Из чего сделан 3D-принтер

Обновлено: 03.07.2024

Материалы, используемые для 3D-печати, столь же разнообразны, как и продукты, получаемые в результате этого процесса. Таким образом, 3D-печать достаточно гибкая, чтобы производители могли определять форму, текстуру и прочность продукта. Лучше всего то, что эти качества могут быть достигнуты с гораздо меньшим количеством шагов, чем обычно требуется в традиционных средствах производства. Кроме того, эти продукты могут быть изготовлены из различных материалов для 3D-печати.

Для того, чтобы 3D-печать была реализована в виде готового продукта, необходимо сначала отправить на принтер подробное изображение рассматриваемого дизайна. Детали отображаются на стандартном языке треугольников (STL), который передает сложность и размеры данного дизайна и позволяет компьютерному 3D-принтеру видеть дизайн со всех сторон и углов.

По сути, дизайн STL эквивалентен нескольким плоским проектам в одном компьютерном файле.

Ожидается, что в ближайшем будущем индустрия 3D-печати превысит 10-значную отметку, и пластик станет основным материалом для развития этого рынка. Согласно недавнему исследованию SmarTech Markets Publishing, рынок 3D-печати, вероятно, превысит 1,4 миллиарда долларов к 2020 году. В связи с продолжающимся расширением рынка отрасль ищет новые способы производства пластмасс, включая использование органических ингредиентов, таких как соевое масло и кукуруза. Следовательно, пластик станет самым экологически безопасным вариантом для 3D-печати.

Пластик

Из всего сырья для 3D-печати, используемого сегодня, пластик является наиболее распространенным. Пластик — один из самых разнообразных материалов для 3D-печатных игрушек и предметов домашнего обихода. Изделия, изготовленные с использованием этой техники, включают настольную посуду, вазы и фигурки. Пластиковые нити доступны в прозрачной форме, а также в ярких цветах, среди которых особенно популярны красный и лимонно-зеленый. Пластиковые нити продаются в катушках и могут иметь как матовую, так и блестящую текстуру.

Благодаря своей прочности, гибкости, гладкости и широкому выбору цветов привлекательность пластика легко понять. Будучи относительно доступным вариантом, пластик, как правило, не требует больших затрат как у создателей, так и у потребителей.

Пластиковые изделия обычно изготавливаются с помощью FDM-принтеров, в которых термопластичные нити плавятся и формуются слой за слоем. Типы пластика, используемые в этом процессе, обычно изготавливаются из одного из следующих материалов:

Полиастомическая кислота (PLA). Один из самых экологичных вариантов для 3D-принтеров. Полиастовая кислота производится из натуральных продуктов, таких как сахарный тростник и кукурузный крахмал, и поэтому является биоразлагаемой. Ожидается, что в ближайшие годы в индустрии 3D-печати будут доминировать пластмассы, изготовленные из полиастовой кислоты, доступные в мягкой и твердой формах. Твердый PLA – более прочный и поэтому более подходящий материал для широкого спектра продуктов.
Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС). АБС-пластик ценится за свою прочность и безопасность и является популярным вариантом для домашних 3D-принтеров. Этот материал, также называемый «пластиком LEGO», состоит из пастообразных нитей, которые придают АБС-пластику прочность и гибкость. ABS доступен в различных цветах, что делает материал подходящим для таких продуктов, как наклейки и игрушки. Азбука становится все более популярной среди мастеров, ее также используют для изготовления украшений и ваз.
Пластмасса на основе поливинилового спирта (ПВА). Используемый в недорогих домашних принтерах, ПВА является подходящим пластиком для поддержки различных растворимых материалов. Хотя ПВА не подходит для продуктов, требующих высокой прочности, он может быть недорогим вариантом для предметов временного использования.
Поликарбонат (ПК). Поликарбонат используется реже, чем вышеупомянутые виды пластика. Он работает только в 3D-принтерах с соплом и работает при высоких температурах. Среди прочего, из поликарбоната изготавливают недорогой пластиковый крепеж и формовочные лотки.

Пластиковые изделия, изготовленные на 3D-принтерах, бывают самых разных форм и консистенций: от плоских и круглых до рифленых и сетчатых. Быстрый поиск изображений Google покажет новый ассортимент пластиковых изделий, напечатанных на 3D-принтере, таких как сетчатые браслеты, зубчатые колеса и фигурки Невероятного Халка. Домашние мастера теперь могут приобрести поликарбонатные катушки ярких цветов в большинстве магазинов.

Порошки

Полиамид (нейлон): благодаря своей прочности и гибкости полиамид обеспечивает высокий уровень детализации продукта, напечатанного на 3D-принтере. Этот материал особенно подходит для соединения и соединения деталей в модели, напечатанной на 3D-принтере. Полиамид используется для печати всего, от застежек и ручек до игрушечных машинок и фигурок.
Алюминид. Порошок алюминия, состоящий из смеси полиамида и серого алюминия, позволяет создавать одни из самых прочных моделей, напечатанных на 3D-принтере. Порошок, узнаваемый по зернистому и песочному внешнему виду, подходит для промышленных моделей и прототипов.

В виде порошка такие материалы, как сталь, медь и другие металлы, легче транспортировать и придавать им желаемую форму. Как и в случае с различными типами пластика, используемого в 3D-печати, металлический порошок необходимо нагреть до такой степени, чтобы его можно было распределить слой за слоем, чтобы сформировать законченную форму.

Смолы

Одним из наиболее ограниченных и, следовательно, менее используемых материалов в 3D-печати является смола. По сравнению с другими материалами, применимыми в 3D, смола обладает ограниченной гибкостью и прочностью. Изготовленная из жидкого полимера смола достигает своего конечного состояния под воздействием УФ-излучения. Смола обычно встречается в черном, белом и прозрачном вариантах, но некоторые печатные изделия также производятся в оранжевом, красном, синем и зеленом цветах.

