МД (1194692), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Компания Stratasys разработалаимитатор полипропилена, оптимизированный для 3D-печати, под названиемEndur.651.5.8 Поликапролактон (PCL)Поликапролактон (он же Hand Moldable Plastic, Mold-Your-Own Grips,InstaMorph, Shapelock, Friendly Plastic, Polymorph, Полиморфус, Экоформакс) –биоразлагаемый полиэстер, отличающийся чрезвычайно низкой температуройплавления порядка 60°С. На практике, это свойство создает определенные проблемы при 3D-печати, так как далеко не все 3D-принтеры можно настроить дляработы при столь низких температурах.
Нагревание поликапролактона до привычных экструзионных температур (около 200°С) вызывает потерю механическихсвойствиможетпривестикполомкеэкструдера.Поликапролактон нетоксичен, что обуславливает его применение в медицинской отрасли, и биоразлагаем. При попадании в организм поликапролактонраспадается, что делает печать этим материалом безопасной. Благодаря низкойтемпературе плавления отсутствует опасность ожогов при прикосновении ксвежим моделям. Высокая пластичность материала делает возможным многократное использование.Поликапролактон малопригоден для создания функциональных механических моделей ввиду вязкости (температура стеклования составляет -60°С) инизкой теплостойкости (температура плавления составляет 60°С).
С другойстороны, этот материал прекрасно подходит для производства макетов и пищевых контейнеров. Материал легко слипается с поверхностью даже холодногорабочего стола и легко поддается окраске.1.5.9 Полифенилсульфон (PPSU)Полифенилсульфон – высокопрочный термопластик, активно применяемыйв авиационной промышленности. Материал имеет прекрасную химическую итепловую устойчивость и практически не горит. Полифенилсульфон биологически инертен, что позволяет использовать этот материал для производства посуды и пищевых контейнеров. Диапазон эксплуатационных температур составляет -50°С - 180°С. Пластик устойчив к воздействию растворителей и горючесмазочных материалов.66При всех своих достоинствах, полифенилсульфон редко используется в 3Dпечати ввиду высокой температуры плавления, достигающей 370°С.
Такие температуры экструзии не под силу большинству настольных принтеров, хотя теоретически печать возможна при использовании керамических сопел. В настоящее время единственным активным пользователем материала является компания Stratasys, предлагающая промышленные установки Fortus.1.5.10 Полиметилметакрилат (Acrylic, оргстекло, акрил, ПММА)Полиметилметакрилат – это всем известное органическое стекло. Материалпрочен, влагоустойчив, экологичен, легко поддается склеиванию, достаточнопластичен и устойчив к воздействию прямого солнечного света.
К сожалению,акрил плохо подходит для FDM/FFF печати в силу ряда причин. Акрил плохохранится в виде катушек с нитью, так как постоянное механическое напряжение приводит к постепенному разрушению материала. Во избежание образования пузырьков разрешение печати должно быть высоким – с точностью, практически недоступной для домашних принтеров.
Быстрое застывание акрилатребует жесткого климатического контроля рабочей камеры и высокой скорости печати. Опять-таки, показатели скорости печати FDM/FFF принтеров обратно пропорциональны разрешению печати, что усугубляет проблему.При создании достаточно прочных моделей избежать образования пузырьков и достигнуть привычной прозрачности материала пока не удается.
На данный момент наилучшие результаты с акрилом показывает другая технологияпечати – многоструйное моделирование (MJM) от компании 3D Systems. В данном случае используется фотополимерный вариант акрила. Значительных успехов достигла и компания Stratasys, использующая собственный фотополимерный имитатор акрила VeroClear на принтерах марки Objet Eden. Остается надеяться, что высокий спрос на акрил приведет к появлению композитных материалов на основе полиметилметакрилата, предназначенных специально дляFDM/FFF печати.671.5.11 Полиэтилентерефталат (PET, ПЭТ)Полиэтилентерефталат – материал, используемый для производства пластиковых бутылок и другой пищевой и медицинской тары (рисунок 30). Материалимеет высокую химическую устойчивость к кислотам, щелочам и органическимрастворителям.Рисунок 30 – Модель, выполненная из полиэтилентерефталатаФизические свойства ПЭТ также впечатляют высокой износоустойчивостьюи терпимостью к широкому диапазону температур – от -40°С до 75°С.
