Как называется печь для принтера

Обновлено: 06.07.2024

Силикон — относительно новый материал для 3D-печати, хотя и не из-за отсутствия спроса, поскольку его механические свойства идеально подходят для бесчисленного множества применений. На разработку технологии ушло некоторое время, потому что силикон имеет очень высокую вязкость, что затрудняет точную 3D-печать. Силикон — это эластомер, и в отличие от термопластов он не может вернуться в жидкое состояние после затвердевания.

Эластомер — это полимер, обладающий вязкоупругостью (вязкостью и эластичностью); это техническое название резины. Первый каучук был получен из сока деревьев гевеи в тропических лесах Амазонки, которые теперь более известны как каучуковые деревья. У резины есть много преимуществ, в первую очередь то, что она может растягиваться и возвращаться к своей первоначальной форме при отпускании. Силикон, будучи синтетическим каучуком, обладает этой же чертой, но также может похвастаться рядом других привлекательных характеристик.

Свойства и применение силикона

– Превосходная термическая стабильность, до 200 °C и до -80 °C, при этом некоторые составы могут быть выше и ниже.
– Отталкивает воду и устойчив к пару.
– идеальная деформация при сжатии для создания герметичных швов.
– устойчив к ультрафиолетовому излучению
– Электрический изолятор даже под водой.
– Прочный на разрыв
– прозрачный, идеально подходит для оптики.
– можно стерилизовать
– огнестойкий
– безопасно для пищевых продуктов.
– Биосовместимость.

Эти свойства позволяют использовать силикон в самых разных отраслях, таких как производство, энергетика, производство продуктов питания и транспортировка, автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, производство потребительских товаров, здравоохранение, электроника и сельское хозяйство. Все, от прокладок и трубок до клавиатур и переключателей, изготовлено из силиконовой резины. Звукопоглощающие устройства в автомобилях и черные ящики в самолетах также изготавливаются из этого материала. Эту гибкую форму для выпечки с антипригарным покрытием на вашей кухне можно использовать в духовке, морозильной камере и посудомоечной машине, потому что она сделана из силикона. А ваша трубка удерживает воду от попадания в нос благодаря силикону. Учитывая все эти возможности, неудивительно, что инженеры хотели использовать его для 3D-печати.

COBOD позволяет инженерам проектировать собственный бетонный 3D-принтер с помощью нового приложения-конфигуратора

Компания COBOD, специализирующаяся на строительном аддитивном производстве, запустила новое приложение, которое позволяет пользователям настраивать собственный 3D-принтер для бетона. Соответствующее название COBOD Configurator, фирма «…

Обнаружено, что переработанное стекло повышает прочность и устойчивость бетона, полученного при 3D-печати

Исследователи из Технического университета Берлина (TU Berlin) и Университета Брунеля придумали способ превратить бетон с помощью 3D-печати в более прочный и экологически чистый строительный материал. По частям…

Plantish привлекает 12 миллионов долларов, чтобы доставить 3D-печатные морепродукты в изысканные рестораны

Израильский стартап Plantish, специализирующийся на 3D-печати морепродуктов, привлек 12,45 млн долларов США в качестве начального финансирования, чтобы в течение следующих двух лет предлагать альтернативные продукты из морепродуктов в ресторанах. Первый завод фирмы…

После того, как ученые впервые распечатали человеческие тестикулярные клетки на 3D-принтере

, число исследований в области бесплодия увеличилось

Считается, что впервые в мире исследователи из Университета Британской Колумбии (UBC) успешно напечатали клетки яичек человека с помощью биопечати в 3D. Обнаружив некоторые ранние признаки продукта спермы…

AMPower прогнозирует, что к 2026 году рынок 3D-печати будет стоить 20 млрд евро, а PBF лидирует

Компания AMPOWER, специализирующаяся на консультациях по промышленной 3D-печати, прогнозирует, что рынок аддитивного производства будет ежегодно расти на 18,2% в течение следующих четырех лет. В последнем отчете фирмы…