Материалы делятся на следующие три категории:

Смолы с высокой детализацией: обычно используются для небольших моделей, требующих сложной детализации. Например, этой маркой смолы часто печатают четырехдюймовые фигурки со сложным гардеробом и деталями лица.
Смола, поддающаяся окрашиванию: смолы этого класса, которые иногда используются в 3D-печати с гладкой поверхностью, отличаются своей эстетической привлекательностью. Статуэтки с визуализированными деталями лица, например фей, часто делают из смолы, которую можно красить.
Прозрачная смола. Это самая прочная смола, поэтому она лучше всего подходит для целого ряда продуктов, напечатанных на 3D-принтере. Часто используется для моделей, которые должны быть мягкими на ощупь и прозрачными на вид.

Прозрачные смолы прозрачных и цветных разновидностей используются для изготовления фигурок, шахматных фигур, колец и мелких бытовых аксессуаров и приспособлений.

Металл

Вторым по популярности материалом в индустрии 3D-печати является металл, который используется в процессе, известном как прямое лазерное спекание металла или DMLS. Этот метод уже используется производителями оборудования для авиаперевозок, которые используют 3D-печать металлом для ускорения и упрощения изготовления компонентов.

Принтеры DMLS также завоевали популярность у производителей ювелирных изделий, которые можно производить гораздо быстрее и в больших количествах — и все это без долгих часов кропотливой кропотливой работы — с помощью 3D-печати.

Металл позволяет производить более прочные и, возможно, более разнообразные предметы повседневного обихода. Ювелиры использовали сталь и медь для изготовления браслетов с гравировкой на 3D-принтерах. Одним из основных преимуществ этого процесса является то, что работа по гравировке выполняется принтером. Таким образом, браслеты можно обрабатывать партиями всего за несколько механически запрограммированных шагов, которые не требуют ручного труда, который когда-то требовался при гравировке.

Технология 3D-печати на основе металла также открывает двери для производителей машин, которые в конечном итоге могут использовать DMLS для производства со скоростью и в больших объемах, которые были бы невозможны с современным сборочным оборудованием. Сторонники этих разработок считают, что 3D-печать позволит производителям машин производить металлические детали с большей прочностью, чем обычные детали, состоящие из очищенных металлов.

Тем временем использование 3D-деталей становится все более популярным в аэрокосмической отрасли. Компания GE Aviation планирует к 2020 году печатать 35 000 форсунок для двигателей в годовом исчислении.

Диапазон металлов, применимых для метода DMLS, столь же разнообразен, как и различные типы пластика для 3D-принтеров:

Нержавеющая сталь: идеально подходит для распечатки столовых приборов, посуды и других предметов, которые в конечном итоге могут вступить в контакт с водой.
Бронза: можно использовать для изготовления ваз и других приспособлений.
Золото: идеально подходит для печатных колец, серег, браслетов и ожерелий.
Никель: подходит для печати монет.
Алюминий: идеально подходит для тонких металлических предметов.
Титан: предпочтительный выбор для прочных и прочных светильников.

В процессе печати металл используется в виде пыли. Металлическая пыль обжигается для придания ей твердости. Это позволяет печатникам отказаться от литья и напрямую использовать металлическую пыль при формировании металлических деталей. После завершения печати эти детали можно подвергнуть электрополировке и выпустить на рынок.

Металлическая пыль чаще всего используется для печати прототипов металлических инструментов, но ее также используют для производства готовой товарной продукции, например ювелирных изделий. Порошкообразный металл даже использовался для изготовления медицинских устройств.

Когда для 3D-печати используется металлическая пыль, процесс позволяет уменьшить количество деталей в готовом изделии.Например, 3D-принтеры производят ракетные форсунки, состоящие всего из двух частей, тогда как аналогичное устройство, сваренное традиционным способом, обычно состоит из более чем 100 отдельных частей.

Углеродное волокно

Композиты, такие как углеродное волокно, используются в 3D-принтерах в качестве верхнего слоя поверх пластиковых материалов. Цель состоит в том, чтобы сделать пластик более прочным. Сочетание углеродного волокна и пластика использовалось в индустрии 3D-печати как быстрая и удобная альтернатива металлу. Ожидается, что в будущем трехмерная печать из углеродного волокна заменит гораздо более медленный процесс укладки углеродного волокна.

Используя проводящий карбоморф, производители могут сократить количество шагов, необходимых для сборки электромеханических устройств.

Графит и графен

Графен стал популярным материалом для 3D-печати благодаря своей прочности и проводимости. Этот материал идеально подходит для деталей устройств, которые должны быть гибкими, таких как сенсорные экраны. Графен также используется для изготовления солнечных батарей и деталей зданий. Сторонники варианта с графеном утверждают, что это один из самых гибких материалов для 3D-применения.

Использование графена в печати получило наибольший импульс благодаря партнерству между 3D Group и Kibaran Resources, австралийской горнодобывающей компанией. Чистый углерод, впервые обнаруженный в 2004 году, в ходе лабораторных испытаний оказался наиболее электропроводным материалом. Графен легкий, но прочный, что делает его подходящим материалом для целого ряда продуктов.

Нитинол

Нитинол, широко используемый в медицинских имплантатах, ценится в мире 3D-печати за его сверхэластичность. Изготовленный из смеси никеля и титана, нитинол может изгибаться в значительной степени, не ломаясь. Даже если сложить пополам, материал можно восстановить до первоначальной формы. Таким образом, нитинол является одним из самых прочных материалов с гибкими свойствами. При производстве медицинских изделий нитинол позволяет печатникам делать вещи, которые в противном случае были бы невозможны.

Бумага

Дизайны можно печатать на бумаге с помощью 3D-технологии, чтобы получить гораздо более реалистичный прототип, чем плоская иллюстрация. Когда дизайн представляется на утверждение, 3D-печатная модель позволяет докладчику передать суть дизайна с большей детализацией и точностью. Это делает презентацию гораздо более убедительной, поскольку дает более яркое представление о инженерных реалиях, если проект будет реализован.

Получите 3D-покрытие от компании Sharretts Plating

Уже более 90 лет компания Sharretts Plating предлагает быстрые, доступные и высококачественные услуги по гальванике. Работая на нашем производственном предприятии площадью 70 000 квадратных футов в Пенсильвании, мы предлагаем услуги клиентам в Северной Америке и за рубежом. Мы являемся одной из самых всемирно признанных компаний в области гальванопокрытий, и наши специалисты по настройке знают, что могут доверять нам в гальванопокрытии, отделке металла и других решениях.