Кромевсего прочего, материал легко поддается механической обработке. Печать с использованием ПЭТ несколько проблематична, ввиду сравнительно высокойтемпературы плавления, достигающей 260°С и значительной усадки при остывании, составляющей до 2%. Использование ПЭТ в качестве расходного материала требует примерно тех же условий, что и печать ABS-пластиком.Для достижения прозрачности моделей необходимо быстрое охлаждениепри прохождении порога стеклования, составляющего 70°С – 80°С.
Материалстал предметом внимания 3D-умельцев, использующих использованную тару вкачестве сырья для бытового производства расходных материалов для 3Dпечати.Для изготовления нитей используются такие перерабатывающие устройства, как FilaBot или RecycleBot.681.5.12 Ударопрочный полистирол (HIPS)Ударопрочный полистирол широко используется в промышленности дляпроизводства различных бытовых изделий, строительных материалов, одноразовой посуды, игрушек, медицинских инструментов и прочие (рисунок 31).Рисунок 31 – Модель, выполненная из ударопрочного полистиролаПри 3D-печати полистирол демонстрирует физические свойства, весьмасхожие с популярным ABS-пластиком, что делает этот материал все более популярным среди 3D-умельцев. Наиболее же привлекательной особенностьюполистирола является отличие от ABS в отношении химических свойств: полистирол достаточно легко поддается органическому растворителю Лимонену.Так как на ABS-пластик Лимонен эффекта не имеет, возможно использованиеполистирола в качестве материала для построения растворимых поддерживающих структур, что исключительно полезно при построении сложных, переплетенных моделей с внутренними опорами.
В сравнении с удобным, водорастворимым поливиниловым спиртом (PVA-пластиком), полистирол выгодно отличается относительно низкой стоимостью и устойчивостью к влажному климату,затрудняющему работу с PVA.Стоит иметь в виду, что некоторые производители ABS-пластика подмешивают в свои расходные материалы несколько более дешевый полистирол. Соот69ветственно, модели из таких материалов могут раствориться в Лимонене вместес опорными структурами. При нагревании полистирола до температуры экструзии возможно выделение токсичных испарений, в связи с чем рекомендуетсяосуществлять печать в хорошо проветриваемых помещениях.1.5.13 Древесные имитаторы (LAYWOO-D3, BambooFill)LAYWOO-D3 - недавняя разработка, предназначенная для печати моделей,напоминающих деревянные изделия (рисунок 32).
Материал на 40% состоит изнатуральных древесных опилок микроскопического размера и на 60% из связующего полимера. LAYWOO-D3 весьма прост в обращении, будучи практически неподверженным деформациям и не требуя использования подогреваемойплатформы. Согласно производителям, полимер нетоксичен и полностью безопасен [22].Уникальные свойства материала позволяют добиваться различных визуальных результатов при печати с разными температурами сопла. Диапазон рабочихтемператур составляет 180°С-250°С. По мере увеличения температуры экструзии, оттенок материала становится прогрессивно более темным, позволяя имитировать разные сорта древесины или годовые кольца.Рисунок 32 – Пример моделей, выполненных из древесных имитаторовГотовые модели прекрасно поддаются механической обработке – шлифовке,сверлению и пр.
Кроме того, изделия легко окрашиваются, а неокрашенные модели даже имеют характерный древесный запах. К сожалению, стоимость мате70риала почти в четыре раза превышает цену на такие популярные материалы,как PLA и ABS-пластики. По мере прогнозируемого роста популярности, материал должен стать более доступным.В настоящее время ведется разработка и тестирование альтернативных материалов, таких как BambooFill от голландской компании ColorFabb.1.5.14 Имитаторы песчаника (Laybrick)Композитный материал от изобретателя Кая Парти, ответственного за создание революционного древесного имитатора LAYWOO-D3 (рисунок 33).
Наэтот раз Кай нацелился на имитацию песчаника, используя опробованный метод смешивания связующего материала с наполнителем – в данном случае минеральным.Laybrick позволяет производить объекты с различной текстурой поверхности. При низких температурах экструзии порядка 165°С-190°С готовые изделияимеют гладкую поверхность. Повышение температуры печати делает материалболее шершавым, вплоть до высокой степени сходства с натуральным песчаником при температуре экструзии свыше 210°С.Рисунок 33 – Модель, выполненная из имитаторов песчаникаМатериал легок в работе, не требуя подогрева рабочей платформы, не демонстрируя существенных деформаций при усадке и не производя токсичные71испарения при нагревании.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
