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全面解析3D打印塑料种类、特性和应用
来源: | 作者:Miradu | 发布时间: 308天前 | 625 次浏览 | 分享到:

 

3D打印概述





3D打印,又称增材制造,是一种快速成型技术, 它的核心原理是“分层制造,逐层叠加”。3D打印是近十年才频繁出现在国人视野中的技术,事实上,早在30多年前,工业级3D打印设备已经推向市场了。




1983年,3D Systems创始人Chuck Hull先生制造了有史以来** 3D 打印部件,成功发明立体光固化成型技术。1986年,3D Systems 由 Chuck Hull 共同创建,成为世界** 3D 打印公司。1987年,3D Systems 将全球首款 3D 打印机 SLA-1 立体光固化成型 (SLA) 打印机成功推向市场。3D Systems至今已谱写 30 余年的开拓历程,成为一家全球化的 3D 解决方案提供商。

3D打印特别适合小批量、定制化、具有复杂结构的零部件的生产。

现阶段,3D打印在设备和材料两个核心环节都有进一步的突破。对于用户来说,要真正实现和发挥增材制造的好处,必须了解多种多样可利用的材料以及每种材料如何发挥各自的具体特性来提升原型或生产用部件的品质。下文中,我们会详细介绍3D打印塑料材料的*新发展。





 

3D打印材料前沿资讯




到目前为止,3D打印材料中发展*为成熟的材料是塑料材料。塑料3D打印材料种类多样,用途广泛。使用塑料材料进行3D打印,可实现适当的柔性、耐用性、刚度、韧性、稳定性、透明度、外观和质感、生物兼容性、耐热性、防潮性等。


下文中,我们以特性分类,分别给大家介绍通用型、坚固耐用型、透明型和可铸造材料4大类材料。


01

通用


这些材料非常适合:小批量生产;用于建模的母模;消费性电子组件。


(1)类聚丙烯:柔性塑料

特性:** ;耐用、高柔性 ;卓越的形状稳定性。

适用于:原型制造;功能测试;小批量生产;RTV/硅胶模具的母模;卡扣装配件。


*上图(右)为Figure 4™ FLEX-BLK 10,是一种耐用的黑色柔性材料,与 Figure 4 技术搭配使用。


与其它多款3D打印材料一样,Figure 4™ FLEX-BLK 10同样具有极佳的断裂伸长率和耐冲击强度,可用于原型,功能测试和小批量生产应用。观看视频,了解Figure 4 FLEX-BLK 10材料在抗冲击强度测试中的表现:


视频资料,建议WiFi观看 



(2)原型制造弹性体:设计和原型制造用弹性体

特性:类橡胶;优异的压缩特性;高伸长率。

适用于:设计验证和测试,如包覆成型模型、挡风雨条、密封件、橡胶密封圈、垫片;适用于工业和消费品应用的类橡胶和弹性产品。


(3)超高韧性塑料:带来耐用模制塑料的外观和触感


特性:**;耐用;抗冲击性;耐热性;防潮性。

适用于:快速原型制造;功能装配件;卡扣组件;消费性电子组件;钻孔/攻丝应用;用于真空铸造的母模。


(4)刚性塑料:带来注塑模具塑料的外观和触感


特性:刚性;耐用;光滑表面。

适用于:快速原型制造;快速模具制造;某些医疗应用。




02

坚固耐用坚固的尼龙、复合材料、类 ABS 材料和类聚丙烯材料部件

这些材料非常适合:单体式组件;液体处理部件;外壳和外罩。


(1)尼龙


尼龙 11:抗冲击性和耐疲劳性

特性:坚固耐用;高伸长率;高抗冲击强度。

适用于:卡扣连接;活动铰链;接头;管道;夹具、固定装置和模具。

*足够坚硬,可替代注塑成型 ABS 和聚丙烯。提供黑色和自然色选择。


铝填充尼龙 12:出众的表面光洁度和一致的机械属性


特性:金属表面光洁度;高刚度。

适用于:汽车、航天、消费品领域的功能性原型制造和小批量生产部件;外壳和外罩;卡扣连接和复杂装配件;接头。


阻燃 Nylon 12:非常适用于航天应用中的直接生产

特性:非卤化;阻燃;极好的表面光洁度;FAR 25.853 兼容;符合 AITM 的烟雾密度和毒性指南要求;坚固耐用。

适用于:飞机内饰部件;消费品和电子元件;需要阻燃性的部件。


填充 Nylon 12 复合材料:高刚度工程塑料

特性:耐热性;耐燃油和耐油性;极佳的硬度和刚度。

适用于:小到中等批量的生产用部件;飞机、赛车和体育用品部件。


耐高温 Nylon 12:坚硬的纤维增强工程塑料

特性:刚性;不导电;射频透明;耐热性强。

适用于:*终用途部件的小批量到中批量直接制造;需要加强刚度的外罩和外壳;飞机和赛车零部件;体育用品。


(2)复合材料


陶瓷强化复合材料:耐高温的坚固部件

特性:耐热性;防潮性;耐磨性;类陶瓷。

适用于:陶瓷类部件;夹具、固定装置和模具;风洞模型;母模;水和液体处理组件。

*适用于类复合材料原型和装配件。


高性能复合材料:稳定、高刚度部件


特性:耐热性;出众的硬度/刚度;耐磨性。

适用于:风洞模型;发动机罩内的汽车零部件;电气连接器、适配器装置、底座和插座;夹具、固定装置和工具。


(3)类ABS:坚固、准确的功能性部件

特性:刚性;坚硬。

适用于:设计验证;功能原型开发;耐用组件和卡扣;短期生产;RTV 模具的母模。

*模拟和替代数控加工和注塑成型的 ABS 制品。


(4)类聚丙烯:刚性,可在一定程度上弯曲

特性:坚硬;弹性;耐磨性。

适用于:原型制造;快速模具制造;卡扣装配件;活动铰链;用于真空铸造的母模。




03

透明:坚硬、耐热的高度透明部件


这些材料非常适合:类聚碳酸酯组件;照明组件;某些医疗模型和设备。


(1)透明多用途树脂:具有模制聚碳酸酯的美观外观的稳定精密部件



特性:清晰、透明;刚性、坚固。

适用于:坚固的功能原型;透明装配件;熔模铸造模型;透明的展示和可视化模型,比如照明组件(透镜等)、头灯、瓶子。

*具有聚碳酸酯美观外观的**通用型材料;适用于熔模铸造应用。


(2)透明耐热树脂:耐高温、防潮部件


特性:耐热性;清晰、透明。

适用于:发动机罩内部组件测试;热流体流动;透明装配件。

*材料透明度能够实现装配件中内部结构的可视化。

04

可铸造材料


(1)铸造蜡:100% 蜡质,适用于可重复性铸模,无缝适应现有铸造工作流程

特性:高分辨率;高对比度颜色;100% 蜡。

适用于:金属铸件。


(2)透明可铸型树脂:稳定的中等到超大型轻质QuickCast 铸模

特性:优异的防湿/防潮性;透明;稳定。

适用于:用于原型和生产部件的 QuickCast 模型;各种铸件,包括钛、铝、镁、锌、石膏和铁金属铸件。


(3)通用型可铸造塑料:高分辨率,可呈现微小的精细细节特征



特性:高对比度紫色;刚性。

适用于:精美的珠宝首饰;医疗仪器和器械;定制金属应用。


(4)苯乙烯基铸造材料:消耗性材料,与标准铸造工艺兼容

无需模型制造原型和生产用铸件。烧结周期短。

适用于:原型铸造;中小批量生产运行;各种铸件,包括钛、铝、镁、锌、石膏和铁金属铸件。



 

Figure 4,简化工作流程带来竞争优势




Figure 4 解决方案代表了全新的数字化无模制造:3D打印直接生产。无论是功能原型或是*终使用件皆可无模具生产,杰出的材料属性性媲美注塑工艺。打开视频了解简化的工作流程如何带来综合竞争优势:


视频资料,建议WiFi观看


3D打印相关知识就先介绍到这里了。您可以看出,目前材料、设备的发展已经到了成熟阶段。另外,3D打印避免了开模环节、适应小批量生产与复杂结构零部件定制,即使对小工厂也能有大助益!


具有各类机械性能的生产级塑性材料也为各行业的无模制造和批量生产带来了新的速度,准确性,强度和耐久性,而之前只能耗费更多时间通过传统注塑等手段获得,3D打印技术匹配丰富的工业级材料,在数小时内即可得到**的塑料零件。