Naisip mo na ba kung bakit lumalakas ang teknolohiya ng 3D printing at pinapalitan ang mga lumang tradisyonal na teknolohiya sa pagmamanupaktura?
Kung susubukan mong ilista ang mga dahilan kung bakit nangyayari ang pagbabagong ito, tiyak na magsisimula ang listahan sa pagpapasadya. Naghahanap ang mga tao ng pagpapasadya. Hindi sila gaanong interesado sa estandardisasyon.
At dahil sa pagbabagong ito sa pag-uugali ng mga tao at sa kakayahan ng teknolohiya ng 3D printing na matugunan ang pangangailangan ng mga tao para sa personalization, sa pamamagitan ng customization, kaya napapalitan nito ang mga tradisyonal na teknolohiya sa pagmamanupaktura na nakabatay sa standardization.
Ang kakayahang umangkop ay isang nakatagong salik sa likod ng paghahanap ng mga tao ng personalization. At ang katotohanan na mayroong flexible na materyal para sa 3D printing na makukuha sa merkado na nagbibigay-daan sa mga gumagamit na bumuo ng mas maraming flexible na bahagi at mga functional na prototype ay isang pinagmumulan ng lubos na kaligayahan para sa ilang mga gumagamit.
Ang 3D printed fashion at 3D printed prosthetic arms ay isang halimbawa ng mga aplikasyon kung saan dapat pahalagahan ang flexibility ng 3D printing.
Ang rubber 3D printing ay isang larangan na patuloy pa ring sinasaliksik at hindi pa napapaunlad. Ngunit sa ngayon, wala pa tayong teknolohiya sa rubber 3D printing, hangga't hindi pa ganap na naipi-print ang rubber, kakailanganin nating maghanap ng mga alternatibo.
At ayon sa pananaliksik, ang pinakamalapit na alternatibo sa goma na nabibilang ay ang tinatawag na Thermoplastic Elastomers. Mayroong apat na magkakaibang uri ng flexible na materyales na ating susuriin nang malaliman sa artikulong ito.
Ang mga flexible na materyales na ito para sa 3D printing ay tinatawag na TPU, TPC, TPA, at Soft PLA. Magsisimula kami sa pamamagitan ng pagbibigay sa iyo ng maikling impormasyon tungkol sa pangkalahatang Flexible na materyales para sa 3D printing.
Ano ang Pinaka-Flexible na Filament?
Ang pagpili ng mga flexible filament para sa iyong susunod na proyekto sa 3D printing ay magbubukas ng isang mundo ng iba't ibang posibilidad para sa iyong mga print.
Hindi ka lang makakapag-print ng iba't ibang bagay gamit ang iyong flex filament, kundi pati na rin kung mayroon kang dual o multi-head extruder na printer na naglalaman ng mga ito, maaari kang mag-print ng mga kamangha-manghang bagay gamit ang materyal na ito.
Ang mga piyesa at mga prototype na gumagana tulad ng mga bespoke flip flop, stress ball-head, o simpleng mga vibration dampener ay maaaring i-print gamit ang iyong printer.
Kung determinado kang gawing bahagi ng pag-iimprenta ng iyong mga bagay ang Flexi filament, tiyak na magtatagumpay ka sa pagsasakatuparan ng iyong mga imahinasyon na pinakamalapit sa realidad.
Sa dami ng mga opsyon na magagamit ngayon sa larangang ito, mahirap isipin ang oras na lumipas sa larangan ng 3D printing nang wala ang materyal na ito sa pag-iimprenta.
Para sa mga gumagamit noon, ang pag-imprenta gamit ang mga flexible filament ay isang napakahirap na gawain. Ang paghihirap na ito ay dahil sa maraming salik na nakasentro sa iisang katotohanan na ang mga materyales na ito ay napakalambot.
Ang lambot ng nababaluktot na materyal sa 3D printing ay naging mapanganib na i-print gamit lamang ang kahit anong printer; sa halip, kailangan mo ng isang bagay na talagang maaasahan.
Karamihan sa mga printer noon ay nahaharap sa problema ng pagtulak ng string effect, kaya sa tuwing itinutulak mo ang isang bagay nang walang anumang katigasan sa isang nozzle, ito ay yuyuko, pipilipit, at lalaban dito.
Lahat ng pamilyar sa pagbubuhos ng sinulid mula sa karayom para sa pananahi ng anumang uri ng tela ay maaaring maka-relate sa penomenong ito.
Bukod sa problema ng epekto ng pagtulak, ang paggawa ng mas malambot na mga filament tulad ng TPE ay isang napakabigat na gawain, lalo na kung may mahuhusay na tolerance.
Kung isasaalang-alang mo ang mahinang tolerance at sisimulan ang paggawa, may posibilidad na ang filament na iyong ginawa ay maaaring sumailalim sa mahinang proseso ng detailing, jamming, at extrusion.
