3D-tulostimen filamentit selitetty

Kuinka valita oikea hehkulanka

Kun olet valinnut 3D-tulostimen, sinun on ensin tehtävä päätös siitä, minkä tyyppistä hehkulankaa haluat käyttää. Niitä on useita kymmeniä - jopa jättäen syrjään lukuisat värit, joihin ne tulevat. Heittämällä niiden läpi pintaan kemiallisesti kuulostavat nimet: esimerkiksi maitohappo, polyvinyylialkoholi, hiilikuitu ja esimerkiksi kielen kierteet kestomuoviset elastomeerit. He kulkevat huomiota herättävien lyhenteiden, ABS, PLA, HIPS, CPE, PET, PETT, TPE, PVA ja PCTPE, joukosta. Mutta älä kauhistuta tätä aakkoskeittoa. Vain muutama tyyppi on yleisesti käytössä, ja valmistajat pyrkivät välttämään liian geekisiä monikereja mieluummin kuvaavien nimien puolesta, jotka viittaavat filamentin olennaiseen laatuun, kuten joustavuus (esimerkiksi NinjaTekin Ninjaflex ja Polymaker's Polyflex) ja lujuus (Makerbot, XYZprinting)., ja Ultimaker kaikki markkinoilla olevat filamentit nimeltään Tough PLA).

Hehkulangan perusteet

3D-tulostuksessa käytetyt säikeet ovat kestomuoveja, jotka ovat muoveja (alias polymeerejä), jotka sulavat sen sijaan, että palavat kuumentuessaan, voidaan muotoilla ja muovata ja jähmettyä jäähtyessään. Filamentti syötetään tulostimen ekstruuderikokoonpanon lämmityskammioon, missä se kuumennetaan sulamispisteeseen ja suulakepuristetaan (suihkutetaan) metallisuuttimen läpi suulakepuristimen kokoonpanon liikkuessa jäljittäen 3D-objektitiedostoon ohjelmoidun polun luomiseksi, kerros kerrokselta, painettu esine. Vaikka useimmissa 3D-tulostimissa on yksi suulakepuristin, on joitain kaksisuulakepuristimen malleja, jotka voivat tulostaa kohteen eri väreillä tai erilaisilla hehkulankeilla.

Muovisella filamentilla tulostamista kutsutaan joko sulatettujen filamenttien valmistukseksi (FFF) tai sulatettujen kerrostumien mallinnuksiksi (FDM). He ovat sama asia; FDM-lyhenteellä on tavaramerkki 3D-tulostuksen edelläkävijä Stratasys Corp.: llä, joten muut valmistajat loivat omat nimensä kuvaamaan tulostimien tekniikkaa; FFF on kiinni kiinni. Jo tänäänkin, lukuun ottamatta joidenkin valmistajien esitteitä, näet nimet, joita käytetään vaihtokelpoisina.

Filamentti myydään kelaissa painon ollessa 0, 5–2 kiloa. Hehkulankaa on kaksi paksuutta, 1, 75 millimetriä ja 3 millimetriä. (Jälkimmäinen on todellisuudessa hiukan ohuempi, noin 2, 85 millimetriä.) Suurin osa hehkulanka on 1, 75 millimetrin tyyppiä; Ultimaker ja LulzBot ovat harvinaisia ​​valmistajia, joiden tulostimet käyttävät paksumpaa kokoa. Paino luetellaan melkein aina metrisissä yksiköissä.

Katsotaanpa nyt joitain suosituimmista ja tärkeimmistä hehkulankatyypeistä.

Dynaaminen Duo: ABS ja PLA

Ylivoimaisesti yleisimmät filamenttityypit ovat akryylinitriilibutadieenistyreeni (ABS) ja polymaitohappo (PLA). Suurin osa 3D-tulostimista on suunniteltu käytettäväksi yksinomaan näitä filamentteja. Osa heidän vetoomuksestaan ​​on, että he ovat suhteellisen edullisia, maksaa vain 20 dollaria kilolta.

