3D

3D Baskı Malzemeleri

Bu makalede ele alınan 3D baskı malzemeleri:

  • PLA – Hobi amaçlı malzeme
  • ABS – Düşük dereceli endüstriyel malzeme
  • PETG – Düşük dereceli endüstriyel malzeme
  • Naylon – Sert, esnek niş malzemesi
  • TPE – Esnek niş malzemesi
  • Polikarbonat – Orta Sınıf endüstriyel malzeme
  • PEEK / ULTEM – Süper plastikler , endüstriyel kullanımlar için ideal
  • Kıyılmış Fiber Takviyeli Plastikler – Süperplastikler, endüstriyel kullanımlar için ideal
  • Sürekli Fiber (Karbon Fiber, Fiberglas ve Kevlar) – Kompozit malzemeler, endüstriyel kullanımlar için ideal

Fused Filament Fabrication (FFF) baskı işlemi inanılmaz derecede uyarlanabilir ancak her plastik için işe yaramaz. Plastiği küçük bir nozülden hassas bir şekilde çıkarmak için gereken sıkı kısıtlamaların bir sonucu olarak, başlangıçta enjeksiyon kalıplama için optimize edilmiş geleneksel plastikler yazdırılmaz. Bununla birlikte, basılabilir plastikler, çok çeşitli kompozisyonları, baskı kısıtlamalarını ve malzeme özelliklerini kapsar. Doğru malzemeyi bulmak için, uygulamalarınızın gereksinimlerini, baskı yapabileceğiniz malzemelerin özellikleriyle eşleştirmeniz gerekir. Bu yazıda, çeşitli termoplastiklerin güçlü ve zayıf yönleri tartışılır.

Markforged, termoplastiklere baskı yapmanın yanı sıra FFF sürecini plastik olmayan malzemeleri basmak için de uyarlar. Sürekli Filament İmalatında (CFF), özel bir ikinci nozüle sahip bir FFF yazıcı, bir parçaya sürekli karbon fiber, fiberglas veya Kevlar® bırakır. Atomik Difüzyon Katmanlı Üretim (ADAM), plastik bir bağlayıcı içine yerleştirilmiş metal tozunu basmak için FFF tabanlı bir işlem kullanarak Metal Enjeksiyon Kalıplama’nın (MIM) mevcut metal üretim teknolojisine dayanmaktadır. Bu basılı parçalar, bağlayıcı malzemeyi çıkarmak için bir çözücü banyosuna yerleştirilir ve tamamen metal parçalar halinde sinterlenir.

Standart Termoplastikler

3D baskı hızla genişledikçe, baskı filamanlarının çeşitliliği de arttı. Bu patlamaya rağmen, çoğu FFF 3D yazdırılabilir termoplastik üç kategoriye ayrılır: temel termoplastikler, niş termoplastikler ve süperplastikler.

Temel Termoplastikler: Bu plastikler herhangi mükemmel niteliklere sahip olmayan, ancak en popüler baskı termoplastiklerdir. En yaygın baskı plastiği olan PLA, iyi yazdırır ve iyi mekanik özelliklere sahiptir – ancak, tamamen ısı direnci olmaması ve düşük dayanıklılığı endüstriyel ortamlarda kullanımını imkansız kılar. ABS, üstün ısı direncine sahiptir, ancak özellikle güçlü değildir ve çoğu imalat kimyasalıyla zayıf tepki verir. Polietilenin bir baskı alt kümesi olan PETG, ikisi arasında bir kesiştir: ABS’den biraz daha güçlü ve PLA’dan biraz daha ısıya dayanıklı, ancak yine de çoğu üretim ortamı için yeterince sağlam değildir.,

Niş Termoplastikler: Niş termoplastikler belirli uygulamalarda onları çok kullanışlı kılar. Naylon mükemmel bir örnektir. Sert veya çok güçlü değildir ve neredeyse hiç ısı direnci taşımaz, ancak son derece dayanıklıdır ve olağanüstü kimyasal dirence sahiptir. Sonuç olarak, esnekliğin ve dayanıklılığın en önemli olduğu uygulamalarda kullanılır. TPU (veya TPE), biraz daha fazla esnekliğe sahip, Naylon ile benzer özelliklere sahip, son derece esnek bir malzemedir. Polikarbonat pek çok açıdan mükemmel bir plastiktir – oldukça güçlü ve ısıya dayanıklıdır – ancak yalnızca orta derecede dayanıklıdır ve kimyasal olarak dirençlidir.

Süperplastikler: Bu malzemeler, üretim ortamlarında gelişmek için gerekli tüm yönlere sahiptir. PEEK ve Ultem, son derece yüksek ısı direncine ve kimyasal dirence sahip güçlü, sert plastiklerdir. Mühendisler, 3D yazdırılabilir hale gelmeden önce bunları üretimde yoğun bir şekilde kullandılar ve şimdi bu malzemelerden özel, sağlam armatürler oluşturmak için yazıcıları kullanıyorlar.

