МД (Методология создания твердотельных моделей с использованием технологий аддитивного производства), страница 10

Хотя объемы производимого акрилонитрата при маломасштабнойпечати незначительны, рекомендуется печатать в хорошо проветриваемых помещениях или предусмотреть вытяжку. Не рекомендуется использовать ABSпластик для производства пищевых контейнеров и посуды (особенно для хранения горячей пищи или алкогольных напитков) или игрушек для маленькихдетей.Хорошая растворимость ABS-пластика в ацетоне весьма полезна, так как позволяет производить большие модели по частям с последующим склеиванием,что значительно расширяет возможности недорогих настольных принтеров.1.5.3 Поливиниловый спирт (PVA, ПВА)Поливиниловый спирт – материал с уникальными свойствами и особымприменением. Главной особенностью PVA является его водорастворимость.3D-принтеры, оснащенные двойными экструдерами, имеют возможность печа61ти моделей с опорными структурами из PVA.

По завершении печати опоры могут быть растворены в воде, оставляя готовую модель, не требующую механической или химической обработки неровностей. Аналогично, PVA можно применять для создания водорастворимых мастер-моделей для литейных форм исамих литейных форм.При низкой влажности пластик обладает высокой прочностью на разрыв.При повышении влажности уменьшается прочность, но возрастает эластичность.

Температура экструзии составляет 160-175°C, что позволяет использовать PVA в принтерах, предназначенных для печати ABS и PLA-пластиками.Так как материал легко впитывает влагу, рекомендуется хранение PVA пластика в сухой упаковке и, при необходимости, просушка перед использованием.Сушку можно производить в гончарной печи или обыкновенной духовке. Какправило, просушка стандартных катушек занимает 6-8 часов при температуре60-80°C. Превышение температуры в 220°C приведет к разложению пластика,что следует учитывать при печати.1.5.4 Нейлон (Nylon)Нейлон привлекателен своей высокой износоустойчивостью и низким коэффициентом трения [22].

Так, нейлон зачастую используется для покрытиятрущихся деталей, что повышает их эксплуатационные качества и зачастуюпозволяет функционировать без смазки. Вслед за широким применениемнейлона в промышленности, материалом заинтересовались и в сфере аддитивного производства. Попытки печатать нейлоном предпринимались практическис первых дней технологии FDM/FFF. В реальности существует несколько видовнейлона, производимых разными методами и имеющих несколько отличающиеся характеристики.

Наиболее известным является нейлон-66, созданный американской компанией DuPont в 1935 году. Вторым наиболее популярным вариантом является нейлон-6, разработанный компанией BASF в обход патентаDuPont. Эти два варианта очень схожи. С точки зрения 3D-печати основным62различием является температура плавления: нейлон-6 плавится при температуре 220°C, а нейлон-66 при 265°C.Многие любители предпочитают использовать нейлоновые нити, доступныев широкой продаже – такие, как проволока для садовых триммеров. Диаметртаких материалов зачастую соответствует диаметру стандартных FFF материалов, что делает их использование заманчивым. В то же время, подобные продукты, как правило, не являются чистым нейлоном. В случае с прутками длятриммеров, материал состоит из нейлона и стеклопластика для оптимальногосочетания гибкости и жесткости.Стеклопластик обладает высокой температурой плавления, в связи с чемпечать подобными материалами чревата высоким износом сопла и образованием пробок.

В последнее время предпринимаются попытки коммерческой разработки печатных материалов на основе нейлона специально для FDM/FFFустройств, в том числе Nylon-PA6 и Taulman 680. Указанные марки подлежатэкструзии при температуре 230-260°C. Так как нейлон легко впитывает влагу,расходный материал следует хранить в вакуумной упаковке или, как минимум,в контейнере с водоабсорбирующими материалами. Признаком чрезмерновлажного материала станет пар, исходящий из сопла во время печати, что неопасно, но может ухудшить качество модели. При печати нейлоном не рекомендуется использовать полиимидное покрытие рабочего стола, так как эти дваматериала сплавляются друг с другом.

