Vi siete mai chiesti perché la tecnologia di stampa 3D sta guadagnando forza e sostituendo le vecchie tecnologie di produzione tradizionali?
Se provi a elencare i motivi per cui questa trasformazione sta avvenendo, l'elenco inizierà sicuramente con la personalizzazione. Le persone cercano la personalizzazione. Sono meno interessati alla standardizzazione.
Ed è grazie a questo cambiamento nel comportamento delle persone e alla capacità della tecnologia di stampa 3D di soddisfare il bisogno di personalizzazione delle persone, attraverso la personalizzazione, che è in grado di sostituire le tecnologie di produzione tradizionalmente basate sulla standardizzazione.
La flessibilità è un fattore nascosto dietro la ricerca di personalizzazione da parte delle persone. E il fatto che sul mercato sia disponibile materiale di stampa 3D flessibile che consenta agli utenti di sviluppare parti sempre più flessibili e prototipi funzionali è fonte di pura felicità per alcuni utenti.
La moda stampata in 3D e i bracci protesici stampati in 3D sono un esempio di applicazioni in cui la flessibilità della stampa 3D dovrebbe essere apprezzata.
La stampa 3D in gomma è un’area ancora in fase di ricerca e ancora da sviluppare. Ma per ora non disponiamo della tecnologia di stampa 3D della gomma, finché la gomma non sarà completamente stampabile, dovremmo gestire delle alternative.
E secondo la ricerca, le alternative più vicine alla gomma in cui cadono si chiamano elastomeri termoplastici. Esistono quattro diversi tipi di materiali flessibili che esamineremo in modo approfondito in questo articolo.
Questi materiali flessibili per la stampa 3D sono denominati TPU, TPC, TPA e Soft PLA. Inizieremo fornendoti una breve descrizione del materiale di stampa 3D flessibile in generale.
Qual è il filamento più flessibile?
La scelta di filamenti flessibili per il tuo prossimo progetto di stampa 3D aprirà un mondo di diverse possibilità per le tue stampe.
Non solo puoi stampare una gamma di oggetti diversi con il tuo filamento flessibile, ma anche se disponi di una stampante contenente un estrusore doppio o multi-testa, puoi stampare cose davvero sorprendenti utilizzando questo materiale.
Utilizzando la tua stampante puoi stampare parti e prototipi funzionali come infradito su misura, teste a sfera antistress o semplicemente ammortizzatori di vibrazioni.
Se sei determinato a rendere il filamento Flexi parte della stampa dei tuoi oggetti, riuscirai sicuramente a rendere la tua immaginazione il più vicino possibile alla realtà.
Con così tante opzioni disponibili oggi in questo campo, sarebbe difficile immaginare quanto tempo sia già passato nel campo della stampa 3D senza questo materiale di stampa.
Per gli utenti, stampare con filamenti flessibili, allora, era una seccatura. Il dolore era dovuto a molti fattori che ruotavano attorno al fatto comune che questi materiali sono molto morbidi.
La morbidezza del materiale flessibile per la stampa 3D li rendeva rischiosi da stampare con qualsiasi stampante, invece avevi bisogno di qualcosa di veramente affidabile.
La maggior parte delle stampanti di allora affrontava il problema dell'effetto stringa, quindi ogni volta che si spingeva qualcosa in quel momento senza alcuna rigidità attraverso un ugello, si piegava, si torceva e lottava contro di esso.
Chiunque abbia familiarità con il passaggio del filo da un ago per cucire qualsiasi tipo di stoffa può identificarsi con questo fenomeno.
A parte il problema dell'effetto spinta, produrre filamenti più morbidi come il TPE è stato un compito davvero titanico, soprattutto con buone tolleranze.
Se consideri una scarsa tolleranza e inizi la produzione, è possibile che il filamento che hai prodotto debba essere sottoposto a un processo di dettaglio, inceppamento ed estrusione scadente.
