Filme de imprimantă 3D explicate

Cum să alegi filamentul potrivit

După ce alegeți o imprimantă 3D, prima decizie pe care trebuie să o luați este ce tip de filament doriți să utilizați. Există câteva zeci de soiuri - chiar și deoparte numeroasele culori în care intră. Lăcrind prin ele suprafețe un șir de nume sonore chimice: acid polilactic, alcool polivinilic, fibră de carbon și elastomeri termoplastici cu limbă, de exemplu. Aceștia parcurg o varietate amețitoare de acronime, ABS, PLA, HIPS, CPE, PET, PETT, TPE, PVA și PCTPE. Dar să nu fii consternat de această supă de alfabet. Doar câteva tipuri sunt în uz obișnuit, iar producătorii au tendința de a scăpa excesiv de geeky monikers în favoarea numelor mai descriptive care fac aluzie la o calitate esențială a filamentului, cum ar fi flexibilitatea (NinjaTek's Ninjaflex și Polymaker's Polyflex, de exemplu) și puterea (Makerbot, XYZprinting, și Ultimaker toate filamentele de pe piață numite Tough PLA).

Bazele filamentului

Filamentele utilizate în imprimarea 3D sunt termoplastice, care sunt materiale plastice (aka polimeri) care se topește în loc să ardă atunci când sunt încălzite, pot fi modelate și modelate și se solidifică la răcire. Filamentul este introdus într-o cameră de încălzire în ansamblul extruder al imprimantei, unde este încălzit până la punctul său de topire și apoi extrudat (ghemuit) printr-o duză metalică pe măsură ce ansamblul extruder se deplasează, urmărind o cale programată într-un fișier obiect 3D pentru a crea, strat după strat, obiectul tipărit. Deși majoritatea imprimantelor 3D au un singur extruder, există unele modele cu extrudere duală care pot imprima un obiect în culori diferite sau cu diferite tipuri de filamente.

Procesul de imprimare cu filament din plastic se numește fie fabricarea de filamente fuzibile (FFF), fie modelarea depunerii fuzibile (FDM). Sunt același lucru; acronimul FDM este marcat cu marcă înregistrată de pionierul de imprimare 3D Stratasys Corp., astfel încât alți producători și-au creat propriile nume pentru a descrie tehnologia imprimantelor lor; FFF este cel care a prins. Chiar și astăzi, cu excepția unor broșuri ale unor producători, veți vedea numele utilizate în mod interschimbabil.

Filamentul este vândut în bobine în greutate cuprinsă între 0, 5 kilograme și 2 kilograme. Filamentul vine în două grosimi: 1, 75 milimetri și 3 milimetri. (Acesta din urmă este în realitate un pic mai subțire, aproximativ 2, 85 milimetri.) Marea majoritate a filamentului este de tipul 1, 75-milimetru; Ultimaker și LulzBot sunt printre puținii producători ale căror imprimante folosesc dimensiunile mai groase. Greutatea este listată aproape întotdeauna în unități metrice.

Acum, să aruncăm o privire la câteva dintre cele mai populare și mai importante tipuri de filamente.

Duo dinamic: ABS și PLA

De departe, cele mai frecvente tipuri de filamente sunt acrilonitril butadien stirenul (ABS) și acidul polilactic (PLA). Cele mai multe imprimante 3D de bază sunt concepute pentru a utiliza exclusiv aceste filamente. O parte din apelul lor este că sunt relativ ieftine, costând cât mai puțin de 20 USD pe kilogram.

Nu vă lăsați purtați de numele chimic nepoluant al ABS; este același plastic folosit în Legos. Obiectele tipărite din ABS sunt dure, durabile și netoxice. Are un punct de topire relativ ridicat, cu o temperatură de imprimare cuprinsă între 210 grade și 250 de grade Celsius. Colțurile de jos ale obiectelor tipărite cu ABS au tendința de a se curba în sus un pic, mai ales dacă utilizați un pat de imprimare încălzit. În timpul imprimării, ABS poate emite un miros acrid, neplăcut, așa că este cel mai bine utilizat cu o imprimantă cu cadru închis într-o cameră bine ventilată.

PLA are un punct de topire relativ scăzut, cu temperaturi utilizate între 180 și 230 grade Celsius. Este bazat pe plante și biodegradabil. Este mai greu decât ABS, imprimă fără deformare și, în general, este ușor de lucrat, deși în cazuri rare poate provoca blocaje de extrudere. PLA este adesea folosit ca material de bază pentru materiale compozite mai exotice, despre care vom discuta puțin.

Nailon

Nylonul este un material sintetic incredibil de versatil, dezvoltat în anii 1930, care și-a găsit folosul în orice, de la periuțele de dinți la parașute până la pneuri până la ciorapi și acum filament de imprimantă 3D. La baza ei se află un polimer sau un plastic (sau, mai precis, o familie de materiale plastice). Este puternic și durabil, dar totodată flexibil și printre filamentele de imprimare 3D cu cele mai mici prețuri. Se topește la o temperatură mai mare (aproximativ 240 de grade Celsius) decât majoritatea filamentelor. Nu toate imprimantele 3D sunt create pentru a gestiona această căldură - unele substanțe utilizate în mod uzual în extruder emit vapori la această temperatură. Ca și în cazul ABS, obiectele imprimate cu nylon au tendința de deformare, care poate fi atenuată folosind un pat de imprimare încălzit.

