如何選擇合適的3D打印材料
比較各種材料特性,找出適合您的項(xiàng)目的3D打印材料。
如何選擇合適的3D打印材料?3D打印可以使用的耗材是多種多樣的,它們的加工工藝,特點(diǎn),性能,用途等都是不一樣的,那么您都了解這些3D打印材料嗎?不是只有高精度的材料才能滿足設(shè)計(jì)需求,要在不同的設(shè)計(jì)階段,選擇合適的3D打印材料,才能做到事半功倍。選擇材料,就不得不考慮成本、外觀光滑度、尺寸精度、力學(xué)性能、熱力學(xué)性能、工作環(huán)境,以及特殊功能性要求等因素。盡管有種種因素,不過(guò)基于模型的制作目的,大致可分為三類:外觀驗(yàn)證模型、結(jié)構(gòu)驗(yàn)證模型和功能展示模型。
由工程師設(shè)計(jì)制作用于驗(yàn)證產(chǎn)品外觀的手板模型或直接使用且對(duì)外觀要求高的模型。外觀驗(yàn)證模型是可視的、可觸摸的,它可以很直觀的以實(shí)物的形式把設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意反映出來(lái),避免了“畫出來(lái)好看而做出來(lái)不好看” 的弊端。外觀驗(yàn)證模型制作在新品開發(fā),產(chǎn)品外形推敲的過(guò)程中是必不可少的。基于外觀驗(yàn)證模型的需求,優(yōu)先建議選用光敏樹脂類3D打印(包括高精高韌ABS和透明PC材料)。
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中從設(shè)計(jì)方案到量產(chǎn),一般需要制作模具。模具制造的費(fèi)用很高,比較大的模具價(jià)值數(shù)十萬(wàn)乃至幾百萬(wàn),如果在開模的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理或其他問題,其損失可想而知。因此,制作結(jié)構(gòu)驗(yàn)證模型能避免這種損失,降低開模風(fēng)險(xiǎn)。基于結(jié)構(gòu)驗(yàn)證模型的需求,對(duì)精度和表面質(zhì)量要求不高的,優(yōu)先建議選擇機(jī)械性能較好、價(jià)格低廉的材料,比方說(shuō)PLA、ABS等材料。
在此外,還有部分特殊要求,例如對(duì)電學(xué)性能(導(dǎo)電、絕緣、介電等)、光學(xué)性能(熒光、漸變等)、可食用性、透氣性等。接下來(lái),本白皮書將為大家介紹一些常用的3D打印材料。
ABS塑料
FDM(塑料熔融沉積)
0.1mm
SimpNeed ABS Pro
ABS塑料價(jià)格較低、韌性好、工程塑料表面有紋理,可在打印后做表面拋光處理??梢赃M(jìn)行噴涂、電鍍、鉆孔;
36~37Mpa;
3.0%, 4.0%;
53Mpa, 61Mpa;艾氏耐沖擊強(qiáng)度,切口 96~139J/m;
87~96°C;
低價(jià)原型制作,機(jī)械零件原型,大型雕像、藝術(shù)品模具等。
PLA塑料
FDM(塑料熔融沉積)
0.1mm
SimpNeed PLA Pro
PLA塑料價(jià)格低、強(qiáng)度高、環(huán)保材料、成型尺寸大,可在打印后做表面拋光處理;
低價(jià)原型制作、機(jī)械零件原型、大型雕像、藝術(shù)品模具等。
進(jìn)口光敏樹脂
SLA立體光刻
0.03mm
SimpNeed UV+
精度高表面細(xì)膩,既可做外形外觀,又可做結(jié)構(gòu)、裝配和功能驗(yàn)證??梢赃M(jìn)行噴涂、噴鍍、復(fù)制硅膠模。
50~60Mpa;
10%~25%;
75Mpa,~110Mpa;艾氏耐沖擊強(qiáng)度,切口 20~30J/m;
45~50°C;
復(fù)雜的設(shè)計(jì)和各類雕塑,高精度模型, 工業(yè)手板。
尼龍
SLS選擇性激光燒結(jié)
0.1mm
SimpNeed Nylon Ultra
優(yōu)良的韌性、自潤(rùn)滑性、耐磨性、耐化學(xué)性、氣體透過(guò)性、及耐油性、無(wú)毒和容易著色等優(yōu)點(diǎn),可以說(shuō)是一種全能型材料,所以在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。
48Mpa;
38%;
1431Mpa;艾氏耐沖擊強(qiáng)度,切口 3.6J/m;
58~145°C;
高精度打印,功能性終產(chǎn)品,需要后期打磨、拋光和上色的產(chǎn)品。
鈦合金
DMLS選擇性激光燒結(jié)
0.1mm
材料比重非常小、質(zhì)輕、強(qiáng)度高、韌性好、而且具有良好的機(jī)械性能及耐腐蝕性,適用于航空航天和醫(yī)療領(lǐng)域。
航空件和醫(yī)療植入等。
鋁合金
DMLS選擇性激光燒結(jié)
0.1mm
具有良好強(qiáng)度,硬度及動(dòng)態(tài)性能,因此可以用于高負(fù)載場(chǎng)合。如果需要的話,它們可以機(jī)加工,火花加工,噴完處理,拋光及噴涂處理。
航空航天,機(jī)械加工輕質(zhì)零部件等。
鈷鉻合金
SLS選擇性激光燒結(jié)
0.15mm
以鈷和鉻為基質(zhì)的不銹鋼種類,屬于不銹鋼的一種,其抗腐蝕和耐酸性較強(qiáng),生活和醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,口腔科多因?yàn)槠鋬r(jià)格低廉,韌性優(yōu)良,毒性低,用于烤瓷冠內(nèi)冠。
人工牙齒。
石英砂
3DP三維粉末粘結(jié)
0.2mm
與鑄造用覆膜砂類似,采用熱固性樹脂,如酚醛樹脂包覆鋯砂(ZrO2)、石英砂(SiO2)的方法制得。利用激光燒結(jié)方法,制得的原型可以直接當(dāng)作鑄造用砂型(芯)來(lái)制造金屬鑄件,其中鋯砂具有好的鑄造性能,尤其適合于具有復(fù)雜形狀的有色合金鑄件,如鎂、鋁等合金的鑄造。
砂型鑄造及型芯的制作,適用于單件、小批量砂型鑄造金屬鑄件的生產(chǎn),尤其適合用于傳統(tǒng)制造技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的金屬鑄件。