3D-печать - это удивительная технология, которая имеет огромное значение во многих отраслях промышленности, в основном благодаря своей способности печатать прочные материалы в необычных формах. Некоторые технологии до сих пор не могут создать даже некоторые формы, которые 3D-печать может сделать без проблем.

Возникает вопрос, какие материалы не могут быть напечатаны в 3D?

Такие материалы, как дерево, ткань, бумага и камни, не могут быть использованы для 3D-печати, поскольку они сгорят, прежде чем их можно будет расплавить и выдавить через сопло.

В этой статье мы постараемся ответить на некоторые распространенные вопросы о возможностях и ограничениях 3D-печати с точки зрения материалов, которые можно и нельзя печатать, а также форм.

Какие материалы нельзя печатать в 3D?

Главный ответ здесь заключается в том, что нельзя печатать материалами, которые нельзя расплавить, превратить в полужидкое состояние, которое можно экструдировать. Если вы посмотрите, как работают 3D-принтеры FDM, они расплавляют термопластичные материалы с катушки, с жесткими допусками ±0,05 и ниже.

Материалы, которые при высоких температурах горят, а не плавятся, будет трудно выдавливать через сопло.

Если вы можете удовлетворить требованиям полужидкого состояния и допусков, вы должны иметь возможность 3D-печати этого материала. Многие материалы не удовлетворяют этим свойствам.

С другой стороны, мы также можем использовать порошки металлов в процессе под названием Selective Laser Sintering (SLS), который использует лазер для спекания порошкообразного материала и связывания его вместе для создания твердой модели.

К материалам, которые не могут быть напечатаны в 3D, относятся:

• Настоящее дерево, хотя мы можем создать гибрид PLA и древесной текстуры
• Ткань/материалы
• Бумага
• Камень - хотя вы можете расплавить вулканический материал, например, абсальт или риолит.

На самом деле я не смог придумать много материалов, которые нельзя было бы напечатать в 3D, вы действительно можете заставить большинство материалов работать тем или иным образом!

Чтобы получить больше знаний о материалах в области 3D-печати, возможно, будет немного проще взглянуть на другую сторону этого вопроса.

Какие материалы можно использовать для 3D-печати?

Итак, вы знаете, какие материалы нельзя печатать в 3D, но что насчет материалов, которые можно печатать в 3D?

• PLA
• ABS
• Металлы (титан, нержавеющая сталь, кобальт-хром, никелевый сплав и т.д.)
• Поликарбонат (очень прочная нить)
• Продукты питания
• Бетон (3D-печатные дома)
• TPU (гибкий материал)
• Графит
• Биоматериалы (живые клетки)
• Акрил
• Электроника (печатные платы)
• PETG
• Керамика
• Золото (возможно, но этот метод будет весьма неэффективным)
• Серебро
• Нейлон
• Стекло
• PEEK
• углеродное волокно
• PLA с древесным наполнителем (может содержать около 30% древесных частиц, 70% PLA)
• PLA с медным наполнением ("80% содержание меди")
• HIPS и многое другое

Вы удивитесь, насколько далеко продвинулась 3D-печать за последние годы: всевозможные университеты и инженеры создают новые методы 3D-печати различных типов объектов.

Даже электроника может быть напечатана на 3D-принтере, о чем большинство людей никогда бы не подумали.

Да, существуют био-3D принтеры, которые используются для печати живых клеток. Они могут стоить от $10 000 до $200 000 и в основном используют аддитивное производство клеток и биосовместимого материала для создания живой структуры, которая может имитировать естественные живые системы.

Такие вещи, как золото и серебро, могут быть сделаны в виде 3D-объектов с помощью 3D-печати, но на самом деле это не 3D-печать. Они изготавливаются в процессе печати восковых моделей, литья, плавления золота или серебра, а затем заливки расплавленного золота или серебра в слепок.

Ниже представлено интересное видео, которое показывает, как можно создать серебряное кольцо с тигром, начиная с дизайна и заканчивая готовым кольцом.

Этот процесс действительно специализированный и требует соответствующих инструментов и оборудования, но самое лучшее в нем - это то, насколько детальной получается модель, и как она создается с существенной помощью 3D-печати.

Индивидуальная настройка с помощью 3D-печати - это лучшее, что есть в этой технологии, возможность с легкостью персонализировать свои собственные объекты.

Какие формы нельзя напечатать в 3D?

С практической точки зрения, вам будет трудно найти, какие формы нельзя напечатать в 3D, потому что существует множество технологий 3D-печати, которые могут преодолеть ограничения.

Я думаю, что вы найдете несколько удивительно сложных форм и моделей, посмотрев Математический тег на Thingiverse.

Как насчет узлов-пазлов, созданных SteedMaker на Thingiverse.

Или узел трилистника, созданный shockwave3d на Thingiverse.

Формы, которые трудно напечатать с помощью FDM, обычно можно получить с помощью SLA-печати (отверждение смолы с помощью лазерных лучей) и наоборот.

У обычных 3D-принтеров могут возникнуть проблемы с печатью:

• Формы, которые мало соприкасаются с постелью, например, шары
• Модели, которые имеют очень тонкие, похожие на перья края
• 3D-печать с большими выступами или печать в воздухе
• Очень крупные объекты
• Формы с тонкими стенками

Многие из этих проблем можно преодолеть с помощью различных методов вспомогательной печати, таких как использование опорных конструкций для свесов, изменение ориентации, чтобы тонкие детали не были основой печати, использование плотов и ободков в качестве прочной основы и даже разделение моделей на части.

Формы с небольшим контактом с кроватью

Те формы, которые имеют небольшое основание и мало соприкасаются со станиной, нельзя печатать напрямую, как печатают другие формы. Причина проста - объект соскочит со станины еще до завершения печати.

Именно поэтому вы не можете легко создать объект сферы, так как контакт с поверхностью слишком мал, а тело слишком велико, что оно удалится в процессе.

Однако такую печать можно осуществить с помощью плота. Плот представляет собой сетку из филаментов, которые размещаются на платформе сборки, на которой печатается первый слой модели

Тонкие, похожие на перо края

3D-печать очень тонких элементов, таких как перо или кромка ножа, практически невозможна с помощью 3D-печати из-за ориентации, точности XYZ и общего метода экструзии.

Это может быть сделано только на очень точных машинах в несколько микрон, и даже тогда они не смогут получить края настолько тонкие, как вам хотелось бы. Технология сначала должна увеличить разрешение, чтобы достичь желаемой тонкости, которую вы хотите напечатать.

Печать с большими выступами или печать в середине воздуха

Объекты, имеющие большие нависающие части, сложно печатать, а иногда и невозможно.

Эта проблема проста: если печатаемые формы висят слишком далеко от предыдущего слоя, а их размер велик, они будут отрываться до того, как слой сможет правильно сформироваться на месте.

Большинство людей думают, что нельзя печатать поверх ничего, потому что нужно какое-то основание, но если вы действительно настроите свой 3D-принтер и параметры, то явление, называемое мостиком, может очень пригодиться.

Cura предлагает некоторую помощь для улучшения наших свесов с помощью опции 'Включить настройки моста'.

Мостовое соединение можно значительно улучшить с помощью правильных настроек, а также с помощью Petsfang Duct, как вы можете увидеть на видео ниже.

Ему удалось относительно успешно напечатать в 3D свес длиной 300 мм, что очень впечатляет! Он изменил скорость печати до 100 мм/с и 70 мм/с для заполнения, но только потому, что печать заняла бы много времени, поэтому вполне возможны еще лучшие результаты.

К счастью, мы также можем изготовить опорные башни под этими большими выступами, чтобы удержать их и позволить им сохранить форму.

Очень большие 3D-печати

Большинство FDM 3D-принтеров имеют размеры от 100 x 100 x 100 мм до 400 x 400 x 400 мм, поэтому найти 3D-принтер, способный печатать большие объекты за один раз, будет непросто.

Самый большой FDM 3D принтер, который я смог найти, это Modix Big-180X, который имеет огромный объем 1800 x 600 x 600 мм и весит 160 кг!

Это не та машина, к которой вы можете рассчитывать получить доступ, так что пока нам приходится обходиться меньшими машинами.

Не все так плохо, потому что у нас есть возможность разделять модели на более мелкие части, печатать их отдельно, а затем соединять вместе с помощью клеящего вещества, например, суперклея или эпоксидной смолы.