Filament flexibil

TPE-urile (sau elastomerii termoplastici) sunt termoplastici cu elasticitate ridicată (cu toate că sunt încă foarte mici, de exemplu, benzi de cauciuc); obiectele imprimate cu ele sunt relativ flexibile. Un tip comun de TPE este poliuretanul termoplastic (TPU), dintre care NinjaFlex este un exemplu popular.

Filamente solubile: HIPS și PVA

Unul dintre acronimele mai atrăgătoare, HIPS, reprezintă polistirenul cu impact mare. HIPS este la un preț moderat, ușor și poate fi șlefuit, lipit și colorat cu vopsele acrilice. Este similar cu ABS, cu excepția faptului că HIPS este solubil în Limonene, un solvent pe bază de citrice, ceea ce îl face o alegere bună - când imprimați cu un al doilea material (cum ar fi ABS sau PLA) cu o imprimantă cu două extrudere - ca material suport care ar putea fi dizolvat după imprimare. De asemenea, se imprimă bine și este filamentul recomandat de LulzBot pentru imprimanta sa 3D LulzBot Mini, care a câștigat alegerea editorilor noștri. Filamentul dizolvabil MakerBot este de asemenea format din HIPS.

Un alt filament solubil este PVA (alcoolul polivinilic), care se dizolvă convenabil în apă. PVA este inodor, netoxic și biodegradabil. Are un punct de topire scăzut și poate bloca o duză de extruder atunci când este supraîncălzit. Este adesea folosit ca material suport în imprimantele cu extrudere dublă; Am testat Ultimaker 3 prin imprimarea unui obiect de testare - o cutie într-o cutie - folosind PLA pentru casele în sine și PVA ca suport. După ce obiectul a fost tipărit, l-am scufundat în apă caldă, iar PLA s-a dizolvat treptat, lăsând perechea de cutii cuibărite.

Filamente compozite

Filamentele compozite au o bază de PLA sau alte termoplastice în care s-au amestecat particule, pulberi sau fulgi din alte materiale. Unele sunt amestecuri de lemn, altele includ gresie sau calcar, iar altele încă au diverse tipuri de metale, inclusiv fier, aluminiu, alamă, bronz și cupru. Aceste filamente preiau unele dintre proprietățile materialelor cu care au fost amestecate. Un alt compozit popular este fibra de carbon; obiectele tipărite din ea iau o parte din puterea fibrei. Un dezavantaj al acestor filamente compozite este că acestea costă mult mai mult decât non-compozitele.

Dincolo de filament plastic: imprimare pe bază de rășină

Odată cu proliferarea de imprimante FFF de astăzi, este ușor de trecut cu vederea faptul că există modele pe piață bazate pe alte tehnologii care nu folosesc filamente. Principalul dintre ele este stereolitografia (aka SLA), prima tehnologie de imprimare 3D care a fost dezvoltată și care este capabilă să imprime foarte detaliat și de înaltă rezoluție. Etichetele de preț pentru imprimantele SLA destinate utilizării comerciale pot merge bine în cinci (și chiar în șase) cifre, dar am văzut câteva modele la prețuri mai mici, potrivite pentru pasionați și artizani.

În imprimarea SLA, un laser ultraviolet urmărește forma obiectului de imprimat, strat cu strat, pe o rășină sensibilă la UV (aka fotopolimer, sau rășină fotopolimer) adăpostită într-o tavă sau cuvă, iar rășina expusă la laser se întărește pentru a forma obiectul tipărit. Rășinile vin în sticle de 500 de mililitri și 1 litru, prețurile producătorilor de imprimante începând de la aproximativ 100 de dolari pe litru. Unii producători au formulat rășini pentru rezistență, flexibilitate, rigiditate și alte calități, iar astfel de rășini tind să se vândă la un nivel premium. Rășinile au suferit de o paletă de culori limitată și au avut tendința de a se limita la negru, gri, alb și limpede, deși unele rășini de culoare mai strălucitoare și metalice au devenit disponibile până târziu.

DLP este o formă de stereolitografie care folosește un proiector în locul laserului ca sursă de lumină, folosind lumină vizibilă în loc de ultraviolete. Proiectorul, care folosește tehnologia DLP (Digital Light Processing) din Texas Instruments, proiectează o serie de imagini într-o cuvă de rășină fotopolimer similară cu rășinile utilizate în imprimarea SLA pentru a construi obiectul, strat după strat.

Acum că știți tot ce trebuie despre cele mai populare filamente, veți dori să citiți ghidul nostru de cumpărare a imprimantei 3D, care include recenzii despre cele mai bune modele pe care le-am testat recent. De asemenea, puteți afla ce a spus un adoptator timpuriu despre timpul său învățând să imprime în 3D.