В качестве покрытия можно использовать липкую ленту с восковой пропиткой (masking tape). Использование подогреваемой платформы поможет снизить возможность деформации модели, аналогично печати ABS-пластиком. В связи с низким коэффициентом трениянейлона, следует использовать экструдеры с шипованными протягивающимимеханизмами. Слои нейлона прекрасно схватываются, что минимизирует вероятность расслоения моделей.Нейлон плохо поддается склеиванию, поэтому печать крупных моделей изсоставных частей затруднительна.

Так как при нагревании нейлона возможно63выделение токсичных паров, рекомендуется производить печать в хорошо вентилируемых помещениях или с использованием вытяжки.1.5.5 Поликарбонат (PC, ПК)Поликарбонаты привлекательны за счет своей высокой прочности и ударной вязкости, а также устойчивости к высоким и низким температурам.Стоит отметить потенциальный риск для здоровья при печати: в качествесырья зачастую используется токсичное и потенциально карциногенное соединение бисфенол А.

Остаточный бисфенол А может содержаться в готовых изделиях из поликарбоната и испаряться при нагревании, в связи с чем рекомендуется производить печать в хорошо вентилируемых помещениях.Температура экструзии зависит от скорости печати во избежание растрескивания, но минимальной температурой на скорости 30мм/сек можно считать265°С. При печати рекомендуется использование полиимидной пленки длялучшего схватывания с поверхностью рабочего стола.

Высокая склонность поликарбоната к деформации требует использования подогреваемой платформыи, при возможности, закрытого корпуса с подогревом рабочей камеры.Поликарбонат обладает высокой гигроскопичностью (легко поглощает влагу), что требует хранения материала в сухих условиях во избежание образования пузырьков в наносимых слоях.

В случае длительной печати во влажномклимате может потребоваться хранение даже рабочей катушки во влагозащитном контейнере [22].1.5.6 Полиэтилен высокой плотности (HDPE, ПНД)Пожалуй, наиболее распространенный пластик в мире, полиэтилен относительно редок среди 3D-печатных материалов.

Причиной тому служат сложности при послойном изготовлении моделей [22].Полиэтилен легко плавится (130-145°С) и быстро застывает (100-120°С),вследствие чего наносимые слои зачастую не успевают схватываться. Крометого, полиэтилен отличается высокой усадкой, что провоцирует закрутку пер64вых слоев и деформацию моделей в целом при неравномерном застывании. Печать полиэтиленом требует использования подогреваемой платформы и рабочей камеры с аккуратной регулировкой температурного режима для замедленияостывания нанесенных слоев.

Кроме того, потребуется производить печать навысокой скорости.Трудности в использовании компенсируются дешевизной и общедоступностью этого материала. В последнее время были разработаны несколькоустройств для переработки пластиковых отходов из ПНД (бутылок, пищевойупаковки и пр.) в стандартные нити для печати на FDM/FFF принтерах. Примерами служат FilaBot и RecycleBot. За счет простоты конструкции, устройстваRecycleBot зачастую собираются силами 3D-умельцев. При плавлении полиэтилена происходит эмиссия паров вредных веществ, поэтому рекомендуетсяпроизводить печать в хорошо вентилируемых помещениях.1.5.7 Полипропилен (PP, ПП)Полипропилен – широко распространенный пластик, применяемый в производстве упаковочных материалов, посуды, шприцов, труб и пр. Материал имеетнизкую удельную массу, нетоксичен, обладает хорошей химической стойкостью, устойчив к влаге и износу и достаточно дешев.

Среди недостатков полипропилена можно отметить уязвимость к температурам ниже -5°С и к воздействию прямого солнечного света.Главной трудностью при печати полипропиленом является высокая усадкаматериала при охлаждении – до 2,4%. Несмотря на то, что полипропилен хорошо прилипает к холодным поверхностям, рекомендуется производить печать наподогреваемой платформе во избежание деформации моделей. Минимальнаярекомендуемая температура экструзии составляет 220°С.Полипропиленовые нити для печати предлагаются на продажу компаниямиOrbi-Tech, German RepRap, Qingdao TSD Plastic.