Luxexcel и Lumus печатают на 3D-принтере новые рецептурные линзы со встроенными волноводами для дополненной реальности

Luxexcel, специалист по 3D-печатным рецептурным линзам, сотрудничает с разработчиком отражающих волноводных дисплеев Lumus для совместной разработки прототипа 3D-печатного рецепта дополненной реальности (AR), готового к…

Ford внедряет автономные роботизированные 3D-принтеры в производство автомобилей

Многонациональный производитель автомобилей Ford начал использовать автономного робота на своей производственной линии для 3D-печати конечных деталей для своих автомобилей. Используя интерфейс собственной разработки,…

Brinter помогает решить проблему нехватки материалов для 3D-биопечати

Финская фирма Brinter, занимающаяся биопечатью, объединилась с группой биоматериалов и инженерии тканей Келломяки Университета Тампере, чтобы открыть новые биочернила для 3D-печати и добиться прогресса с…

Теневой министр труда призывает пересмотреть подход Великобритании к передовым технологиям на мероприятии HP по повышению уровня

Чи Онвура, теневой министр науки, исследований и инноваций правительства Великобритании, призвал изменить отношение страны к передовому производству. На вебинаре HP, посвященном экс…

Carbon и Osprey объединились для создания серии 3D-печатных рюкзаков, которые изменят отрасль

Производитель высокопроизводительных рюкзаков Osprey использовал технологию 3D-печати Carbon DLS для создания 3D-печатного поясничного отдела для своей новой серии рюкзаков Osprey UNLTD, который обеспечивает превосходное механическое…

Markforged «готов к масштабируемому росту», поскольку доход вырос на 27% в 2021 финансовом году

Шай Терем, генеральный директор производителя 3D-принтеров из металла и углеродного волокна Markforged (MKFG), заявил, что фирма «готова к масштабируемому росту» после того, как ее выручка выросла на 26,8% в 2021 финансовом году. Markfo…

Wohlers Associates публикует отчет о состоянии 3D-печати за 2022 год

Wohlers Associates, консалтинговая фирма по аддитивному производству из Колорадо, работающая в рамках ASTM International, опубликовала отчет Wohlers за 2022 год. Годовой отчет, посвященный штату…

За последнее десятилетие индустрия цифровой текстильной печати пережила стремительный рост, поскольку все больше пользователей переходят на оцифровку текстильной печати. Использование цифровых принтеров позволяет привить легкость, простоту, производительность ткани, согласованность и, самое главное, огромное разнообразие цветов в текстиле, что делает весь процесс надежным и экономически эффективным в целом. Есть несколько процессов, которые относятся к цифровой печати на текстиле. В этой статье мы в основном будем обсуждать процесс печати DTF (Прямая печать на пленку).

Популярные процессы текстильной печати –

Цифровая сублимационная печать
Цифровая печать на текстиле
Прямая печать на пленке

Что такое печать DTF?

Процесс DTF так же прост в своей работе, как и следует из его названия: печать на пленке и прямой перенос на ткань. Наиболее важным фактором, который делает этот процесс достойным использования большим количеством людей, является свобода выбора практически любой ткани. Будь то полиэстер, хлопок, шелк или синтетические волокна, такие как вискоза или махровая ткань, процесс DTF-печати определенно подействует на них.

Необходимые условия для печати DTF —

Требования к печати DTF не требуют от пользователя больших вложений. Будь то кто-то, кто в настоящее время занимается одним из процессов цифровой текстильной печати, упомянутых выше, и хочет перейти на печать DTF в качестве расширения бизнеса, или кто-то, кто хочет заняться цифровой текстильной печатью, начиная с DTF, нужно инвестировать в далее –

Прямой на пленочный принтер. Эти принтеры часто называют модифицированными принтерами DTF. Эти принтеры в основном представляют собой базовые 6-цветные принтеры с чернилами, такие как Epson L800, L805, L1800 и т. Д. Причина, по которой выбрана эта серия принтеров, заключается в том, что эти принтеры работают с 6 цветами. Это обеспечивает удобство работы, поскольку чернила CMYK DTF могут быть залиты в стандартные резервуары CMYK, тогда как резервуары LC и LM принтера могут быть заполнены чернилами White DTF. Также удалены ролики, используемые для скольжения страницы, чтобы предотвратить появление «подкладок» на белом слое, напечатанном на пленке DTF.
Пленки – ПЭТ-пленки используются в процессе DTF-печати. Эти пленки отличаются от тех, которые используются в трафаретной печати. Они имеют толщину около 0,75 мм и лучшие характеристики передачи. На языке рынка их часто называют DTF Transfer Films. Пленки DTF доступны в виде листов (можно использовать в небольших масштабах) и рулонов (используются в коммерческих целях). Другая классификация ПЭТ-пленок основана на типе отслаивания, которое производится после переноса. В зависимости от температуры пленки бывают либо горячими, либо холодными.
Программное обеспечение. Программное обеспечение является важной частью процесса. Программное обеспечение сильно влияет на характеристики печати, цветопередачу чернил и окончательное качество печати на ткани после переноса. Для DTF потребуется специализированное программное обеспечение RIP, которое может работать с CMYK и белыми цветами. Профилирование цвета, уровень чернил, размер капель и другие факторы, влияющие на оптимальный результат печати, регулируются программным обеспечением DTF Printing.
Порошок термоплавкого клея. Порошок для печати DTF имеет белый цвет и действует как клейкий материал, который связывает цветные пигменты печати с волокнами ткани. Существуют различные марки термоплавкого порошка DTF, которые указываются в микронах. Соответствующий класс следует выбирать на основе требований.
Чернила для печати DTF — это специально разработанные пигментные чернила голубого, пурпурного, желтого, черного и белого цветов. Белая краска — это специальный компонент, который наносит белую основу печати на пленку и на которую печатается цветной рисунок.
Автоматический шейкер порошка. Автоматический шейкер порошка используется в коммерческих установках DTF для равномерного нанесения порошка, а также для удаления излишков порошка.
Печь для отверждения. Печь для отверждения представляет собой небольшую промышленную печь, которая используется для расплавления порошка-расплава, наносимого на пленку для переноса. В качестве альтернативы для этого можно использовать термопресс, но его следует использовать в бесконтактном режиме.
Машина для горячего прессования. Машина для горячего прессования используется в основном для переноса изображения, напечатанного на пленке, на ткань. Его также можно использовать для нагрева порошка-расплава на пленке DTF. Способ сделать это указан в процессе, подробно описанном ниже.

Прямая печать на пленку (основные шаги) —

Шаг 1. Печать на пленке

Вместо обычной бумаги вставьте в лотки принтера ПЭТ-пленку. Сначала распечатайте все изображение белым цветом на ПЭТ-пленке. После этого, используя соответствующие настройки цвета в принтере, напечатайте требуемое изображение на слое белого изображения. Важно помнить, что принт на пленке должен быть зеркальным отражением фактического изображения, которое должно появиться на ткани.

Шаг 2. Припудривание

Этот этап представляет собой нанесение порошка-расплава на пленку с напечатанным изображением. Порошок наносится равномерно, когда отпечаток влажный, и излишки порошка необходимо тщательно удалить. Важно следить за тем, чтобы порошок равномерно распределялся по всей печатной поверхности на пленке. Один очень распространенный способ обеспечить это — держать пленку за короткие края так, чтобы ее длинные края были параллельны полу (горизонтальная ориентация), и насыпать порошок в середину пленки сверху вниз так, чтобы он образовывал примерно 1 куча толщиной в дюйм в центре сверху вниз. Поднимите пленку вместе с пудрой и слегка согните ее внутрь так, чтобы она образовала небольшую букву U вогнутой стороной к себе. Теперь слегка потрясите эту пленку слева направо, чтобы порошок медленно и равномерно распределился по всей поверхности пленки. В качестве альтернативы можно использовать автоматические шейкеры, доступные для коммерческих установок.

Шаг 3. Расплавление порошка

Как следует из названия, на этом этапе порошок расплавляется.Это можно сделать разными способами. Самый распространенный способ – поместить пленку с напечатанным изображением и нанесенным порошком в сушильный шкаф и нагреть. Если сушильная печь недоступна, поместите пленку в термопресс и поднесите верхнюю часть пресса очень близко к пленке, но не касаясь ее. Между пленкой и верхней пластиной термопресса должен быть зазор от 4 до 7 мм. Можно использовать металлическую проволоку для крепления крышки пресса так, чтобы она не полностью закрывала пленку и оставляла необходимый зазор. Для достижения наилучших результатов настоятельно рекомендуется руководствоваться спецификацией производителя для плавления порошка. В зависимости от порошка и оборудования нагрев обычно осуществляется в течение 2–5 минут при температуре от 160 до 170 градусов Цельсия.

Шаг 4. Предварительное прессование

Этап включает предварительное прессование ткани перед переносом изображения на пленку. Ткань находится в тепловом прессе и находится под давлением в течение примерно 2-5 секунд. Это делается для того, чтобы сгладить ткань, а также обеспечить осушение ткани. Предварительное прессование помогает правильно перенести изображение с пленки на ткань.

Шаг 5. Перенос

Это сердце процесса печати DTF. Пленка ПЭТФ с изображением и расплавленным порошком укладывается на предварительно отжатую ткань в термопрессе для прочного сцепления между пленкой и тканью. Этот процесс также называют «лечением». Отверждение производится при температуре от 160 до 170 градусов Цельсия в течение примерно 15-20 секунд. Теперь пленка прочно прикреплена к ткани.

Шаг 6. Холодный пилинг

Важно, чтобы ткань и прикрепленная к ней пленка остыли до комнатной температуры, прежде чем снимать пленку. Так как термоклей имеет природу, аналогичную амидам, при остывании он действует как связующее, удерживающее цветной пигмент в красках в прочном сцеплении с волокнами ткани. После того, как пленка остынет, ее необходимо снять с ткани, оставив требуемый рисунок чернилами на ткани.

Шаг 7. Послепечатная обработка

Это необязательный шаг, но он настоятельно рекомендуется для достижения наилучших результатов и высоких параметров производительности, таких как стойкость к стирке и истиранию. На этом этапе окончательная ткань с перенесенным рисунком прессуется в тепловом прессе в течение 10–15 секунд.

Плюсы и минусы прямой печати на пленке —

Давайте немного поговорим о плюсах и минусах DTF-печати.

Плюсы —

Работает практически со всеми типами тканей.
Не требует предварительной обработки
Разработанные таким образом ткани демонстрируют хорошие характеристики стирки.
Ткань очень легкая на ощупь.
Этот процесс быстрее и менее утомительный, чем печать DTG.

Минусы —

Ощущение от печатных областей немного изменено по сравнению с тканями, созданными с помощью сублимационной печати.
По сравнению с сублимационной печатью яркость цвета несколько ниже.

В настоящее время Splashjet предлагает высококачественные чернила DTF, совместимые со всеми популярными принтерами DTF и печатающими головками Epson, такими как i3200, 4720, xp600, tx800, dx5, mach1440 и т. д. Эти чернила демонстрируют безупречный цвет и качество ткани. Чернила Splashjet особенно хорошо известны своей эффективностью при передаче самых нежных цветовых тонов как на светлых, так и на темных тканях. Специальный белый цвет обеспечивает надлежащую плотность цветов при печати при оптимальном расходе чернил.

В целом можно сказать, что процесс DTF практически снимает все ограничения, которые обычно встречаются в других процессах печати на текстиле, особенно когда речь идет о выборе ткани для печати. Поскольку предварительная обработка не является обязательной, во многих случаях общая стоимость печати снижается, что обеспечивает более высокую прибыль.

По прогнозам, индустрия текстильной печати будет стремительно расти, поскольку все больше и больше тканей, производимых DTF, будут появляться на рынке. В заключение, процесс печати DTF можно рассматривать как эффективный способ экономичного производства тканей.

Использование Printer Direct to Film или Printer DTF позволяет получить простоту, удобство, согласованность в работе с широким диапазоном цветов. Кроме того, принтеры DTF теперь являются надежным и экономичным оборудованием.

Итак, давайте углубимся в суть дела и выясним, что принтер Direct to Film может сделать для вас.

Что такое процесс Direct to Film

Direct to Film или DTF — это процесс, при котором отпечатки переносятся на ткань или другие подложки с помощью механизма горячего прессования. В отличие от метода DTG, который работает только с хлопчатобумажными тканями, метод Printer DTF может работать со смесями хлопка и полиэстера.

Что такое DTF принтера?

Как следует из названия, принтер для прямой печати на пленке позволяет печатать рисунок на пленке и переносить его непосредственно на предполагаемую поверхность, например на ткань. Основная причина, по которой принтер DTF становится все более популярным, — это свобода выбора практически любой поверхности для печати.

Технология принтера DTF позволяет без проблем печатать на хлопке, полиэстере, синтетике или шелке. Кроме того, принтеры DTF могут работать как с темными, так и с белыми тканями без необходимости печатать на дорогой бумаге A и B.

Как работает принтер DTF?

Во-первых, внедрение DTF принтера в типографии не требует значительных инвестиций. Независимо от того, являетесь ли вы новичком в полиграфическом бизнесе или хотите адаптировать свою печать DTF для расширения своего бизнеса, более внимательное изучение этих принтеров стоит вашего времени.

Принтеры с модифицированным форматом DTF обычно поставляются с несколькими цветными чернильницами. Эти резервуары позволяют печатникам удобно работать с настройками CMYK. Чернила для принтера DTF специально разработаны для использования в этом процессе.

Кроме того, процесс DTF устранил использование роликов, которые раньше вызывали скольжение страницы. Это исправит внешний вид любых подкладок на отпечатках с белым слоем. Итак, если вы ищете технологию печати с безупречным конечным дизайном, точно отображающим желаемое изображение на ткани, DTF — ваш выбор.

Пленки для печати на пленке

В принтере DTF используются пленки ПЭТ, поскольку они отличаются от пленок, используемых в трафаретной печати. ПЭТ-пленки имеют толщину около 0,75 мм, что делает их лучше передающими свойствами. Эти пленки также известны на рынке как пленки для переноса DTF.

Вы можете найти их в виде отдельных листов для мелкосерийного использования или в виде рулонов для крупных коммерческих установок. Существует две классификации ПЭТ-пленок в зависимости от температуры. Это пленки холодного отслаивания и пленки горячего отслаивания.

Программное обеспечение для принтера DTF

Программное обеспечение является неотъемлемой частью принтеров DTF. Это связано с тем, что программное обеспечение влияет на цветопередачу, характеристики печати чернил и конечную производительность печати. Для печати DTF вам потребуется специальное программное обеспечение RIP для обработки белого цвета и цветов CMYK.

Это очень важно, поскольку программное обеспечение определяет профилирование цвета, размер капель, уровень чернил и ряд важных факторов, влияющих на качество печати.

Клей-расплав

Порошок для печати Direct to Film представляет собой белый гранулированный продукт и действует как клейкий материал. Это помогает связывать цветные пигменты в вашем принтере с поверхностью, на которой вы печатаете. Однако существует несколько марок этого термоклея СТФ, указанные в микронах.

Чернила для принтеров DTF

Чернила, используемые в Printer DTF, представляют собой уникальные пигменты голубого, желтого, пурпурного, белого и черного цветов. Белые чернила формируют основу вашего отпечатка, а цветной пигмент наносит рисунок на пленку.

Автоматический шейкер

Этот компонент принтера Direct to Film чаще используется для коммерческого использования (где принтер DTF наносит порошок) равномерным образом. Кроме того, шейкер также удаляет излишки порошка.

Печь для отверждения

Это небольшая промышленная печь для расплавления порошка-расплава принтера, который затем наносится на пленку для переноса. Кроме того, вы также можете использовать термопресс для выполнения этой функции. Однако было бы лучше, если бы вы использовали термопресс в бесконтактном режиме.

Термопресс

Это оборудование помогает переносить отпечатанные изображения с пленки на нужную поверхность или ткань. Вы также можете использовать эту машину для расплавления порошка на пленке DTF.

Плюсы и минусы принтера DTF

Так стоит ли инвестировать в принтер прямой печати? Во-первых, давайте посмотрим на достоинства и недостатки этого исключительного технологического прогресса в полиграфической промышленности.

Не требует предварительной обработки
Вы можете использовать его практически на любом материале или ткани.
Материал, на котором он напечатан, по-прежнему будет слегка ощущаться рукой при прикосновении. После печати ткань демонстрирует отличную устойчивость к стирке.
Этот процесс менее утомительный и быстрый, чем другие методы печати, такие как DTG.

Область печати немного более заметна, чем печать на подсознательном уровне.
Яркость цвета несколько ниже, чем при сублимационной печати.

Почему принтеры DTF

Вы можете получить высококачественную печать с помощью принтеров DTF и специальных чернил, которые они используют. Если вы хотите подчеркнуть яркость и нежность цветовых тонов как на темных, так и на светлых тканях, вам могут помочь принтеры DTF.

Итак, можно сказать, что принтеры DTF практически помогают снять все ограничения традиционных процессов коммерческой печати. Кроме того, поскольку в большинстве случаев вам не требуется никакого лечения, принтеры DTF предлагают вам экономию на общих расходах на печать.Это может обеспечить высокую прибыль вашей организации.

Например, текстильная промышленность прогнозирует значительный рост числа принтеров DTF в ближайшие годы. Промышленность считает, что все больше и больше компаний присоединятся к технологии DTF-печати со всеми ее преимуществами. Так что, если вы текстильная компания или компания по производству футболок, которая хочет производить ткань с набивным рисунком по экономичной цене и с высокой эффективностью, DTF-принтер — это то, что вам нужно.

Композитные волокна улучшают определенные свойства традиционных деталей, напечатанных на 3D-принтере, — обычно прочность, жесткость, термостойкость и долговечность. Это дает им преимущество в прочности по сравнению с более традиционными термопластами, используемыми в 3D-печати, такими как ABS или PLA, поэтому применение 3D-печати может расширяться благодаря этим дополнительным материалам и свойствам, которые они привносят на стол.

Термопласты – это пластики, которые могут изменять свое состояние без изменения химических свойств. Это делает их популярными материалами для 3D-печати, поскольку их можно легко расплавить, экструдировать слой за слоем и сразу же охладить до нужной формы. Однако свойства, которые делают их подходящими для 3D-печати, делают их непригодными для применения в инженерных целях. Многие из этих термопластов имеют относительно низкую температуру плавления и не очень прочные и жесткие.

США Армейский пример

Композитные материалы, с другой стороны, представляют собой детали, состоящие из более чем одного материала, которые при объединении обладают свойствами, отличными от исходных материалов. Такие материалы, как бетон и ДСП, можно считать композитами, поскольку они представляют собой смеси различных материалов. Однако когда мы говорим о композитах с инженерной точки зрения, мы обычно имеем в виду композиты с армирующими волокнами. Углеродное волокно, стекловолокно и кевлар являются тремя наиболее распространенными волокнистыми материалами, используемыми для композитов в промышленности. Как мы уже говорили в разделе «Физика 3D-печати», волокна похожи на спагетти — тонкие, ломкие и легко ломаются, если их согнуть. Эти волокна почти никогда не используются сами по себе — их сплетают в листы, заворачивают в стержни или формуют в нестандартные формованные формы с помощью матричного материала для отверждения волокон до оптимальной формы. Когда многие волокна связаны вместе для создания более крупных структурных элементов, силы могут распределять нагрузки по длине всех волокон.

Углеродное волокно имеет одно из самых высоких соотношений прочности и веса, что делает его очень ценным для создания легких и прочных деталей. Сами волокна состоят из атомов углерода, кристаллическая структура которых выровнена в нити, что делает нити невероятно прочными при растяжении. Традиционно термореактивные смолы используются в качестве связующего вещества для придания этим волокнам заданной формы, отвержденной вокруг матричного материала, такого как пена. Таким образом, вы можете создать сэндвич-панель, «поместив» пенопласт между листами волокнистого переплетения и закрепив все это смолой. В контексте 3D-печати волокно может принимать две разные формы:

Измельченные волокна – это короткие волокна, нарезанные на сегменты длиной менее миллиметра и смешанные с традиционными термопластами для образования так называемого пластика с наполнителем. Их можно распечатать с помощью процесса печати FDM.

Для непрерывного волокна требуется несколько иной метод 3D-печати, при котором пряди непрерывного волокна покрываются отвердителем и укладываются в термопластическую матрицу, экструдируемую через вторичное печатающее сопло. Этот процесс называется изготовлением непрерывного волокна (CFF).

Две формы углеродного волокна, напечатанного на 3D-принтере: сверху — рубленое волокно для 3D-печати, а снизу — непрерывная прядь углеродного волокна.

Каким бы способом вы ни добавляли волокно, оно повышает прочность детали и другие свойства материала, но его количество зависит от того, как используется волокно и что это за волокно. Вообще говоря, 3D-печать из непрерывного углеродного волокна прочнее, чем 3D-печать из рубленого углеродного волокна, потому что непрерывность распределяет любые приложенные нагрузки.

Материалы для 3D-печати из рубленого волокна

Пластик, наполненный рубленым волокном, является наиболее распространенным типом композитного пластика, напечатанного на 3D-принтере. Наиболее широко используемым рубленым композитным материалом для 3D-печати является рубленое углеродное волокно, где кусочки углеродного волокна смешиваются с традиционными пластиками для 3D-печати, такими как нейлон, ABS или PLA. Добавление этой «начинки» к термопластам представляет собой дополнительную упаковку материала.Волокна берут на себя некоторые напряжения детали, например, бетон добавляется в цемент для повышения его прочности. Волокна справляются с некоторыми нагрузками на деталь, улучшая свойства материалов, как правило, более низкого качества. Добавление углеродного волокна также улучшает термическую стабильность механических свойств, что расширяет диапазон рабочих температур и повышает предсказуемость поведения материала как при высоких, так и при низких температурах.

Эти волокна измельчаются на мелкие кусочки и смешиваются с пластиком, прежде чем он экструдируется в катушку для использования в 3D-принтерах на основе напыления материала. В этом случае процесс 3D-печати остается прежним, потому что волокна просто подвешены в термопластике, поэтому он нагревается, выдавливается и охлаждается в деталь, как и любая другая 3D-печать в стиле FFF. Рубленые композитные материалы для 3D-печати берут обычный пластик, которому могут не хватать определенных свойств, и усиливают его. В случае с углеродным волокном волокна повышают прочность, жесткость и стабильность размеров детали, что делает ее более функциональной, чем базовый пластик.

Материалы для 3D-печати из рубленого углеродного волокна можно использовать как обычный пластик для 3D-печати, улучшая некоторые свойства материала.

Количество волокон и длина нарезанных сегментов влияют на прочность и качество детали. Различные поставщики добавляют в свой пластик разное количество волокна, в результате чего получаются материалы с разной прочностью. Ниже определенного порога волокна улучшают качество поверхности и качество печати. Выше этого порога, смешивая большое количество более длинных волокон, вы получаете более прочный материал, но вы жертвуете чистотой поверхности и точностью деталей, потому что в целом в материале содержится меньший процент пластика. Термопласт необходим для смеси, потому что он обеспечивает хорошую работу процесса печати, поэтому ваши детали могут стать только такими прочными.

3D-печать с использованием непрерывного волокна

При 3D-печати непрерывными волокнами к детали добавляются непрерывные нити армирующего волокна (вспомните волокнистые нити) для достижения свойств прочности металла при незначительном весе. Используя два печатающих сопла, принтер формирует матричный материал из термопластика и прошивает непрерывные нити непрерывных волокон в деталь. Этот процесс называется изготовлением непрерывного волокна (CFF).

В эту часть впаяны непрерывные нити из кевлара, чтобы повысить ее ударопрочность с помощью сопла для печати из композитного волокна. Термопластичный матричный материал образует кожу и сердцевину детали.

Сила CFF заключается в непрерывности нитей. В отличие от рубленых волокон непрерывные пряди могут поглощать и распределять нагрузки по всей своей длине. Помещенная в матрицу из термопласта, деталь может выдерживать более высокие нагрузки и поглощать более сильные удары. Это позволяет этим деталям достигать прочности металла при небольшом весе.

Непрерывные волокна образуют основу напечатанной на 3D-принтере детали, поскольку нагрузки распределяются по их длине, а не по пластику.

Процесс 3D-печати CFF состоит из двух этапов для каждого слоя: сначала экструдируется термопласт для формирования заполнения и оболочек детали, который служит «матричным» материалом композита. Затем непрерывное волокно втачивается в эту матрицу, сплавляясь с термопластом с помощью покрытия из совместимой смолы. Этот процесс повторяется слой за слоем, формируя волокна в основу напечатанной на 3D-принтере детали, а термопласт действует как оболочка. Этот процесс также похож на то, как арматура может быть уложена внутри бетона для его усиления.

Волокна образуют «основу» детали и могут быть уложены по определенной схеме, чтобы оптимизировать прочность детали с учетом ее веса и расхода материала. Вы можете размещать волокно в определенных областях в зависимости от того, как деталь будет испытывать нагрузку, придавая прочность именно там, где вам это нужно.Это сильно отличается от стандартных 3D-принтеров на основе напыления, в том числе с рублеными волокнами, поскольку эти методы имеют равномерное распределение свойств по всей детали. Различные варианты армирования волокном могут использоваться для различных условий нагрузки и поведения. Вы можете узнать больше о различных стратегиях армирования в разделе Стратегии армирования волокнами.

Для армирования также можно использовать различные волокна, в зависимости от того, какими свойствами материала должна обладать ваша деталь. 3D-принтеры Markforged предлагают несколько различных волокнистых материалов, чтобы вы могли выбрать характеристики прочности арматуры:

Углеродное волокно — это жесткое и прочное волокно, которое ведет себя как алюминий 6061, поэтому его можно использовать для легких компонентов, выдерживающих большие нагрузки.

Это углеродное волокно, напечатанное на 3D-принтере, может сравниться по прочности с алюминием в непрерывном состоянии. Оба выдерживают нагрузку 27,5 фунтов.

Стекловолокно – прочный и недорогой армирующий материал, который соответствует определенным требованиям. Он повышает прочность деталей по сравнению с пластиком и является хорошей отправной точкой для печати с армированием.

Стекловолокно – это прочное волокно для 3D-печати, которое превосходит по прочности рубленое волокно, АБС-пластик и полилактид при весе 7,5 фунта.

Кевлар обладает высокой прочностью и ударопрочностью, что делает его идеальным для ударных и ударных нагрузок. Он гнется, а не ломается.

Высокопрочное высокотемпературное (HSHT) стекловолокно сохраняет свою прочность и жесткость при высоких температурах из-за высокой температуры деформации. Его термостойкость позволяет ему работать в более экстремальных условиях.

Этот тест был проведен после нагревания каждой балки до 300 градусов по Фаренгейту в печи. HSHT не теряет прочности при высоких температурах, поэтому он по-прежнему выдерживает нагрузку 5 фунтов.

Таким образом, выбирая различные типы волокна для определенных потребностей материала и контролируя, где волокно может быть размещено слой за слоем, вы можете контролировать поведение и производительность ваших деталей. Это одно из основных преимуществ непрерывных 3D-печатных композитов по сравнению с материалами из рубленого волокна. Вы не только получаете более прочные детали, но также можете производить детали, оптимизированные для их применения.

Читайте также: