Heeft u zich ooit afgevraagd waarom de 3D-printtechnologie aan kracht wint en oudere traditionele productietechnologieën vervangt?
Als je de redenen probeert op te sommen waarom deze transformatie plaatsvindt, zal de lijst zeker beginnen met maatwerk.Mensen zijn op zoek naar personalisatie.Ze zijn minder geïnteresseerd in standaardisatie.
En het is vanwege deze verschuiving in het gedrag van mensen en het vermogen van de 3D-printtechnologie om door maatwerk te voldoen aan de behoefte van mensen aan personalisatie, dat deze in staat is traditioneel op standaardisatie gebaseerde productietechnologieën te vervangen.
Flexibiliteit is een verborgen factor achter de zoektocht van mensen naar personalisatie.En het feit dat er flexibel 3D-printmateriaal op de markt beschikbaar is waarmee gebruikers steeds meer flexibele onderdelen en functionele prototypes kunnen ontwikkelen, is voor sommige gebruikers een bron van puur geluk.
3D-geprinte mode en 3D-geprinte prothetische armen zijn voorbeelden van toepassingen waarbij de flexibiliteit van 3D-printen gewaardeerd moet worden.
Rubber 3D-printen is een gebied dat nog in onderzoek is en nog moet worden ontwikkeld.Maar voorlopig beschikken we niet over de 3D-printtechnologie van rubber, totdat rubber volledig printbaar wordt, zouden we het met alternatieven moeten doen.
En volgens onderzoek worden thermoplastische elastomeren het dichtste alternatief voor rubber genoemd.Er zijn vier verschillende soorten flexibele materialen waar we in dit artikel dieper op ingaan.
Deze flexibele 3D-printmaterialen heten TPU, TPC, TPA en Soft PLA.We beginnen met een korte uitleg over flexibel 3D-printmateriaal in het algemeen.
Wat is het meest flexibele filament?
Als u flexibele filamenten kiest voor uw volgende 3D-printproject, gaat er een wereld aan verschillende mogelijkheden voor uw prints open.
Je kunt niet alleen een hele reeks verschillende objecten printen met je flexfilament, maar als je een dual- of multi-head extruder met printer hebt, kun je ook behoorlijk verbazingwekkende dingen printen met dit materiaal.
Onderdelen en functionele prototypes zoals op maat gemaakte slippers, stressbalhoofden of simpelweg trillingsdempers kunnen met uw printer worden afgedrukt.
Als u vastbesloten bent om Flexi-filament onderdeel te maken van het printen van uw objecten, zult u er zeker in slagen uw verbeelding het dichtst bij de werkelijkheid te brengen.
Met zoveel opties die vandaag de dag op dit gebied beschikbaar zijn, is het moeilijk voor te stellen hoeveel tijd er al is verstreken op het gebied van 3D-printen zonder dit printmateriaal.
Voor gebruikers was het printen met flexibele filamenten destijds een hele klus.De pijn was te wijten aan vele factoren die rond één gemeenschappelijk feit draaiden: deze materialen zijn erg zacht.
De zachtheid van het flexibele 3D-printmateriaal maakte het riskant om ze met elke willekeurige printer te laten printen. In plaats daarvan had je iets echt betrouwbaars nodig.
De meeste printers hadden destijds te maken met het probleem van het duwende snaareffect, dus als je op dat moment iets zonder enige stijfheid door een mondstuk duwde, zou het buigen, draaien en ertegen vechten.
Iedereen die bekend is met het gieten van draad uit een naald voor het naaien van welke stof dan ook, kan zich met dit fenomeen identificeren.
Afgezien van het probleem van het duwende effect, was het vervaardigen van zachtere filamenten zoals TPE een zeer enorme klus, vooral met goede toleranties.
Als u een slechte tolerantie overweegt en met de productie begint, bestaat de kans dat het filament dat u heeft vervaardigd een slecht detaillerings-, jamming- en extrusieproces moet ondergaan.
Maar de zaken zijn veranderd: momenteel is er een reeks zachte filamenten, waarvan sommige zelfs elastische eigenschappen en verschillende niveaus van zachtheid hebben.Zacht PLA, TPU en TPE zijn enkele voorbeelden.