Älä häiritse ABS: n raskasta kemiallista nimeä; se on samaa muovia kuin Legosissa. ABS: stä tulostetut esineet ovat kovia, kestäviä ja myrkyttömiä. Sillä on suhteellisen korkea sulamispiste tulostuslämpötilan ollessa 210 - 250 astetta. ABS: llä painettujen esineiden alareunoilla on taipumus taipua hiukan ylöspäin, etenkin jos käytät lämmittämätöntä tulostuskerrosta. Tulostamisen aikana ABS voi antaa happea, epämiellyttävän hajun, joten sitä on parasta käyttää suljetun kehyksen tulostimen kanssa hyvin ilmastoidussa tilassa.

PLA: lla on suhteellisen matala sulamispiste, käytettävien lämpötilojen ollessa 180 - 230 astetta. Se on kasvipohjainen ja biohajoava. Se on vaikeampaa kuin ABS, tulostaa ilman vääntymiä ja on yleensä helppo työskennellä, vaikka harvoissa tapauksissa se voi aiheuttaa puristimen tukkeita. PLA: ta käytetään usein perusaineena eksoottisemmille, komposiittimateriaaleille, joista keskustelemme vähän.

Nailon

Nylon on uskomattoman monipuolinen synteettinen materiaali, kehitetty 1930-luvulla ja jota on löydetty käytöstä kaikissa hammasharjoista laskuvarjoihin renkaisiin sukkahousuihin ja nyt 3D-tulostimen hehkulankoihin. Sen ytimessä se on polymeeri tai muovi (tai tarkemmin sanottuna muoviperhe). Se on vahva ja kestävä, mutta joustava ja halvimpien 3D-tulostuslankojen joukossa. Se sulaa korkeammassa lämpötilassa (noin 240 astetta) kuin useimmat filamentit. Kaikkia 3D-tulostimia ei ole rakennettu käsittelemään tätä lämpöä - jotkut suulakepuristimessa yleisesti käytetyistä aineista lähettävät huuruja siinä lämpötilassa. Kuten ABS: llä, myös nailonilla painettavilla esineillä on taipumus vääntyä, mikä voidaan lieventää käyttämällä lämmitettyä painopohjaa.

Joustava filamentti

TPE: t (tai termoplastiset elastomeerit) ovat kestomuoveja, joilla on korkea joustavuus (vaikka ne ovat kuitenkin kaukana esimerkiksi kumihihnoista); niiden kanssa painetut esineet ovat suhteellisen joustavia. Yksi yleinen TPE-tyyppi on kestomuovi polyuretaani (TPU), josta NinjaFlex on suosittu esimerkki.

Liukenevat säikeet: HIPS ja PVA

Yksi tarttuvimmista lyhenteistä, HIPS, tarkoittaa voimakasta polystyreeniä. HIPS on kohtuuhintaisia, kevyitä, ja se voidaan hioa, liimata ja värjätä akryylimaaleilla. Se on samanlainen kuin ABS, paitsi että HIPS liukenee sitruunapohjaiseen liuottimeen Limoneeniin, mikä tekee siitä hyvän valinnan - kun tulostetaan toisella materiaalilla (kuten ABS tai PLA) kaksisuulakepuristimen kanssa - tukimateriaalina. joka voi liueta tulostuksen jälkeen. Se myös tulostaa hyvin itsenäisesti ja on hehkulanka, jota LulzBot suositteli LulzBot Mini 3D -tulostimelleen, joka ansaitsi toimittajan valinnan. MakerBot-liukeneva filamentti koostuu myös HIPS: stä.

Toinen liukoinen filamentti on PVA (polyvinyylialkoholi), joka liukenee kätevästi veteen. PVA on hajuton, myrkytön ja biohajoava. Sillä on alhainen sulamispiste ja se voi tukkia suulakepuristimen suuttimen ylikuumentuessa. Sitä käytetään usein tukimateriaalina kaksisuulakepuristintulostimissa; Testasin Ultimaker 3: ta tulostamalla testiobjektin - laatikon laatikon - käyttämällä PLA: ta itse laatikoihin ja PVA: ta tukena. Kun esine oli painettu, upotin sen lämpimään veteen, ja PLA liukeni vähitellen, jättäen pari sisäkkäisiä laatikoita.

Yhdistelmäfilamentit

Yhdistelmäfilamenteilla on pohja PLA: ta tai muuta kestomuovia, johon muiden aineiden hiukkasia, jauheita tai hiutaleita on sekoitettu. Jotkut ovat puusekoituksia, toiset sisältävät hiekkakiviä tai kalkkikiveä, ja vielä toisissa on erilaisia ​​metalleja, mukaan lukien rauta, alumiini, messinki, pronssi ja kupari. Nämä filamentit saavat joitain niiden sekoitettujen materiaalien ominaisuuksista. Toinen suosittu komposiitti on hiilikuitu; siitä painetut esineet vievät osan kuidun lujuudesta. Haittapuoli näille komposiittifilamenteille on, että ne maksavat huomattavasti enemmän kuin ei-komposiitit.

Muovikuitujen lisäksi: hartsipohjainen tulostus

FFF-tulostimien leviämisen myötä on helppo sivuuttaa tosiasia, että markkinoilla on malleja, jotka perustuvat muihin tekniikoihin, joissa ei käytetä hehkulankaa. Niistä tärkein on stereolitografia (alias SLA), ensimmäinen kehitetty 3D-tulostustekniikka, joka pystyy erittäin yksityiskohtaisiin, korkearesoluutioisiin tulostuksiin. Kaupallisiin tarkoituksiin käytettävien SLA-tulostimien hintalappuja voi olla hyvin viisi (ja jopa kuusi), mutta olemme nähneet joitain halvempia malleja, jotka soveltuvat harrastajalle ja käsityöläiselle.

SLA-tulostuksessa ultraviolettilaser jäljittää tulostettavan kohteen muodon kerros kerrallaan kasetissa tai astiassa olevalle UV-herkälle hartsille (aka fotopolymeeri tai fotopolymeerihartsi), ja laserille altistunut hartsi kovettuu painetun esineen muodostamiseksi. Hartsit toimitetaan 500 millilitran ja 1 litran pulloissa, tulostimien valmistajien hinnat alkavat noin 100 dollaria litralta. Jotkut valmistajat ovat formuloineet hartsit lujuudeksi, joustavuudeksi, jäykkyydeksi ja muiksi ominaisuuksiksi, ja tällaiset hartsit yleensä myyvät premium-hintaan. Hartsit ovat kärsineet rajallisesta värivalikoimasta, ja ne ovat yleensä rajoittuneet mustaan, harmaan, valkoiseen ja kirkkaaseen, vaikkakin eräitä kirkkaampia ja metallisia hartseja on tullut saataville myöhään.

DLP on stereolitografian muoto, joka käyttää projektoria laserin sijaan valonlähteenä ja käyttää näkyvää valoa ultravioletin sijasta. Projektori, joka käyttää Texas Instrumentsin DLP (Digital Light Processing) -tekniikkaa, projisoi sarjan kuvia fotopolymeerihartsisäiliöön, joka on samanlainen kuin hartsit, joita käytetään SLA-tulostuksessa esineen rakentamiseksi kerros kerrokselta.

Nyt kun tiedät kaiken, mitä tarvitset suosituimmista filamenteista, sinun kannattaa lukea 3D-tulostimien osto-oppaamme, joka sisältää arvosteluja parhaista äskettäin testaamista malleista. Voit myös tarkistaa, mitä varhaisella käyttöönottajalla oli sanottavaa aikansa oppimisessaan 3D-tulostamiseen.