Каждое десятилетие компания SPC остается в авангарде инноваций в области гальваники. Теперь, когда технология 3D-печати приближается к зрелости, мы полны решимости удовлетворить потребности этой захватывающей и революционно новой формы создания продукта.

Наш обширный опыт SPC в области гальванопокрытий позволил нам применить эти возможности к деталям, напечатанным на 3D-принтере. В последние годы мы применяли отделку поверхности для 3D-деталей, производимых электронными и автомобильными компаниями, а также во многих других отраслях. Независимо от вашей отрасли, мы можем настроить процесс, который подойдет для ваших продуктов.

В конечном итоге компании, освоившие эту технологию, обязательно получат преимущество перед своими конкурентами. Просмотрите нашу страницу 3D-печати, чтобы узнать больше о вариантах, и свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить бесплатное предложение.

Список материалов, используемых в 3D-печати, становится длиннее и интереснее с каждым днем. А ее расширение — это многомиллиардная гонка прямо сейчас.

Пластик по-прежнему остается самым популярным материалом для 3D-печати.
По мере роста рыночной стоимости 3D-печати растет и список материалов, которые можно использовать.
Сырье, такое как металл, графит и углеродное волокно, обычно используется для 3D-печати, хотя домашнее использование пока ограничивается PLA.

Мороженое. Молекулы для медицины. Даже человеческая кожа.Список материалов, используемых в 3D-печати, становится длиннее и интереснее с каждым днем. А его расширение — это многомиллиардная гонка вооружений прямо сейчас.

Недавно опубликованное исследование рынка 3D-печати показало, что мировой рынок продуктов для 3D-печати в 2020 году оценивался в 12,6 млрд долларов США, а к 2036 году ожидается его рост до 37,2 млрд долларов США. .

Какой материал чаще всего используется для 3D-печати?

Пластик по-прежнему доминирует в 3D-печати. Согласно отчету Grand View Research, объем мирового рынка пластмасс для 3D-печати в 2020 году оценивался в 638,7 млн долларов, а к 2027 году ожидается его рост до 2,83 млрд долларов.

Этот материал — не просто «повседневный» пластик. В 3D-печати чаще всего используются два типа пластика:

PLA. Полимолочная кислота (PLA) — самый популярный материал для 3D-печати. Это биоразлагаемый пластик, изготовленный из возобновляемых источников, таких как кукурузный крахмал. Его низкая температура плавления позволяет легко использовать его в домашних условиях.
АБС: акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) лучше всего подходит для деталей, требующих прочности и гибкости, таких как компоненты автомобилей или бытовая техника. Он также известен своей низкой стоимостью.

Но это не останавливается на достигнутом в мире материалов для 3D-печати.

3 других материала, которые можно использовать в 3D-принтере

1. Металл

Используется для: готовых к установке деталей, готовой продукции, прототипов

Если и есть второе место после пластика, то это металл. Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) — это метод, который, в отличие от печати на пластике, может быть использован для изготовления готового промышленного продукта или прототипа. Авиационная промышленность уже является одним из первых сторонников и потребителей печати DMLS для оптимизации операций и производства готовых к установке деталей. Уже есть массовые DMLS-принтеры для создания украшений с помощью 3D-печати.

Рост и популярность 3D-печати металлами открывает возможности для производства и создания более эффективных деталей машин, которые в настоящее время не могут производиться серийно на месте. Это может привести к лучшим проводникам, прочности на растяжение и другим свойствам лабораторных металлов, чем металлы, добытые и очищенные, такие как сталь и медь.

В аэрокосмической отрасли вопросы материалов в значительной степени решены, а создание объемных деталей — это Святой Грааль. GE Aviation начала печатать топливные форсунки для своего реактивного двигателя LEAP в 2016 году, нарастив выпуск до 30 000 деталей менее чем за три года и напечатав 100 000-й форсунку в 2021 году. Преемник LEAP, RISE, также будет включать детали, напечатанные на 3D-принтере.

Иллюстрация молекулярной структуры графена. Прочный и гибкий графен используется в электронике для 3D-печати.

2. Графит и графен

Используется для: электроники, освещения

Зарегистрированная в Австралии компания Kibaran Resources, занимающаяся добычей графита и никеля, заключила партнерское соглашение с компанией, занимающейся 3D-печатью, 3D Group, чтобы разделить затраты на разработку научно-исследовательского предприятия 3D Graphtech Industries.

Партнерство занимается получением патентов для исследования 3D-печати графитом и графеном, чистой формой углерода, впервые созданной в лаборатории в 2004 году. Графен лучше проводит электричество, он прочнее, легче изолируется и легче других проводников, представленных сегодня на рынке. . Он превосходит даже лучших дирижеров в несколько раз. Поскольку он должен быть создан в лаборатории, он является хорошим примером того, какое массовое производство металлов может быть достигнуто с помощью аддитивного производства.

Материалы для исследований и разработок поступают из рудников Кибарана в Танзании, где был обнаружен графит с высокой степенью кристалличности и чистотой углерода 99,9%. Это невероятно хорошо подходит для производства графена.

Полупроводниковая промышленность также заинтересована в производстве больших объемов графена. Например, IBM нашла способ использовать его для светодиодного освещения в 2014 году. Возможность 3D-печати листов материала для использования в светодиодах может серьезно снизить затраты на производство освещения.

3. Углеродное волокно

Используется для: подшипников, деталей, монтажа электрических кабелей

Что касается графита, то углеродное волокно (которое подвергается процессу окисления, который растягивает полимер) может быть добавлено к более традиционному пластику для создания композита, который может быть таким же прочным, как сталь, но менее интенсивным в использовании, чем алюминий, говорит Markforged. Широкоформатные 3D-принтеры компании предназначены для более быстрой печати прочных деталей при значительно меньших затратах.

Тем временем стартап Impossible Objects также изучает углеродное волокно, а также стекло, кевлар и стекловолокно. Принтер компании также может работать с термопластичными полимерами PEEK (полиэфирэфиркетон), которые обычно используются для подшипников, деталей поршня и прокладки электрических кабелей.