Dolgulu Termoplastikler

Doldurulmuş bir termoplastik, standart bir plastiğin ikinci bir malzemeden küçük parçacıklarla emprenye edildiği bir malzemedir. İkinci malzemenin konsantrasyonu değişebilir, ancak yine de bileşim ve malzeme davranışına göre esasen bir termoplastiktir. Termoplastik malzemeye daha güçlü bir malzemenin parçacıklarının eklenmesi, birçok malzeme özelliğini değiştirebilir (ancak kimyasal direnç hala tamamen plastiğe bağlıdır).

Dolgulu termoplastikler iki gruba ayrılır: egzotik malzeme dolgulu plastikler ve kesilmiş fiber takviyeli plastikler. Egzotik malzeme dolgulu plastikler, ikincil malzemeleri (kahve, ahşap ve diğer malzemeler) doku ve görünümü mekanik özelliklerden daha fazla değiştirdiği için en çok niş plastiklere benzer. Öte yandan, kesilmiş elyaf takviyeli plastikler, baskı termoplastiklerinin malzeme özelliklerini iyileştirmek için endüstriyel sınıf elyaflar kullanır. Bunlardan en yaygın olanı, mikroskobik karbon fiber parçalarıyla emprenye edilmiş naylon tabanlı bir plastik olan kesilmiş karbon fiber takviyeli naylondur.

Doğru miktarda karbon lifi naylona eklemek, onu bir niş plastikten süper plastiğe dönüştürür. Elyaflar mukavemeti, sertliği ve ısı direncini önemli ölçüde artırır ve karbon elyafın eklediği boyutsal kararlılık, plastik baskının yanı sıra var olan herhangi bir FFF plastiğini yapar. Bu malzemede 3D basılan parçalar, çok çeşitli uygulamalarda mükemmeldir ve genellikle basılmayan parçalarla karıştırılır. Markforged’ın Onyx malzemesi, bu çeşitte karbon fiber dolgulu bir plastiktir.

Naylonu karbon fiber ile aşırı doldurmak tamamen farklı bir malzeme ortaya çıkarır. Ek karbon fiber, gücü ve sertliği daha da artırır, ancak baskı kalitesinin düşmesi pahasına. Karbon fiber partikül konsantrasyonu arttıkça, bağlayıcı termoplastik baskı sisteminden düzgün bir şekilde akamaz ve görünür kusurlara ve pürüzlü yüzey dokusuna sahip parçalar bırakır. Bu malzemeler, kendi başlarına dikkat çekici olsalar da, süperplastiklere göre niş plastiklere daha yakındır.

Sürekli Fiber (CFF)

Kıyılmış karbon elyaflar, termoplastikleri büyütme kabiliyetleri açısından dikkat çekici olsa da, kesintisiz elyaflar parçalara çok daha fazla güç katabilir. Markforged, geleneksel olarak basılmış termoplastik parçalara uzun iplikçikli lifleri yerleştirmek için FFF baskı ve Sürekli Fiber Üretimi (CFF) kombinasyonunu kullanır. Bu teknoloji aynı zamanda ekstrüzyon tabanlıdır ve ikincil bir nozül yoluyla baskı yapar, ancak tüm filamanı eritmek yerine, lifleri termoplastik bir tabaka halinde “ütülemek” için nozülünün ısısını kullanır. Elyaflar erimez – bunun yerine, termoplastik matris tarafından, geleneksel elyaf üretim yöntemlerinde epoksi yakalama elyafları gibi termoset yapıştırıcılara benzer şekilde yakalanırlar.

Ortaya çıkan parçalar, plastikten (dolgulu veya doldurulmamış) daha güçlü, daha sert ve daha dayanıklıdır ve termoplastik matris malzemelerinin ısı direncini, kimyasal direncini ve baskı kalitesini korur. Markforged ile, kesintisiz fiber takviyeli kesilmiş karbon fiber takviyeli naylon (Onyx) yazdırabilirsiniz.

Metaller (ADAM)

Metal ile baskı yapmak için Markforged Metal X, Atomik Difüzyon Katkılı Üretim (ADAM) adı verilen özel bir FFF formuyla baskı yapar. Doldurulmuş termoplastiklere benzer şekilde, makine, FFF’ye neredeyse özdeş bir işlemde küçük metal tozlarla doldurulmuş plastik bir bağlayıcı maddeden oluşan bir filamenti ekstrüde eder. Elde edilen parça, bağlayıcı malzemeyi çıkarmak için yıkanır ve bir metal parça elde etmek için sinterlenir. Bu parçalar tamamen metaldir ancak geleneksel FFF plastik parçalara benzer geometrik özellikler taşır. Süreç hakkında daha fazla bilgi edinmek için Metal X’e bakın.

Yorumlariniz & Gorusleriniz