Shore-hardheid
Dit is een veelvoorkomend criterium dat je tegenkomt bij filamentfabrikanten die naast de naam van hun 3D-printmateriaal vermelden.
Shore-hardheid wordt gedefinieerd als de mate van weerstand die elk materiaal heeft tegen indrukking.
Deze schaal is in het verleden uitgevonden toen mensen geen referentie hadden als ze het hadden over de hardheid van welk materiaal dan ook.
Dus voordat de Shore-hardheid werd uitgevonden, moesten mensen hun ervaringen aan anderen gebruiken om de hardheid uit te leggen van welk materiaal dan ook waarmee ze hadden geëxperimenteerd, in plaats van een getal te noemen.
Deze schaal wordt een belangrijke factor bij de afweging welk matrijsmateriaal moet worden gekozen voor de vervaardiging van een onderdeel van een functioneel prototype.
Als je bijvoorbeeld wilt kiezen tussen twee rubbers voor het maken van een mal van een gipsen staande ballerina, zou Shore-hardheid je vertellen dat een rubber met een korte hardheid van 70 A minder bruikbaar is dan rubber met een shore-hardheid van 30 A.
Wanneer u met filamenten werkt, weet u doorgaans dat de aanbevolen shore-hardheid van een flexibel materiaal ergens tussen 100A en 75A ligt.
Waarbij het flexibele 3D-printmateriaal met een Shore-hardheid van 100A uiteraard harder zou zijn dan dat met 75A.
Waar moet u op letten bij het kopen van een flexibel filament?
Er zijn verschillende factoren waarmee u rekening moet houden bij het kopen van filament, niet alleen bij flexibele filamenten.
Je moet beginnen vanuit een middelpunt dat voor jou het belangrijkst is, bijvoorbeeld de kwaliteit van het materiaal, wat zal resulteren in een mooi onderdeel van een functioneel prototype.
Dan moet je nadenken over de betrouwbaarheid in de toeleveringsketen, dat wil zeggen dat het materiaal dat je eenmalig gebruikt voor 3D-printen, continu beschikbaar moet zijn, anders zou je uiteindelijk maar een beperkt deel van het 3D-printmateriaal gebruiken.
Nadat u over deze factoren heeft nagedacht, moet u nadenken over hoge elasticiteit, een grote verscheidenheid aan kleuren.Niet elk flexibel 3D-printmateriaal is immers verkrijgbaar in de kleur waarin u het wenst te kopen.
Nadat u al deze factoren heeft overwogen, kunt u rekening houden met de klantenservice en prijs van het bedrijf in vergelijking met andere bedrijven op de markt.
We zullen nu enkele materialen opsommen die u kunt kiezen voor het afdrukken van een flexibel onderdeel of functioneel prototype.
Lijst met flexibele 3D-printmaterialen
Alle hieronder genoemde materialen hebben enkele basiskenmerken, zoals dat ze allemaal flexibel en zacht van aard zijn.De materialen hebben een uitstekende weerstand tegen vermoeidheid en goede elektrische eigenschappen.
Ze hebben een buitengewone trillingsdemping en slagvastheid.Deze materialen zijn bestand tegen chemicaliën en weersomstandigheden, ze hebben een goede scheur- en slijtvastheid.
Ze zijn allemaal recyclebaar en hebben een goed schokabsorberend vermogen.
Printervereisten voor printen met flexibele 3D-printmaterialen
Er zijn enkele standaarden waar u uw printer op moet instellen voordat u met deze materialen afdrukt.
Het temperatuurbereik van de extruder van uw printer moet tussen 210 en 260 graden Celsius liggen, terwijl het temperatuurbereik van het bed moet variëren van omgevingstemperatuur tot 110 graden Celsius, afhankelijk van de glasovergangstemperatuur van het materiaal dat u wilt printen.
De aanbevolen printsnelheid bij het printen met flexibele materialen kan variëren van slechts vijf millimeter per seconde tot dertig millimeter per seconde.
Het extrudersysteem van uw 3D-printer moet een directe aandrijving zijn en het wordt aanbevolen om een koelventilator te hebben voor snellere nabewerking van onderdelen en functionele prototypes die u maakt.
Uitdagingen bij het printen met deze materialen
Natuurlijk zijn er enkele punten waar u rekening mee moet houden voordat u met deze materialen gaat afdrukken, vanwege de problemen waarmee gebruikers eerder te maken hebben gehad.
-Het is bekend dat thermoplastische elastomeren slecht worden verwerkt door extruders van de printer.
-Ze absorberen vocht, dus verwacht dat uw afdruk groter wordt als het filament niet goed wordt bewaard.
-Thermoplastische elastomeren zijn gevoelig voor snelle bewegingen, waardoor ze kunnen vastlopen als ze door de extruder worden geduwd.
TPU
TPU staat voor thermoplastisch polyurethaan.Het is erg populair op de markt, dus als je flexibele filamenten koopt, is de kans groot dat je dit materiaal vaak tegenkomt in vergelijking met andere filamenten.
Het staat op de markt bekend omdat het een grotere stijfheid vertoont en gemakkelijker kan worden geëxtrudeerd dan andere filamenten.
Dit materiaal heeft een behoorlijke sterkte en hoge duurzaamheid.Het heeft een hoog elastisch bereik in de orde van 600 tot 700 procent.
De shore-hardheid van dit materiaal varieert van 60 A tot 55 D. Het heeft een uitstekende bedrukbaarheid en is semi-transparant.
De chemische bestendigheid tegen vetten uit de natuur en oliën maakt het beter geschikt voor gebruik met 3D-printers.Dit materiaal heeft een hoge slijtvastheid.
Het wordt aanbevolen om het temperatuurbereik van uw printer tussen 210 en 230 graden Celsius te houden en het bed tussen de onverwarmde temperatuur en 60 graden Celsius tijdens het afdrukken met TPU.
De printsnelheid dient, zoals hierboven vermeld, tussen de vijf en dertig millimeter per seconde te liggen, terwijl voor bedhechting geadviseerd wordt Kapton- of schilderstape te gebruiken.
De extruder moet een directe aandrijving zijn en de koelventilator wordt niet aanbevolen, tenminste niet voor de eerste lagen van deze printer.
TPC
Ze staan voor thermoplastisch copolyester.Chemisch gezien zijn het polyetheresters met een afwisselende sequentie van willekeurige lengte van glycolen met lange of korte keten.
De harde segmenten van dit onderdeel zijn estereenheden met een korte keten, terwijl de zachte segmenten gewoonlijk alifatische polyethers en polyesterglycolen zijn.
Omdat dit flexibele 3D-printmateriaal wordt beschouwd als materiaal van technische kwaliteit, zie je het niet zo vaak als TPU.
TPC heeft een lage dichtheid met een elastisch bereik van 300 tot 350 procent.De Shore-hardheid varieert van 40 tot 72 D.
TPC vertoont een goede bestendigheid tegen chemicaliën en hoge sterkte met goede thermische stabiliteit en temperatuurbestendigheid.
Tijdens het afdrukken met TPC wordt u geadviseerd om uw temperatuur binnen het bereik van 220 tot 260 graden Celsius te houden, de bedtemperatuur tussen 90 en 110 graden Celsius en het afdruksnelheidsbereik hetzelfde als bij TPU.
TPA
Het chemische copolymeer van TPE en nylon genaamd Thermoplastic Polyamide is een combinatie van een gladde en glanzende textuur die afkomstig is van nylon en de flexibiliteit die een zegen is van TPE.
Het heeft een hoge flexibiliteit en elasticiteit in het bereik van 370 en 497 procent, met een Shore-hardheid in het bereik van 75 en 63 A.
Het is uitzonderlijk duurzaam en bedrukbaar op hetzelfde niveau als TPC.Het heeft een goede hittebestendigheid en laaghechting.
De extrudertemperatuur van de printer tijdens het printen van dit materiaal moet tussen de 220 en 230 graden Celsius liggen, terwijl de bedtemperatuur tussen de 30 en 60 graden Celsius moet liggen.
De afdruksnelheid van uw printer kan hetzelfde zijn als aanbevolen bij het afdrukken van TPU en TPC.
De bedhechting van de printer moet op PVA gebaseerd zijn en het extrudersysteem kan zowel een directe aandrijving als Bowden zijn.
Posttijd: 10 juli 2023