Новые материалы для 3D-печати

Индустрия 3D-печати экспериментирует с широким спектром инновационных подходов, таких как смолы на биологической основе из кукурузного и соевого масла, порошки, нитинол и даже бумага.

Нужен ли мне новый 3D-принтер для этих материалов?

Поскольку список материалов растет, что это означает для фактического оборудования? Прямо сейчас, на потребительском уровне, пластик настолько хорош, насколько это возможно. Например, Dremel 3D40 Flex стоимостью 1399 долларов США ограничен PLA.

Сегодня несколько принтеров полностью ориентированы на DMLS, в том числе 3DSystems DMP Flex 350 и несколько моделей от Stratasys, но в настоящее время они стоят более 100 000 долларов США каждый, поскольку принтеры DMLS горят намного сильнее, чем их пластиковые аналоги, поскольку порошки и металлы, которые они используют, создать имеют более высокие температуры плавления. Более прочные корпуса и более мощные промышленные плавильные инструменты значительно увеличивают их стоимость.

Хотя многие производители 3D-принтеров предлагают услуги 3D-печати металлом, пройдет некоторое время, прежде чем эффект масштаба, который помог снизить стоимость 3D-печати пластиком, повлияет на рынок DMLS. А системы 3D-печати с использованием графита и углеродного волокна только сейчас начинают набирать обороты на рынке.

Разнообразие приложений, которые исследуют отрасли для 3D-печати, делает время захватывающим, но беспокойным. Новые (и «старые») материалы для 3D-печати, от деталей самолетов до освещения и быстрого прототипирования, предоставят еще больше возможностей для того, как и в каких отраслях печатать.

Эта статья была обновлена. Первоначально он был опубликован в ноябре 2014 г.

Опубликовано Аароном Ченом 02.03.2020

С годами индустрия 3D-печати росла, и внедрялись новые достижения. Также разрабатываются новые машины для 3D-печати для печати из различных материалов, таких как пластик, металлы, композиты и многие другие.

Когда дело доходит до промышленной 3D-печати, существует широкий выбор материалов. Эти материалы имеют свои уникальные особенности, сильные и слабые стороны. Кроме того, существуют важные факторы, такие как тип материала, текстура, стоимость и т. д., которые необходимо учитывать, чтобы избежать ошибок при 3D-печати. Может быть сложно выбрать наиболее подходящий материал для конкретного проекта.

Для дизайнеров и инженеров ниже перечислены 10 лучших материалов, используемых для промышленной 3D-печати.

Нейлон

Нейлон (известный как полиамид) представляет собой синтетический термопластичный линейный полиамид и является наиболее распространенным пластиковым материалом. Это хорошо известная нить для 3D-печати благодаря своей гибкости, долговечности, низкому трению и коррозионной стойкости. Нейлон также является популярным материалом для изготовления одежды и аксессуаров.

Нейлон подходит для создания сложных и тонких геометрических фигур. Он в основном используется в качестве нити в 3D-принтерах FDM (моделирование методом наплавления) или FFF (изготовление плавленой нити). Этот материал недорогой и признан одним из самых прочных пластиков.

Отличные характеристики:

Нейлон известен своей долговечностью.
Он имеет отличное соотношение прочности и гибкости.
Нейлон практически не коробится.
Материал такого типа легко окрашивается или окрашивается.

Недостатки:

Поскольку нейлон гигроскопичен, его следует держать сухим.
Срок годности составляет 12 месяцев.
Этот материал может сжиматься при охлаждении, поэтому отпечатки могут быть менее точными.
Пригодность принтера также различается.

АБС

ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) – это термопласт, который обычно используется в качестве нити накала для 3D-принтеров. Кроме того, этот материал обычно используется в личной или домашней 3D-печати, а также в большинстве 3D-принтеров.

Отличные характеристики:

Это один из самых доступных и дешевых материалов для 3D-печати.
ABS широко доступен и имеет широкий спектр цветов.
Этот материал имеет более длительный срок службы по сравнению с нейлоном.
Он также механически прочен.
Этот материал не подходит для любителей. Он используется только для производителей и инженеров, которым нужны высококачественные прототипы.

Недостатки:

Для печати требуется подогрев стола.
Поскольку материалы ABS имеют высокую температуру плавления, они могут деформироваться при охлаждении во время печати.
Этот тип нити представляет собой не биоразлагаемый токсичный материал, который при высокой температуре выделяет токсичные пары с ужасным запахом.

Смола

Смола — один из наиболее часто используемых материалов в 3D-печати. Он в основном используется в таких технологиях, как SLA, DLP, Multijet или CLIP. Существуют различные типы смол, которые можно использовать в 3D-печати, например литые смолы, жесткие смолы, гибкие смолы и т. д.

Отличительные характеристики:

Его можно использовать во многих приложениях.
Имеет низкую усадку.
Смоляные материалы обладают высокой химической стойкостью.
Этот материал жесткий и тонкий.

Недостатки:

Это дорого.
Срок действия этого типа нити также истекает.
Его необходимо хранить в безопасных условиях из-за его высокой фотореактивности.
При воздействии тепла может вызвать преждевременную полимеризацию.

PLA (полимолочная кислота)

PLA или полимолочная кислота изготавливаются из возобновляемых ресурсов, таких как сахарный тростник или кукурузный крахмал. Его еще называют «зеленым пластиком». Он в основном используется в начальных и средних школах, поскольку он безопасен в использовании и прост в печати. Он также используется в настольной печати FDM.

Отличительные характеристики:

Пластиком легко печатать, так как он практически не деформируется.
Его также можно печатать на холодной поверхности.
Он может печатать с более острыми углами и элементами по сравнению с материалом ABS.
Этот материал доступен в различных цветах.

Недостатки:

Материалы PLA не очень прочные и могут деформироваться под воздействием высоких температур.
Этот тип материала менее прочный.

Золото и серебро

Сегодня для 3D-печати можно использовать золото и серебро. Эти нити представляют собой прочные материалы и перерабатываются в виде порошка. Эти материалы обычно используются в ювелирном секторе. Для печати этих металлов используется процесс DMLS (прямое лазерное спекание металла) или SLM.

Отличные характеристики:

Он обладает высокой электропроводностью.
Он термостойкий.

Недостатки:

Печать золотом и серебром стоит дорого.
Чтобы сделать все правильно, требуется много усилий и времени.
С золотом и серебром трудно работать с лазерами из-за его высокой отражательной способности и высокой теплопроводности.
Поскольку для печати этих материалов требуется чрезвычайно высокая температура, обычный 3D-принтер FDM не подходит для использования.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь печатается методом плавления или лазерного спекания. Есть две возможные технологии, которые можно использовать для этого материала. Это могут быть технологии DMLS или SLM. Поскольку нержавеющая сталь — это прочность и детализация, она идеально подходит для изготовления миниатюр, болтов и цепочек для ключей.

Отличные характеристики:

Нержавеющая сталь может подвергаться термообработке для повышения прочности и твердости.
Он хорошо работает в высоконадежных приложениях.
Обеспечивает высокую устойчивость к коррозии.
Он обладает высокой пластичностью.

Недостатки:

Время создания 3D-печати с использованием этих металлов намного больше.
Печать из нержавеющей стали стоит дорого.
Размер печати ограничен.

Титан

Титан — самый прочный и легкий материал для 3D-печати. Он используется в процессе, называемом прямым лазерным спеканием металлов. Этот металл в основном используется в высокотехнологичных областях, таких как исследование космоса, аэронавтика и медицина.

Отличные характеристики:

Это обеспечивает большую сложность и разрешение дизайна.
Он предлагает промышленным дизайнерам точность дизайна.
Имеет среднюю шероховатость поверхности.
Титан также биосовместим и устойчив к коррозии.

Недостатки:

Керамика

Керамика — один из новейших материалов, используемых в 3D-печати. Он более прочен, чем металл и пластик, поскольку может выдерживать экстремальные температуры и давление, даже не ломаясь и не деформируясь. Кроме того, этот тип материала не подвержен коррозии, как другие металлы, и не изнашивается, как пластик.

Этот материал обычно используется в технологии Binder Jetting, SLA (стереолитография) и DLP (цифровая обработка света).

Отличительные характеристики:

Он имеет высокоточные компоненты с гладкой и глянцевой поверхностью.
Он также устойчив к кислоте, теплу и щелочи.
Он имеет широкий спектр цветов.

Недостатки:

Для плавления керамики требуется высокая температура.
Не подходит для глазурования и обжига.
Поскольку он хрупкий, у него есть ограничения на печать объектов с закрытыми и взаимосвязанными частями.
Он не идеален для сборки по частям.

ПЭТ/ПЭТГ

Подобно нейлону, ПЭТ или полиэтилентерефталат также является одним из часто используемых пластиков.Этот материал используется в процессах термоформования. Его также можно комбинировать с другими материалами, такими как стекловолокно, для создания инженерных смол.

В 3D-печати используется PETG. Это модифицированная версия ПЭТ, где G означает «модифицированный гликолем». В результате образуется нить, которая менее хрупкая, более прозрачная и более простая в использовании, чем ПЭТ. Эта нить применима в технологиях FDM или FFF.

Отличительные характеристики:

Этот материал долговечен.
Он ударопрочный и подлежит вторичной переработке.
Его также можно стерилизовать.
Обладает отличной адгезией слоев.
Он сочетает в себе функции ABS (термостойкий, прочный) и PLA (удобный для печати).

Недостатки:

Материал может быть ослаблен ультрафиолетовым излучением.
Его можно поцарапать.
Необходимо дополнительное тестирование параметров 3D-печати.

HIPS (ударопрочный полистирол)

HIPS или ударопрочный полистирол — это пластиковые нити, которые используются в качестве опорных конструкций в FDM-принтерах. Это сопоставимо с ABS, когда дело доходит до простоты использования. Единственное отличие заключается в его способности растворяться. HIPS полностью растворяется в жидком углеводороде, называемом лимоненом.

Отличные характеристики:

Хорошая обрабатываемость. Его также можно использовать для создания сложных конструкций.
Он очень гладкий и легкий.
Он водостойкий и ударопрочный.
Это недорого.

Недостатки:

Выделяет сильные пары. Таким образом, рекомендуется использовать в проветриваемом помещении.
Без постоянного теплового потока этот материал может засорить сопло и подающие трубки принтера.

Заключение

При наличии надлежащих знаний и использовании правильных материалов можно эффективно выполнять промышленную 3D-печать. По мере роста индустрии 3D-печати для изготовления прототипов будет использоваться все больше и больше материалов, которые будут совместимы с различными 3D-принтерами. Как и в случае с любыми новыми процессами и оборудованием, здесь требуется крутая кривая обучения, которая увеличивается по мере перехода от 3D-печати из пластика к 3D-печати из металла.

Если вы хотите насладиться простотой 3D-печати, вы можете просто обратиться к надежному поставщику услуг 3D-печати. На самом деле вашей компании не нужно заниматься 3D-дизайном и печатью, механическим проектированием и черчением, услугами по 3D-моделированию и собственными силами, поскольку все это может быть выполнено профессионально, качественно и точно в местной компании, занимающейся 3D-печатью.

Подписаться на обновления блога

Подписаться на обновления по электронной почте

* C-Mac уважает вас и вашу конфиденциальность. Мы никогда не спамим вас нежелательной рекламой и никогда не передаем ваши электронные письма третьим лицам.

Facebook – это доска объявлений компании C-Mac для сотрудников, друзей и клиентов.