Ngunit nagbago na ang mga bagay-bagay, sa kasalukuyan, mayroong iba't ibang uri ng malalambot na filament, ang ilan sa mga ito ay may mga katangiang elastiko at iba't ibang antas ng lambot. Ang malambot na PLA, TPU, at TPE ay ilan sa mga halimbawa.
Katigasan ng Baybayin
Ito ay isang karaniwang pamantayan na maaari mong makita sa mga tagagawa ng filament na binabanggit kasama ng pangalan ng kanilang materyal sa 3D printing.
Ang Shore Hardness ay binibigyang kahulugan bilang ang sukat ng resistensya ng bawat materyal sa pag-ukit.
Naimbento ang iskala na ito noon noong walang sanggunian ang mga tao kapag pinag-uusapan ang katigasan ng anumang materyal.
Kaya, bago pa man naimbento ang Shore hardness, kinailangang gamitin ng mga tao ang kanilang mga karanasan sa iba upang ipaliwanag ang katigasan ng anumang materyal na kanilang pinag-eksperimentohan, sa halip na banggitin ang isang numero.
Ang iskala na ito ay nagiging isang mahalagang salik habang isinasaalang-alang kung aling materyal ng molde ang pipiliin para sa paggawa ng isang bahagi ng isang functional prototype.
Kaya halimbawa, kapag gusto mong pumili sa pagitan ng dalawang goma para sa paggawa ng molde ng plaster standing ballerina, ang Shore hardness ay magsasabi sa iyo na ang goma na may maikling tigas na 70 A ay hindi gaanong kapaki-pakinabang kaysa sa goma na may shore hardness na 30 A.
Kadalasan, habang nakikitungo sa mga filament, malalaman mo na ang inirerekomendang shore hardness ng isang flexible na materyal ay mula 100A hanggang 75A.
Kung saan, malinaw naman, ang flexible na 3D printing material na may shore hardness na 100A ay mas matigas kaysa sa may 75A.
Ano ang Dapat Isaalang-alang Kapag Bumibili ng Flexible Filament?
Mayroong iba't ibang mga salik na dapat isaalang-alang kapag bumibili ng anumang filament, hindi lamang ang mga flexible.
Dapat kang magsimula sa isang puntong pinakamahalaga para sa iyo, tulad ng kalidad ng materyal na magreresulta sa isang magandang bahagi ng isang gumaganang prototype.
Kung gayon, dapat mong isipin ang tungkol sa pagiging maaasahan sa supply chain, ibig sabihin, ang materyal na minsan mong ginagamit para sa 3D printing ay dapat na patuloy na magagamit, kung hindi, gagamit ka lamang ng anumang limitadong uri ng materyal sa 3D printing.
Matapos pag-isipan ang mga salik na ito, dapat mong isipin ang tungkol sa mataas na elastisidad, iba't ibang kulay. Dahil, hindi lahat ng flexible na materyales sa 3D printing ay makukuha sa kulay na gusto mong bilhin.
Matapos isaalang-alang ang lahat ng mga salik na ito, maaari mong isaalang-alang ang serbisyo sa customer at presyo ng kumpanya kumpara sa ibang mga kumpanya sa merkado.
Ililista namin ngayon ang ilan sa mga materyales na maaari mong piliin para sa pag-imprenta ng isang flexible na bahagi o functional na prototype.
Listahan ng mga Flexible na Materyales sa Pag-print ng 3D
Ang lahat ng mga materyales na nabanggit sa ibaba ay may ilang mga pangunahing katangian tulad ng mga ito ay pawang flexible at malambot sa kalikasan. Ang mga materyales ay may mahusay na resistensya sa pagkapagod at mahusay na mga katangiang elektrikal.
Mayroon silang pambihirang panginginig ng boses at lakas ng impact. Ang mga materyales na ito ay nagpapakita ng resistensya sa mga kemikal at panahon, mayroon din silang mahusay na resistensya sa punit at abrasion.
Lahat ng mga ito ay maaaring i-recycle at may mahusay na kapasidad sa pagsipsip ng shock.
Mga kinakailangan sa printer para sa pag-print gamit ang mga Flexible na materyales sa pag-print ng 3D
May ilang pamantayan na dapat i-on ang iyong printer bago mag-print gamit ang mga materyales na ito.
Ang saklaw ng temperatura ng extruder ng iyong printer ay dapat nasa pagitan ng 210 at 260 degrees Celsius, samantalang ang saklaw ng temperatura ng bed ay dapat mula sa ambient temperature hanggang 110 degrees Celsius depende sa glass transition temperature ng materyal na nais mong i-print.
Ang inirerekomendang bilis ng pag-print habang nagpi-print gamit ang mga flexible na materyales ay maaaring mula sa kasingbaba ng limang milimetro bawat segundo hanggang tatlumpung milimetro bawat segundo.
Ang extruder system ng iyong 3D printer ay dapat na isang direct drive at inirerekomenda na magkaroon ka ng cooling fan para sa mas mabilis na post-processing ng mga piyesa at functional prototype na iyong ginagawa.
