Imprimarea 3D este versatilă, dar oamenii se întreabă dacă imprimantele 3D imprimă doar plastic. Acest articol va examina ce fel de materiale pot folosi imprimantele 3D.

Imprimantele 3D de larg consum folosesc în principal plastic precum PLA, ABS sau PETG, care sunt cunoscute ca termoplastice, deoarece se înmoaie și se întăresc în funcție de temperatură. Există multe alte materiale pe care le puteți imprima 3D cu diferite tehnologii de imprimare 3D, cum ar fi SLS sau DMLS pentru metale. Puteți imprima 3D chiar și beton și ceară.

În acest articol am inclus mai multe informații utile despre materialele utilizate în imprimarea 3D, așa că citiți în continuare pentru a afla mai multe.

Ce folosesc imprimantele 3D ca cerneală?

Dacă v-ați întrebat vreodată ce folosesc imprimantele 3D pentru cerneală, iată răspunsul simplu la această întrebare. Imprimantele 3D folosesc trei tipuri de materiale de bază pentru cerneală, și anume;

• Materiale termoplastice (filament)
• Rășină
• Pulberi

Aceste materiale utilizează diferite tipuri de imprimante 3D pentru a imprima, iar noi vom analiza fiecare dintre aceste materiale pe măsură ce vom continua.

Materiale termoplastice (filament)

Termoplasticele sunt un tip de polimer care devine flexibil sau modelabil atunci când este încălzit la o anumită temperatură și se întărește atunci când se răcește.

În ceea ce privește imprimarea 3D, filamentele sau termoplasticele sunt ceea ce imprimantele 3D folosesc ca "cerneală" sau material pentru a crea obiecte 3D. Acestea sunt utilizate cu ajutorul unei tehnologii numite Fused Deposition Modeling sau imprimare 3D FDM.

Este probabil cel mai simplu tip de imprimare 3D, deoarece nu necesită un proces complex, ci doar încălzirea filamentului.

Cel mai popular filament pe care majoritatea oamenilor îl folosesc este PLA sau acidul polilactic. Următoarele câteva dintre cele mai populare filamente sunt ABS, PETG, TPU & Nylon.

Puteți obține tot felul de tipuri de filamente, precum și diferiți hibrizi și culori, astfel încât există o gamă largă de materiale termoplastice cu care puteți imprima 3D.

Un exemplu ar fi acest SainSmart Black ePA-CF Carbon Fiber Filled Nylon Filament de la Amazon.

Unele filamente sunt mai greu de imprimat decât altele și au proprietăți foarte diferite pe care le puteți alege în funcție de proiectul dumneavoastră.

Imprimarea 3D cu filamente termoplastice implică alimentarea mecanică a materialului printr-un tub cu ajutorul unui extruder, care apoi este introdus într-o cameră de încălzire numită hotend.

Hotend-ul este încălzit la o temperatură la care filamentul se înmoaie și poate fi extrudat printr-o gaură mică dintr-o duză, de obicei cu un diametru de 0,4 mm.

Imprimanta dvs. 3D funcționează pe baza unor instrucțiuni numite fișier G-Code, care îi spune exact la ce temperatură trebuie să fie, unde să mute capul de imprimare, la ce nivel trebuie să fie ventilatoarele de răcire și orice altă instrucțiune care face ca imprimanta 3D să acționeze.

Fișierele G-Code sunt create prin procesarea unui fișier STL, pe care îl puteți descărca cu ușurință de pe un site precum Thingiverse. Software-ul de procesare se numește slicer, cel mai popular pentru imprimarea FDM fiind Cura.

Iată un scurt videoclip care prezintă procesul de imprimare 3D cu filament de la început până la sfârșit.

De fapt, am scris o postare completă numită Ultimate 3D Printing Filament & Ghid de materiale care vă duce prin mai multe tipuri de filamente și materiale de imprimare 3D.

Rășină

Următorul set de "cerneală" pe care îl folosesc imprimantele 3D este un material numit rășină fotopolimerică, care este un lichid termorigid care este sensibil la lumină și se solidifică atunci când este expus la anumite lungimi de undă de lumină UV (405 nm).

Aceste rășini sunt diferite de rășinile epoxidice, care sunt utilizate de obicei pentru meșteșuguri și proiecte similare.

Rășinile pentru imprimarea 3D sunt utilizate într-o tehnologie de imprimare 3D numită SLA sau Stereolitografie. Această metodă oferă utilizatorilor un nivel mult mai ridicat de detalii și rezoluție datorită modului în care este format fiecare strat.

Rășinile obișnuite pentru imprimarea 3D sunt rășina standard, rășina rapidă, rășina asemănătoare ABS-ului, rășina flexibilă, rășina lavabilă cu apă și rășina rezistentă.