Последние записи

Сообщения по темам

3D-печать (45)
Теневой дом (13)
Механический дизайн и прототипирование (9)
быстрое прототипирование (9)
Затеняющая ткань (7)
производство стали (5)
садовые инструменты (2)
скамейки в теплице (2)
металлические скамейки для растений (2)
металлические скамейки для горшков (2)
детская тележка (2)
скамейка для растений (2)
тележка для растений (2)
Интернет вещей (1)
Шумоподавление (1)
Масло (1)
Размножение растений (1)
Мешок с песком (1)
Фильтрация трансформаторного масла (1)
Транспорт (1)
тачка и тележка (1)
лучшие прицепы для детской (1)
ЧПУ (1)
удобрения (1)
садовая техника (1)
поставщики товаров для сада (1)
улучшить рабочее место в детской (1)
повысить производительность и эффективность работы (1)
металлические столы для заливки (1)
детское оборудование (1)
поставщики детских садов (1)
земляная смесь (1)
скамейки на колесиках (1)

Архивы

Март 2022 г. (1)
2021 декабря (1)
Ноябрь 2021 г. (1)
Октябрь 2021 г. (1)
Сентябрь 2021 г. (1)
Август 2021 г. (1)
Июль 2021 г. (2)
2021 июнь (1)
Май 2021 г. (1)
Апрель 2021 г. (2)
Февраль 2021 г. (2)
2020 декабря (1)
Ноябрь 2020 г. (2)
Октябрь 2020 г. (2)
Сентябрь 2020 г. (1)
Август 2020 г. (3)
Июль 2020 г. (1)
Февраль 2020 г. (40)
январь 2020 г. (1)
Декабрь 2019 г. (1)
Ноябрь 2019 г. (2)
Октябрь 2019 г. (3)
Сентябрь 2019 г. (1)
Август 2019 г. (3)
Июль 2019 г. (4)
2019 июнь (8)
Май 2019 г. (3)
Апрель 2019 г. (3)
Март 2019 г. (2)
Февраль 2019 г. (3)
январь 2019 г. (3)
Декабрь 2018 г. (2)
Ноябрь 2018 г. (1)
Октябрь 2018 г. (1)
Сентябрь 2018 г. (1)
Май 2018 г. (1)
Апрель 2017 г. (1)
Март 2017 г. (1)
январь 2013 г. (1)

Проблемы, которые мы решили для клиентовЧитать отзывы

*[Владелец]* Компании по обслуживанию промышленных прачечных требовался ремонт и модернизация оборудования. Компания C-Mac внесла изменения в инструментарий, чтобы упростить доступ и сократить время простоя службы.

*[Менеджер по обслуживанию]* В компании по обслуживанию промышленных вентиляторов произошел сбой вентилятора/вентилятора кондиционера крупного торгового центра. Компания C-Mac отремонтировала устройство в течение 24 часов, что свело к минимуму время простоя.

*[Владелец/менеджер]* У крупного производителя продуктов питания, специализирующегося на томатном соусе, сломалась разливочная машина. Машина была доставлена в C-Mac и отремонтирована в течение 24 часов с минимальным временем простоя производственной линии стоимостью 5000 долларов США в час.

*[Инженер-конструктор]* Заказчику, занимавшемуся проектированием автомобильной трансмиссии, требовалась помощь в разработке прототипа редуктора автоматической трансмиссии. Мы предложили и разработали более экономичный и практичный способ для массового производства.

*[Сотрудник по закупкам]* Горнодобывающей компании, занимающейся проектированием и обработкой, срочно требовалась помощь в обработке компонентов, поскольку они были слишком заняты, чтобы удовлетворить спрос. Компания C-Mac обработала компоненты, чтобы уложиться в срок.

*[Генеральный менеджер]* Клиент должен был представить предложение и конкурировать с другими странами за производственное предприятие. Компания C-Mac представила чертежи, показывающие, что на существующем заводе есть место для установки нового процесса и соблюдения всех австралийских стандартов OH&S. Совместная работа с заказчиком по подаче предложения в головной офис за границей ВЫИГРЫЛА контракт. Проект прошел успешно, уложившись в шестимесячный срок и бюджет.

*[Владелец питомника]* Нужна определенная машина для заливки и смешивания. для своего питомника юкки, но проблема в том, что он больше не производится. На основе его описания и спецификаций наши инженеры разработали и смоделировали в 3D-программном обеспечении его требования. "Poting Machine": оборудование для питомников/3-potting-machines/ было изготовлено и полностью испытано с использованием горшечной среды в нашей мастерской, затем видео было отправлено клиенту, который был очень доволен результатами. Машина разобрана, доставлена по междугороднему транспорту и установлена.

*[Инженер по техническому обслуживанию]* У производителя промышленных гидравлических фитингов возникли проблемы с поломкой шестерен и валов на их оборудовании. У них также были проблемы с ремонтом и обслуживанием. C-Mac предложила ремонтировать и обслуживать свое оборудование на месте вместо того, чтобы постоянно нанимать слесарей.

3D-принтеры стали достаточно доступными, чтобы стать массовым явлением, но стоит ли их покупать? Прежде чем углубляться в эту тему, вам следует подумать о материалах, возможном использовании, программном обеспечении и многом другом.

Что такое 3D-печать?

В своей основе 3D-печать — это производственный процесс, в ходе которого материал укладывается слой за слоем, образуя трехмерный объект. (Этот процесс считается аддитивным, поскольку объект создается с нуля, в отличие от субтрактивных процессов, при которых материал режется, сверлится, фрезеруется или подвергается механической обработке.) Хотя в 3D-принтерах используются различные материалы (например, пластик или металл), и методы (см. «Как работает 3D-печать?» ниже), они имеют общую способность превращать цифровые файлы, содержащие трехмерные данные, независимо от того, созданы ли они в программе автоматизированного проектирования (CAD) или автоматизированного производства (CAM), или с 3D-сканера — в физические объекты.

Является ли 3D-печать даже печатью?

Да, 3D-печать можно считать печатью, хотя и не в традиционном понимании.Соответствующие определения Вебстера «печати» сосредоточены на производстве печатных материалов, публикаций или фотографий и производстве посредством оттиска (приложения давления). Ни одно из определений не подходит для 3D-печати. Но с технологической точки зрения 3D-печать является результатом традиционной печати, при которой наносится слой материала (обычно чернил). Обычно он настолько тонкий, что заметной высоты не видно (правда, у твердоструйных принтеров он несколько толще). Что делает 3D-печать, так это значительно увеличивает эту высоту за счет нанесения нескольких слоев. Поэтому было бы целесообразно расширить определение печати, включив в него изготовление трехмерных объектов таким способом.