Ma le cose sono cambiate, attualmente esiste una gamma di filamenti morbidi, alcuni dei quali anche con proprietà elastiche e diversi livelli di morbidezza. Soft PLA, TPU e TPE sono alcuni degli esempi.
Durezza Shore
Questo è un criterio comune che potresti vedere con i produttori di filamenti menzionati accanto al nome del loro materiale di stampa 3D.
La durezza Shore è definita come la misura della resistenza che ogni materiale deve avere alla rientranza.
Questa scala è stata inventata in passato quando le persone non avevano alcun riferimento quando parlavano della durezza di qualsiasi materiale.
Pertanto, prima che fosse inventata la durezza Shore, le persone dovevano utilizzare le proprie esperienze agli altri per spiegare la durezza di qualsiasi materiale su cui avevano sperimentato, anziché menzionare un numero.
Questa scala diventa un fattore importante quando si considera quale materiale di stampo scegliere per la produzione di una parte di un prototipo funzionale.
Quindi, ad esempio, quando desideri scegliere tra due gomme per realizzare uno stampo di ballerina in gesso, la durezza Shore ti dirà di avere Una gomma con durezza corta 70 A è meno utile della gomma con durezza Shore di 30 A.
In genere, quando si ha a che fare con i filamenti, si saprà che la durezza Shore consigliata di un materiale flessibile varia da 100 A a 75 A.
In questo caso, ovviamente, il materiale di stampa 3D flessibile che ha una durezza Shore di 100 A sarebbe più duro di quello con 75 A.
Cosa considerare quando si acquista un filamento flessibile?
Ci sono vari fattori da considerare quando si acquista qualsiasi filamento, non solo quelli flessibili.
Dovresti iniziare da un punto centrale che è il più importante per te, qualcosa come la qualità del materiale che si tradurrà in una parte di bell'aspetto di un prototipo funzionale.
Quindi dovresti pensare all’affidabilità nella catena di fornitura, ovvero il materiale che usi una volta per la stampa 3D, dovrebbe essere continuamente disponibile, altrimenti finiresti per utilizzare una quantità limitata di materiale per la stampa 3D.
Dopo aver pensato a questi fattori, dovresti pensare all'elevata elasticità e all'ampia varietà di colori. Infatti, non tutti i materiali di stampa 3D flessibili sarebbero disponibili nel colore in cui desideri acquistarli.
Dopo aver considerato tutti questi fattori, puoi considerare il servizio clienti e il prezzo dell'azienda rispetto ad altre aziende sul mercato.
Elencheremo ora alcuni dei materiali che puoi scegliere per stampare una parte flessibile o un prototipo funzionale.
Elenco dei materiali flessibili per la stampa 3D
Tutti i materiali sotto menzionati hanno alcune caratteristiche di base come sono tutti di natura flessibile e morbida. I materiali hanno un'eccellente resistenza alla fatica e buone proprietà elettriche.
Hanno uno straordinario smorzamento delle vibrazioni e resistenza agli urti. Questi materiali mostrano resistenza agli agenti chimici e agli agenti atmosferici, hanno una buona resistenza allo strappo e all'abrasione.
Sono tutti riciclabili e hanno una buona capacità di assorbimento degli urti.
Prerequisiti della stampante per la stampa con materiali di stampa 3D flessibili
Esistono alcune convinzioni standard su cui impostare la stampante prima di stampare con questi materiali.
L'intervallo di temperatura dell'estrusore della stampante dovrebbe essere compreso tra 210 e 260 gradi Celsius, mentre l'intervallo di temperatura del piano dovrebbe variare dalla temperatura ambiente a 110 gradi Celsius a seconda della temperatura di transizione vetrosa del materiale che si desidera stampare.
La velocità di stampa consigliata durante la stampa con materiali flessibili può variare da un minimo di cinque millimetri al secondo a trenta millimetri al secondo.
Il sistema di estrusione della tua stampante 3D dovrebbe essere un'unità diretta e ti consigliamo di disporre di una ventola di raffreddamento per una post-elaborazione più rapida delle parti e dei prototipi funzionali che produci.
Sfide durante la stampa con questi materiali
Naturalmente, ci sono alcuni punti di cui devi occuparti prima di stampare con questi materiali in base alle difficoltà incontrate in precedenza dagli utenti.
- È noto che gli elastomeri termoplastici vengono gestiti in modo inadeguato dagli estrusori della stampante.
- Assorbono l'umidità, quindi aspettati che la stampa aumenti di dimensioni se il filamento non viene conservato correttamente.
-Gli elastomeri termoplastici sono sensibili ai movimenti rapidi, quindi potrebbero piegarsi quando spinti attraverso l'estrusore.
TPU
TPU sta per poliuretano termoplastico. È molto popolare sul mercato, quindi, quando acquisti filamenti flessibili, ci sono alte probabilità che questo materiale sia quello che incontrerai spesso rispetto ad altri filamenti.
È famoso sul mercato per mostrare una maggiore rigidità e consentire un'estrusione più semplice rispetto ad altri filamenti.
Questo materiale ha una resistenza decente e un'elevata durata. Ha un ampio intervallo elastico nell'ordine del 600-700%.
La durezza Shore di questo materiale varia da 60 A a 55 D. Ha un'ottima stampabilità, è semitrasparente.
La sua resistenza chimica ai grassi naturali e agli oli lo rende più adatto all'uso con stampanti 3D. Questo materiale ha un'elevata resistenza all'abrasione.
Si consiglia di mantenere l'intervallo di temperatura della stampante tra 210 e 230 gradi Celsius e il letto tra una temperatura non riscaldata e 60 gradi Celsius durante la stampa con TPU.
La velocità di stampa, come accennato in precedenza, dovrebbe essere compresa tra i cinque ei trenta millimetri al secondo, mentre per l'adesione al piano si consiglia di utilizzare un Kapton o un nastro da pittore.
L'estrusore dovrebbe essere un drive diretto e la ventola di raffreddamento è sconsigliata almeno per i primi strati di questa stampante.
TPC
Stanno per copoliestere termoplastico. Chimicamente, sono esteri polieterei che hanno una sequenza di lunghezza casuale alternata di glicoli a catena lunga o corta.
I segmenti duri di questa parte sono unità di esteri a catena corta, mentre i segmenti morbidi sono solitamente polieteri alifatici e glicoli poliestere.
Poiché questo materiale flessibile per la stampa 3D è considerato un materiale di livello tecnico, non è qualcosa che vedresti così spesso come il TPU.
Il TPC ha una bassa densità con un intervallo elastico compreso tra il 300 e il 350%. La sua durezza Shore varia da 40 a 72 D.
Il TPC mostra una buona resistenza agli agenti chimici e un'elevata resistenza con buona stabilità termica e resistenza alla temperatura.
Durante la stampa con TPC, si consiglia di mantenere la temperatura nell'intervallo tra 220 e 260 gradi Celsius, la temperatura del piano nell'intervallo tra 90 e 110 gradi Celsius e l'intervallo di velocità di stampa uguale a quello del TPU.
TPA
Il copolimero chimico di TPE e nylon denominato poliammide termoplastica è una combinazione di consistenza liscia e lucente che deriva dal nylon e della flessibilità che è un vantaggio del TPE.
Ha un'elevata flessibilità ed elasticità compresa tra 370 e 497%, con una durezza Shore compresa tra 75 e 63 A.
È eccezionalmente durevole e presenta una stampabilità allo stesso livello del TPC. Ha una buona resistenza al calore e adesione allo strato.
La temperatura dell'estrusore della stampante durante la stampa di questo materiale dovrebbe essere compresa tra 220 e 230 gradi Celsius, mentre la temperatura del letto dovrebbe essere compresa tra 30 e 60 gradi Celsius.
La velocità di stampa della stampante può essere la stessa consigliata per la stampa su TPU e TPC.
L'adesione al letto della stampante deve essere basata su PVA e il sistema di estrusione può essere un azionamento diretto così come Bowden.
Orario di pubblicazione: 10 luglio 2023