Am scris un post mai detaliat despre Ce tipuri de rășină există pentru imprimarea 3D? Cele mai bune mărci și tipuri, așa că nu ezitați să verificați pentru mai multe detalii.

Iată cum funcționează imprimantele 3D SLA:

• Odată ce imprimanta 3D este asamblată, turnați rășina în cuva de rășină - un recipient care conține rășina deasupra ecranului LCD.
• Placa de construcție coboară în cuva de rășină și creează o conexiune cu stratul de film din cuva de rășină.
• Fișierul de imprimare 3D pe care îl creați va trimite instrucțiuni pentru a ilumina o anumită imagine care va crea stratul.
• Acest strat de lumină va întări rășina
• Placa de construcție se ridică apoi și creează o presiune de aspirație care desprinde stratul creat de pe pelicula din cuva de rășină și se lipește de placa de construcție.
• Acesta va continua să creeze fiecare strat prin expunerea unei imagini luminoase până la crearea obiectului 3D.

În esență, imprimările 3D SLA sunt create cu susul în jos.

Imprimantele 3D SLA pot crea detalii uimitoare datorită faptului că pot avea rezoluții de până la 0,01 mm sau 10 microni, dar rezoluția standard este de obicei de 0,05 mm sau 50 de microni.

Imprimantele 3D FDM au, de obicei, o rezoluție standard de 0,2 mm, dar unele mașini de înaltă calitate pot ajunge la 0,05 mm.

Siguranța este importantă atunci când vine vorba de rășină, deoarece aceasta are o toxicitate atunci când intră în contact cu pielea. Ar trebui să folosiți mănuși de nitril atunci când manipulați rășina pentru a evita contactul cu pielea.

Imprimarea 3D cu rășină are un proces mai lung din cauza prelucrării ulterioare necesare. Trebuie să spălați rășina nepolimerizată, să curățați suporturile necesare pentru imprimarea 3D a modelelor din rășină, apoi să polimerizați piesa cu o lumină UV externă pentru a întări obiectul imprimat 3D.

Pulberi

O industrie mai puțin obișnuită, dar în creștere în domeniul imprimării 3D este utilizarea pulberilor ca "cerneală".

Pulberile utilizate în imprimarea 3D pot fi polimeri sau chiar metale care sunt reduse la particule fine. Calitățile pulberii metalice utilizate și procesul de imprimare determină rezultatul imprimării.

Există mai multe tipuri de pulberi care pot fi utilizate în imprimarea 3D, cum ar fi nailon, oțel inoxidabil, aluminiu, fier, titan, cobalt-crom, printre multe altele.

Un site web numit Inoxia vinde mai multe tipuri de pulberi metalice.

Există, de asemenea, diferite tehnici care pot fi utilizate în imprimarea 3D cu pulbere, cum ar fi SLS (sinterizarea selectivă cu laser), EBM (topirea cu fascicul de electroni), Binder Jetting & BPE (extrudare de pulbere legată).

Cea mai populară este tehnica de sinterizare cunoscută sub numele de sinterizare selectivă cu laser (SLS).

Procesul de sinterizare selectivă cu laser se realizează după cum urmează:

• Rezervorul de pulbere este umplut cu o pulbere termoplastică, de obicei nylon (particule rotunde și netede).
• Un dispozitiv de împrăștiere a pulberii (o lamă sau o rolă) împrăștie pulberea pentru a crea un strat subțire și uniform pe platforma de construcție.
• Laserul încălzește în mod selectiv anumite părți ale zonei de construcție pentru a topi pulberea într-un mod definit.
• Placa de construcție se deplasează în jos cu fiecare strat, unde pulberea se împrăștie din nou pentru o altă sinterizare cu laserul.
• Acest proces se repetă până când partea dvs. este finalizată.
• Amprenta finală va fi învelită într-un înveliș de nailon pudră care poate fi îndepărtat cu o perie.
• Puteți folosi apoi un sistem special care folosește ceva de genul aerului de mare putere pentru a curăța restul.

Iată un filmuleț video rapid despre cum arată procesul SLS.

Procesul se realizează prin sinterizarea pulberii pentru a forma piese solide care sunt mai poroase decât punctul de topire. Acest lucru înseamnă că particulele de pulbere sunt încălzite astfel încât suprafețele se sudează între ele. Un avantaj al acestui proces este că poate combina materiale cu materiale plastice pentru a produce imprimări 3D.

Puteți imprima 3D cu pulberi metalice folosind tehnologii precum DMLS, SLM & EBM.

Imprimantele 3D pot imprima doar plastic?

Deși plasticul este cel mai frecvent utilizat în imprimarea 3D, imprimantele 3D pot imprima și alte materiale decât plasticul.

Alte materiale care pot fi utilizate în imprimarea 3D includ:

• Rășină
• Pulbere (polimeri & metale)
• Grafit
• Fibră de carbon
• Titan
• Aluminiu
• Argint și aur
• Ciocolată
• Celule stem
• Fier
• Lemn
• Ceară
• Beton

În cazul imprimantelor FDM, doar unele dintre aceste materiale pot fi încălzite și înmuiate, mai degrabă decât arse, astfel încât să poată fi împinse dintr-un hotend. Există multe tehnologii de imprimare 3D care extind capacitățile materiale pe care oamenii le pot crea.

Principala dintre acestea este reprezentată de imprimantele 3D SLS, care utilizează pulberea cu ajutorul tehnicii de sinterizare cu laser pentru a realiza imprimări 3D.

Imprimantele 3D cu rășină sunt, de asemenea, utilizate în mod obișnuit în scopuri casnice și comerciale. Aceasta implică utilizarea procesului de fotopolimerizare pentru a solidifica rășina lichidă cu ajutorul luminii UV, care trece apoi prin post-procesare pentru un finisaj de înaltă calitate.

Imprimantele 3D nu pot imprima doar plastic, ci pot imprima și alte materiale, în funcție de tipul de imprimantă 3D în cauză. Dacă doriți să imprimați oricare dintre celelalte materiale enumerate mai sus, ar trebui să obțineți tehnologia de imprimare 3D relevantă pentru a imprima.

Imprimantele 3D pot imprima orice material?

Materialele care pot fi înmuiate și extrudate printr-o duză sau pulberile de metal pot fi legate împreună pentru a forma un obiect. Atâta timp cât materialul poate fi stratificat sau stivuit unul peste altul, poate fi imprimat 3D, dar multe obiecte nu se încadrează în aceste caracteristici. Betonul poate fi imprimat 3D, deoarece începe prin a fi moale.

Casele tipărite 3D sunt realizate din beton care este amestecat și extrudat printr-o duză foarte mare și care se întărește după un anumit timp.

De-a lungul timpului, imprimarea 3D a introdus o mulțime de materiale noi, cum ar fi betonul, ceara, ciocolata și chiar materia biologică, cum ar fi celulele stem.

Iată cum arată o casă imprimată 3D.

Poți imprima bani prin 3D?

Nu, nu puteți imprima bani prin 3D din cauza procesului de fabricație al imprimării 3D, precum și a marcajelor încorporate pe bani care îi fac să fie antifalsificați. Imprimantele 3D creează în principal obiecte din plastic folosind materiale precum PLA sau ABS și cu siguranță nu pot imprima 3D folosind hârtie. Este posibil să imprimați 3D monede metalice de recuzită.

Banii sunt fabricați cu o mulțime de marcaje și fire încorporate pe care o imprimantă 3D nu le poate reproduce cu precizie. Chiar dacă o imprimantă 3D poate produce ceea ce arată ca niște bani, imprimările nu pot fi folosite ca bani, deoarece nu au calitățile unice care alcătuiesc o bancnotă.

Banii sunt tipăriți pe hârtie, iar majoritatea tipăriturilor 3D sunt tipărite în plastic sau rășină solidificată. Aceste materiale nu pot funcționa la fel ca hârtia și nu pot fi manipulate la fel ca banii.

Cercetările arată că moneda modernă a majorității țărilor din lume are cel puțin 6 tehnologii diferite încorporate în ea. Nici o imprimantă 3D nu va putea suporta mai mult de una sau două dintre aceste metode necesare pentru a imprima cu precizie bancnota.

Cele mai multe țări, în special SUA, construiesc bancnote care încorporează cele mai recente caracteristici de înaltă tehnologie împotriva contrafacerii, ceea ce va face dificilă imprimarea lor de către o imprimantă 3D. Acest lucru este posibil numai dacă imprimanta 3D dispune de tehnologia necesară pentru a imprima bancnota în cauză.

O imprimantă 3D poate încerca doar să tipărească o imitație a banilor și nu dispune de tehnologia sau materialele necesare pentru a tipări bani.

Mulți oameni creează monede de recuzită folosind un material plastic, cum ar fi PLA, apoi îl vopsesc cu vopsea metalică.

Alții au menționat o tehnică prin care se poate crea o matriță 3D și se pot folosi argile din metale prețioase. Ar trebui să presați argila în formă, apoi să o ardeți în metal.

Iată un YouTuber care a creat o monedă D&D care are "Yes" & "No" la fiecare capăt. A făcut un design simplu într-un software CAD, apoi a creat un scenariu în care moneda imprimată 3D se oprește pentru a putea introduce o șaibă în interior pentru a o face mai grea, apoi termină restul monedei.

Iată un exemplu de fișier Bitcoin imprimat 3D de pe Thingiverse pe care îl puteți descărca și imprima singur.