Как работает 3D-печать?

Как и традиционные принтеры, 3D-принтеры используют различные технологии. Наиболее известным из них является моделирование наплавления (FDM), также известное как изготовление плавленых нитей (FFF). В нем нить, состоящая из акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС), полимолочной кислоты (ПЛА) или другого термопластика, расплавляется и осаждается через нагретое экструзионное сопло слоями. Первые 3D-принтеры, выпущенные на рынок компанией Stratasys с помощью IBM в середине 1990-х годов, использовали FDM (термин, зарегистрированный торговой маркой Stratasys), как и большинство 3D-принтеров, ориентированных на потребителей, любителей и школы.

Еще одна технология, используемая в 3D-печати, — стереолитография. В нем УФ-лазер освещает ванну с чувствительным к ультрафиолету фотополимером, отслеживая создаваемый объект на его поверхности. Полимер затвердевает везде, где его касается луч, и луч «печатает» объект слой за слоем в соответствии с инструкциями в файле CAD или CAM, с которым он работает.

В качестве альтернативы у вас также есть 3D-печать с цифровым световым проектором (DLP). Этот метод подвергает жидкий полимер воздействию света от проектора с цифровой обработкой света. Это затвердевает полимер слой за слоем, пока объект не будет построен, а оставшийся жидкий полимер не будет слит.

Мультиструйное моделирование — это система 3D-печати, похожая на струйную, которая распыляет цветное связующее вещество, похожее на клей, на последовательные слои порошка, где должен быть сформирован объект. Это один из самых быстрых методов и один из немногих, поддерживающих многоцветную печать.

Стандартный струйный принтер можно модифицировать для печати другими материалами, кроме чернил. Предприимчивые самодельщики построили или модифицировали печатающие головки, как правило, пьезоэлектрические, для работы с различными материалами — в некоторых случаях печатая сами печатающие головки на других 3D-принтерах! Такие компании, как MicroFab Technologies, продают печатающие головки с поддержкой 3D (а также полные системы печати).

При селективном лазерном спекании (SLS) используется мощный лазер для сплавления частиц пластика, металла, керамики или стекла. В конце работы оставшийся материал перерабатывается. Электронно-лучевая плавка (ЭЛП) использует, как вы уже догадались, электронный луч для расплавления металлического порошка слой за слоем. Титан часто используется с EBM для синтеза медицинских имплантатов, а также деталей самолетов.

В зависимости от технологии 3D-принтеры могут использовать различные материалы, в том числе металлы (среди них нержавеющая сталь, припой, алюминий и титан); пластмассы и полимеры (в том числе композиты, сочетающие пластики с металлами, деревом и другими материалами); керамика; штукатурка; стакан; и даже такие продукты, как сыр, глазурь и шоколад! (См. наш учебник по типам нитей для 3D-принтеров.)

Кто изобрел 3D-печать?

Первый 3D-принтер, в котором использовалась техника стереолитографии, был создан Чарльзом У. Халлом в середине 1980-х годов. Стереолитография традиционно была дорогостоящей коммерческой техникой, машины стоили пяти- и даже шестизначные суммы, но в последние годы появились настольные профессиональные стереолитографические принтеры стоимостью в несколько тысяч долларов, а также потребительские системы, которые начинаются намного дешевле.

В 1986 году Халл основал компанию 3D Systems, которая сегодня продает 3D-принтеры, использующие различные технологии. Они варьируются от комплектов начального уровня до продвинутых коммерческих систем, а 3D Systems также предоставляет услуги по запчастям по запросу, в основном для бизнес-пользователей.

Каковы преимущества 3D-печати?

С помощью 3D-печати дизайнеры могут быстро преобразовывать концепции в 3D-модели или прототипы (так называемое "быстрое прототипирование") и быстро вносить изменения в дизайн. Это позволяет производителям производить продукцию по запросу, а не большими партиями, улучшая управление запасами и сокращая складские площади. Люди в отдаленных местах могут создавать объекты, которые иначе были бы им недоступны.

С практической точки зрения 3D-печать может сэкономить деньги и материалы по сравнению с субтрактивными методами, поскольку впустую расходуется очень мало исходного материала. И это обещает изменить характер производства, в конечном итоге позволяя потребителям загружать файлы для печати даже сложных 3D-объектов, включая, например, электронные устройства, у себя дома.

Что могут делать 3D-принтеры?

Дизайнеры используют 3D-принтеры для быстрого создания моделей и прототипов продуктов, но они все чаще используются и для создания конечных продуктов. Среди изделий, изготовленных с помощью 3D-принтеров, — модели обуви, мебель, восковые отливки для изготовления украшений, инструменты, штативы, подарки и новинки, а также игрушки. Автомобильная и авиационная промышленность используют 3D-принтеры для изготовления деталей. Художники могут создавать скульптуры, а архитекторы могут изготавливать модели своих проектов. Археологи используют 3D-принтеры для реконструкции моделей хрупких артефактов, в том числе некоторых древностей, которые в последние годы были уничтожены ИГИЛ. Точно так же палеонтологи и их студенты могут копировать скелеты динозавров и другие окаменелости. Посмотрите нашу галерею простых и практичных объектов для 3D-принтеров.

Врачи и медицинские работники могут использовать 3D-печать для изготовления протезов, слуховых аппаратов, искусственных зубов и костных трансплантатов, а также копировать модели органов, опухолей и других внутренних структур тела на основе компьютерной томографии при подготовке к операции. Хорошим примером является Project Daniel, который печатает на 3D-принтере протезы рук и кистей для жертв насилия в Судане. Кроме того, разрабатываемые 3D-принтеры, которые могут накладывать слои клеток для создания искусственных органов (таких как почки и кровеносные сосуды), уже находятся на стадии исследований и разработок. В криминалистике даже есть место для 3D-печати, например, для воспроизведения пули, попавшей внутрь жертвы.