Mga hamon habang nagpi-print gamit ang mga materyales na ito
Siyempre, may ilang mga puntong kailangan mong bigyang-pansin bago mag-print gamit ang mga materyales na ito batay sa mga kahirapang naranasan ng mga gumagamit noon.
-Ang mga thermoplastic elastomer ay kilalang hindi maayos na nahawakan ng mga extruder ng printer.
-Sinisipsip ng mga ito ang kahalumigmigan, kaya asahan na lalabas nang malaki ang iyong imprenta kung ang filament ay hindi naitago nang maayos.
-Ang mga thermoplastic elastomer ay sensitibo sa mabibilis na paggalaw kaya maaari itong mabaluktot kapag itinulak sa extruder.
TPU
Ang TPU ay nangangahulugang thermoplastic polyurethane. Ito ay napakapopular sa merkado kaya, kapag bumibili ng mga flexible filament, malaki ang posibilidad na ang materyal na ito ang madalas mong matagpuan kumpara sa ibang mga filament.
Ito ay sikat sa merkado dahil sa pagpapakita ng mas matinding tigas at mas madaling paglabas kumpara sa ibang mga filament.
Ang materyal na ito ay may disenteng lakas at mataas na tibay. Mayroon itong mataas na saklaw ng pagkalastiko na nasa pagitan ng 600 hanggang 700 porsyento.
Ang katigasan ng baybayin ng materyal na ito ay mula 60 A hanggang 55 D. Ito ay may mahusay na kakayahang i-print, medyo transparent.
Dahil sa kemikal na resistensya nito sa grasa at mga langis, mas angkop itong gamitin sa mga 3D printer. Ang materyal na ito ay may mataas na resistensya sa abrasion.
Inirerekomenda na panatilihin ang temperatura ng iyong printer sa pagitan ng 210 hanggang 230 degrees Celsius at ang temperatura sa pagitan ng hindi pinainit na temperatura ay hanggang 60 degrees Celsius habang nagpi-print gamit ang TPU.
Ang bilis ng pag-print, gaya ng nabanggit sa itaas, ay dapat nasa pagitan ng lima at tatlumpung milimetro bawat segundo, habang para sa bed adhesion, ipinapayong gumamit ng Kapton o painter's tape.
Dapat ay direktang nagtutulak ang extruder at hindi inirerekomenda ang cooling fan kahit man lang para sa mga unang layer ng printer na ito.
TPC
Ang mga ito ay kumakatawan sa thermoplastic copolyester. Sa kemikal na kahulugan, ang mga ito ay mga polyether ester na mayroong salit-salit na random na haba ng pagkakasunod-sunod ng alinman sa mahaba o maikling chain glycols.
Ang matitigas na bahagi ng bahaging ito ay mga short-chain ester unit, habang ang malalambot na bahagi ay karaniwang mga aliphatic polyether at polyester glycol.
Dahil ang flexible na 3D printing material na ito ay itinuturing na isang engineering grade material, hindi ito isang bagay na makikita mo nang madalas gaya ng TPU.
Ang TPC ay may mababang densidad na may elastic range na 300 hanggang 350 porsyento. Ang Shore hardness nito ay mula 40 hanggang 72 D.
Ang TPC ay nagpapakita ng mahusay na resistensya sa mga kemikal at mataas na lakas na may mahusay na thermal stability at resistensya sa temperatura.
Habang nagpi-print gamit ang TPC, ipinapayong panatilihin ang temperatura sa hanay na 220 hanggang 260 degrees Celsius, ang bed temperature ay nasa hanay na 90 hanggang 110 degrees Celsius, at ang saklaw ng bilis ng pag-print ay kapareho ng sa TPU.
TPA
Ang kemikal na copolymer ng TPE at Nylon na tinatawag na Thermoplastic Polyamide ay isang kombinasyon ng makinis at makintab na tekstura na nagmumula sa Nylon at ang kakayahang umangkop na isang malaking bentahe ng TPE.
Ito ay may mataas na kakayahang umangkop at elastisidad sa hanay na 370 at 497 porsyento, na may katigasan ng Shore sa hanay na 75 at 63 A.
Ito ay lubos na matibay at nagpapakita ng kakayahang i-print sa parehong antas ng TPC. Ito ay may mahusay na resistensya sa init pati na rin ang pagdikit ng mga patong.
Ang temperatura ng extruder ng printer habang ini-print ang materyal na ito ay dapat nasa hanay na 220 hanggang 230 degrees Celsius, samantalang ang temperatura ng bed ay dapat nasa hanay na 30 hanggang 60 degrees Celsius.
Ang bilis ng pag-print ng iyong printer ay maaaring kapareho ng inirerekomenda habang nagpi-print ng TPU at TPC.
Ang bed adhesion ng printer ay dapat na nakabatay sa PVA at ang extruder system ay maaaring isang direct drive pati na rin ang Bowden.
Oras ng pag-post: Hulyo-10-2023