, крючки, полки, запчасти и все другие виды объектов, которые требуют долговечности.
Прототипирование
ABS часто используется для создания прототипов продуктов, потому что он легко обрабатывается различными методами. ABS также является чрезвычайно распространенным пластиком для литья под давлением. Таким образом, опытные образцы 3D печати из ABS дают разработчикам хорошее представление о том, как будет работать отлитая конструкция.
Высокотемпературные проекты
ABS, по сравнению с другими пластмассами, имеет более высокую устойчивость к теплу, что делает напечатанные из ABS объекты полезными в средах, где детали сталкиваются с относительно высокими температурами, например, внутри автомобилей или около кухонного оборудования.