Печатная электроника — это набор методов печати, которые позволяют печатать электронные устройства или схемы на гибких материалах, таких как этикетки, ткани и картон, с помощью электронных или оптических чернил. Это обеспечивает очень дешевое изготовление низкопроизводительных устройств. Печатная электроника начинает сочетаться с 3D-печатью, что позволяет печатать многослойные схемы или устройства. Естественным следствием этой мощной комбинации является то, что когда-нибудь вы сможете распечатывать гаджеты из 3D-чертежей, а не покупать их.

Приготовление пищи — еще один способ использования 3D-принтеров. Французский кулинарный институт использует 3D-принтер с открытым исходным кодом, разработанный в Корнельском университете, для приготовления художественных деликатесов, а Массачусетский технологический институт создал пищевой 3D-принтер под названием «Рог изобилия». Небольшое количество ресторанов тестируют прототипы пищевых принтеров. Исследования НАСА в области 3D-печати включали печать продуктов питания, таких как пицца, напечатанная на 3D-принтере.

Что такое услуги 3D-печати?

Вам не обязательно иметь 3D-принтер, чтобы пользоваться им. Многие службы 3D-печати, такие как Shapeways и Sculpteo, печатают подарки и другие мелкие предметы на заказ на собственных 3D-принтерах, а затем отправляют их покупателю. Клиенты могут либо отправить свои собственные файлы 3D-объектов, либо выбрать элементы, большинство из которых разработаны другими пользователями службы, из онлайн-каталога.

Однако услуги 3D-печати больше не являются прерогативой специалистов. Крупные компании, такие как UPS, представили услуги 3D-печати, а некоторые традиционные типографии добавили в свой репертуар 3D-печать по требованию.

Где я могу получить 3D-принтер?

Несколько интернет-магазинов специализируются на 3D-принтерах, например Dynamism, которая продает ряд 3D-принтеров от разных брендов, а также предоставляет поддержку клиентов.

Какое программное обеспечение мне нужно для 3D-печати?

Почти все 3D-принтеры принимают файлы в так называемом формате STL (названном в честь стереолитографии). Эти типы файлов могут создаваться практически любым программным обеспечением САПР, от дорогих коммерческих пакетов, таких как AutoCAD, до бесплатных продуктов или продуктов с открытым исходным кодом, таких как Google SketchUp и Blender. Для тех, кто не склонен создавать свои собственные 3D-файлы, базы данных 3D-объектов, такие как Thingiverse MakerBot, предлагают множество файлов 3D-объектов, которые можно загрузить и распечатать.

Большинство 3D-принтеров поставляются с пакетом программного обеспечения, поставляемым на диске или доступным для загрузки, которое включает в себя все необходимое для печати. Пакеты обычно содержат программу для управления принтером и слайсером, который при подготовке к печати форматирует объектный файл по слоям в зависимости от выбранного разрешения и других факторов. Некоторые наборы включают программу для «исцеления» объектного файла путем исправления проблем, которые могут помешать плавной печати. Программы вышли из движения RepRap с открытым исходным кодом, из которого развилась 3D-печать для любителей. Для некоторых принтеров вы можете выбрать для загрузки отдельные компоненты программы, а не использовать все, что входит в комплект.

Что ждет 3D-печать в будущем?

Разнообразие 3D-принтеров для дома и малого бизнеса легкодоступно — PCMag рассмотрел довольно много из них, — но они по-прежнему часто рассматриваются как экзотические и довольно дорогие приспособления. Ожидайте, что это изменится в течение следующих нескольких лет, когда 3D-принтеры станут более распространенным явлением в домах — их можно будет найти на рабочих местах, в студиях, в домашних офисах и даже на кухне.Возможно, вы не найдете их в каждом доме, но они станут незаменимыми для тех, у кого они есть. По большей части предметы, изготовленные с помощью 3D-принтеров, имеют однородный интерьер, но мы начнем видеть более сложные творения, сочетающие несколько материалов и композитов, а также электронику для печати. С современными 3D-принтерами, если вы потеряете крышку батарейного отсека пульта телевизора, можно будет напечатать новую крышку. Завтра, если вы потеряете свой пульт, возможно, вы сможете напечатать совершенно новый пульт.

Кроме того, 3D-печать прочно закрепилась в космосе. НАСА экспериментирует с 3D-принтерами на борту Международной космической станции. В конце концов, 3D-принтеры можно будет использовать для создания мест обитания на Марсе и в других мирах. Чтобы спасти астронавтов Аполлона-13 от смерти от удушья угарным газом, НАСА фактически пришлось найти способ вставить квадратный стержень в круглое отверстие. Если бы на борту был 3D-принтер, они могли бы легко решить проблему, спроектировав и напечатав разъем.

Астронавты не могут обратиться в Home Depot, если им нужно заменить клапан или устройство, но 3D-принтер может изготовить их по мере необходимости. Точно так же мы увидим 3D-принтеры на антарктических базах и в других отдаленных уголках Земли, где люди не могут ждать шесть месяцев следующего пополнения запасов для замены основных деталей или инструментов.

Применение 3D-печати в медицине не ограничивается протезированием, слуховыми аппаратами и зубными коронками. (См. раздел «Что могут делать 3D-принтеры?» выше, чтобы ознакомиться с тем, что находится в разработке.) Запасные части не обязательно должны ограничиваться механическими деталями.

В последние несколько лет мы наблюдаем взрывной рост разнообразия и использования 3D-принтеров. Это похоже на то, где персональные компьютеры были примерно в 1980 году. Хотя достаточно легко увидеть, в какие области будет разветвляться область 3D-печати, другие мы не в состоянии предсказать, точно так же, как никто в 1980 году не мог себе представить многое из того, что персональный компьютер превратился бы в. Вполне возможно, что 3D-печать может не иметь такого же влияния, как ПК, на потребительском, повседневном уровне, но у нее есть потенциал революционизировать производство и, что, возможно, более важно, сделать его доступным для обычных потребителей. Однако одно можно сказать наверняка: 3D-печать никуда не денется.

На какие 3D-принтеры стоит обратить внимание для начинающих?

Для получения более подробной информации об отдельных принтерах и о том, как их купить, ознакомьтесь с нашим руководством по 10 лучшим 3D-принтерам и некоторыми мыслями от первых пользователей. Но некоторые быстрые выборы, чтобы проверить.

Читайте также: