3D Printimise materjalide tutvustus

3D printimine on kiiresti arenev tehnoloogia, mis on muutnud tootmis- ja disainitööstust. Üheks peamiseks teguriks, mis mõjutab 3D prinditud objektide kvaliteeti ja vastupidavust, on valitud materjal. Õige materjal võib parandada detailide tugevust, kestvust ja funktsionaalsust. Selles artiklis käsitleme peamisi 3D printimise materjale, nende omadusi ja rakendusvõimalusi.

1. PLA (Polüpiimhape)

Omadused:PLA on üks populaarsemaid ja kergemini kasutatavaid 3D printimise materjale. Seda saadakse biolagunevatest allikatest nagu maisitärklis või suhkrupeet, muutes PLA keskkonnasõbralikuks. PLA prinditakse suhteliselt madalatel temperatuuridel (180–220 °C), mis tähendab, et see on algajatele sobiv ja madalama riskiga materjal.

Kasutusvaldkonnad:PLA sobib hästi prototüüpideks, dekoratiivseteks esemeteks ja toodeteks, mille puhul ei ole vajalik kõrge kuumuse või keemiliste mõjude taluvus. PLA-d kasutatakse sageli hariduses, hobiprojektides ja muudes mitte-funktsionaalsetes detailides.

Eelised ja piirangud:

• Eelised: Keskkonnasõbralik, lihtne printida, suur valik värve.
• Puudused: Madal kuumuse- ja keemiline vastupidavus, habras, ei sobi välistingimustes kasutamiseks.

2. ABS (Akrüülnitriilbutadieenstüreen)

Omadused:ABS on vastupidav ja paindlik materjal, mida kasutatakse sageli tööstuslikes rakendustes. Seda prinditakse kõrgematel temperatuuridel (230–260 °C), kuid see vajab ka kuumutatud printimisalust ja suletud printimiskambrit, et vältida deformatsiooni. ABS-il on hea löögikindlus ja kuumuse taluvus, mis muudab selle vastupidavaks.

Kasutusvaldkonnad:ABS on ideaalne funktsionaalsete ja mehaaniliste osade, elektroonikakorpuste ja tööriistade jaoks. Samuti kasutatakse ABS-i laialdaselt autotööstuses, koduelektroonikas ja mänguasjade valmistamisel.

Eelised ja piirangud:

• Eelised: Hea kuumuse- ja löögikindlus, tugev.
• Puudused: Prindib tugeva lõhnaga, võib kergesti deformeeruda, nõuab kuumutatud aluspinda.

3. PETG (Polüetüleentereftalaat Glükooliga modifitseeritud)

Omadused:PETG ühendab PLA ja ABS-i parimad omadused: see on tugev, painduv ja suhteliselt lihtne printida. PETG-l on hea keemiline vastupidavus ning sobib kasutamiseks ka madala ja keskmise kuumusega keskkondades. Prinditakse temperatuuril 220–250 °C ja see materjal on väga vastupidav, võimaldades erinevaid funktsionaalseid rakendusi.

Kasutusvaldkonnad:PETG sobib toodeteks, mis vajavad suuremat vastupidavust ja tugevust. Seda kasutatakse sageli toiduanumates, meditsiinilistes ja laboriseadmetes ning välisrakendustes, kuna PETG talub paremini UV-kiirgust.

Eelised ja piirangud:

• Eelised: Keemiline vastupidavus, löögikindlus, tugev ja painduv.
• Puudused: Vajab mõnevõrra keerukamat seadistust, võib kleepuda printimisalusele liiga tugevalt.

4. TPU (Termoplastiline polüuretaan)

Omadused:TPU on elastne ja paindlik materjal, mis säilitab oma kuju ka pärast mitmekordset painutamist või venitust. TPU prinditakse temperatuuridel 210–230 °C ja nõuab aeglasemat printimiskiirust, kuna materjal on veniv ja nõuab stabiilset täpset voolu.

Kasutusvaldkonnad:TPU on ideaalne materjal, kui on vaja paindlikke komponente, nagu näiteks kaitsekestad, tihendid, elastsed ühendused või spordivarustus. Seda kasutatakse sageli elektroonikaseadmete kaitsmiseks või kohtades, kus on vajalik löögisummutus.

Eelised ja piirangud:

• Eelised: Paindlikkus, löögisummutus, kulumiskindlus.
• Puudused: Keeruline printida suurel kiirusel, võib nõuda erilisi seadistusi ja printimisaluseid.

5. Nylon

Omadused:Nylon on tugev ja vastupidav materjal, millel on suurepärane löögikindlus ja kuumuse taluvus. Seda prinditakse kõrgematel temperatuuridel (240–260 °C) ja materjal nõuab tihti kuumutatud aluspinda ja spetsiaalset prindikeskkonda, et vältida niiskusest tingitud deformeerumist.

Kasutusvaldkonnad:Nylon sobib hästi mehaaniliste osade, näiteks hammasrataste ja laagrite valmistamiseks. Samuti kasutatakse seda tööstuslikes rakendustes, kus on vajalikud tugevus, kulumiskindlus ja elastne venivus.

Eelised ja piirangud:

• Eelised: Väga tugev, hea kulumiskindlus ja löögikindlus, veidi paindlik.
• Puudused: Niiskustundlik, keerulisem printida ja võib kergesti niiskust imada, mis mõjutab prindikvaliteeti.

6. PC (Polükarbonaat)

Omadused:Polükarbonaat on üks kõige tugevamaid 3D printimise materjale. See talub hästi suuri mehaanilisi pingeid, lööke ja kõrget temperatuuri. Prinditakse väga kõrgetel temperatuuridel (270–310 °C), mis tähendab, et see materjal sobib peamiselt professionaalsetele printeritele.

Kasutusvaldkonnad:PC-d kasutatakse sageli turva- ja kaitseprillide, elektroonikakorpuste, mehhanismide ja tugevat kaitset vajavate komponentide valmistamisel.

Eelised ja piirangud:

• Eelised: Väga tugev ja löögikindel, hea kuumuse taluvus.
• Puudused: Väga kõrge printimistemperatuur, mis vajab spetsiaalset prindikeskkonda, UV-kiirgustundlik.

7. Komposiitmaterjalid (nt puidutäidisega, metalliosakestega või süsinikkiuga)

Omadused:Komposiitmaterjalid on tavalised termoplastikud (nagu PLA või ABS), millele on lisatud puidu-, metalli- või süsinikkiutäidiseid. See annab prinditud osadele unikaalse välimuse ja paremad mehaanilised omadused. Näiteks puidutäidisega PLA imiteerib puitu, samas kui süsinikkiutäidisega materjalid on kergemad ja tugevamad.

Kasutusvaldkonnad:Komposiitmaterjale kasutatakse sageli dekoratiivsete ja funktsionaalsete komponentide jaoks. Puidutäidisega PLA on populaarne kunstiliste projektide puhul, samas kui süsinikkiuga tugevdatud materjale kasutatakse tugevust ja kergust nõudvates rakendustes.

Eelised ja piirangud:

• Eelised: Parandatud mehaanilised omadused, unikaalne välimus.
• Puudused: Mõned komposiidid võivad kahjustada prindipead või düüsi, sest nende täidis võib olla abrasiivne.

Kokkuvõte ja materjali valimise soovitused

Materjali valikul on tähtis arvestada prinditava detaili kasutuseesmärki ja keskkonda, milles see töötab. Siin on lühike kokkuvõte:

• Dekoratiivsed ja madala koormusega esemed: PLA
• Funktsionaalsed ja vastupidavad esemed: ABS või PETG
• Paindlikud ja lööke summutavad esemed: TPU
• Suure tugevusega ja mehaanilised osad: Nylon või PC
• Erilise tekstuuri või välimusega esemed: Komposiitmaterjalid (nt puidutäidisega PLA)

‍